100Cr6: Specifiche Tecniche Acciaio

01Acciaio 100Cr6: Introduzione e Caratteristiche Generali

L’acciaio 100Cr6 (numero materiale 1.3505) è un acciaio per cuscinetti volventi definito dalla EN ISO 683-17:2023, la norma che raccoglie in cinque gruppi gli acciai per anelli e corpi volventi. Appartiene al gruppo degli acciai a tempra a cuore, che la norma stessa descrive come acciai con circa l’1% di carbonio e fra l’1 e il 2% di cromo: a differenza di un acciaio da cementazione, che indurisce nello strato arricchito di carbonio, il 100Cr6 porta l’alto tenore di carbonio in tutta la sezione e prende durezza con la sola tempra.

Fra i requisiti che la norma fissa, quelli che descrivono il materiale sono la composizione chimica, la durezza massima allo stato di fornitura, la sferoidizzazione dei carburi negli stati ricotti e un grado di pulizia inclusionale, la cui verifica si concorda all’ordine; gli altri riguardano superficie, dimensioni, prove e documenti.

1.1Che Cos’è il 100Cr6: la Sigla e i Due Elementi che la Definiscono

La sigla dichiara la composizione nominale: 100 sta per un carbonio intorno all’1% e Cr6 per un cromo intorno all’1,5%, coerenti con le bande della norma, 0,93-1,05% di carbonio e 1,35-1,60% di cromo. Sono i due elementi che fanno il grado: il carbonio determina la durezza raggiungibile dopo tempra e la quantità di carburi, il cromo aumenta la temprabilità e partecipa ai carburi. Nello stesso gruppo della norma stanno gradi che variano cromo, manganese, silicio e molibdeno; il 100CrMo7 è uno di questi.

1.2100Cr6 e 100CrMo7: Cosa Cambia fra i Due Gradi

Il 100CrMo7 (1.3537) appartiene allo stesso gruppo della EN ISO 683-17. Ha lo stesso carbonio, 0,93-1,05%, e le stesse bande di silicio e manganese; a cambiare sono il cromo, che sale a 1,65-1,95%, e il molibdeno, che da limite massimo dello 0,10% diventa un elemento di lega prescritto, 0,15-0,30%. Allo stato ricotto sferoidale (+AC) la norma gli concede una durezza massima più alta: 217 HBW contro 207.

Di ciò che il cromo e il molibdeno in più cambiano sulla tempra la norma non dà una misura, perché non tabella la temprabilità di nessuno dei due gradi: il confronto si fa sul pezzo e sulla colata, a pari geometria e a pari ciclo. Le indicazioni di alcune schede produttore sugli spessori per cui conviene passare dall’uno all’altro sono raccolte nella pagina degli acciai per cuscinetti, e valgono per il mezzo e il ciclo con cui sono state ricavate.

1.3Norma di Riferimento e Certificato di Collaudo del 100Cr6

La norma di riferimento del 100Cr6 è la EN ISO 683-17:2023, la parte 17 della ISO 683, che fissa le condizioni tecniche di fornitura degli acciai per cuscinetti a sfere e a rulli. È la quarta edizione di una norma internazionale nata nel 1976 e riscritta nel 1999, nel 2014 e nel 2023. Recepita come norma europea nel 1999, fra il 1999 e il 2001 ha preso il posto delle norme nazionali che ancora si incontrano sui disegni più vecchi: la DIN 17230 in Germania, la UNI 3097 in Italia, la NF A35-565 in Francia.

Per i documenti di controllo la norma rimanda alla ISO 10474, con i certificati di collaudo 3.1 e 3.2: il certificato riporta l’analisi di colata di tutti gli elementi prescritti per il grado. Ogni prodotto deve essere rintracciabile alla colata.

02Composizione Chimica dell’Acciaio 100Cr6: Elementi di Lega e Specifiche Normative

La composizione chimica del 100Cr6 è fissata dalla EN ISO 683-17:2023 sull’analisi di colata. Accanto alle bande di carbonio e cromo, silicio e manganese stanno in bande strette, mentre fosforo e zolfo hanno tetti bassi; lo zolfo, che forma solfuri, pesa anche sulla pulizia inclusionale.

Gli scostamenti sull’analisi di prodotto della terza colonna non sono una seconda specifica: sono la tolleranza ammessa quando si analizza il prodotto fornito. Per ciascun elemento, in una stessa colata, lo scostamento è ammesso da una parte sola, sopra il limite superiore oppure sotto quello inferiore, mai da entrambe. L’analisi di prodotto si esegue solo se richiesta all’ordine.

Su accordo d’ordine la norma ammette due varianti: zolfo fino allo 0,030% quando la lavorabilità all’utensile è prioritaria, e silicio non oltre lo 0,15% per la formatura a freddo. La prima ha un costo: più zolfo vuol dire più solfuri, cioè una pulizia inclusionale diversa da quella del grado base.

Oltre agli elementi in tabella, la norma prescrive requisiti su calcio, titanio e ossigeno, i tenori più legati alla pulizia dell’acciaio: per i loro valori fa fede il testo della norma.

2.1Pulizia Inclusionale e Struttura dei Carburi

Per un acciaio per cuscinetti la pulizia è un requisito di primo piano, e la norma lo dichiara: le inclusioni non metalliche sono decisive per la vita a fatica dei cuscinetti, quindi ogni acciaio della norma deve avere un determinato grado di pulizia. I requisiti sul contenuto di inclusioni microscopiche valgono per ogni fornitura; è la loro verifica a richiedere un accordo all’ordine, con i metodi che la norma richiama, fra cui la ISO 4967 e la JIS G 0555. Per le inclusioni macroscopiche, se se ne chiede la verifica, metodo e limiti di accettazione si concordano.

Oltre alla pulizia conta la struttura. Nello stato ricotto per sferoidizzazione dei carburi, +AC, e in quello sferoidizzato e deformato a freddo, +AC+C, la norma prescrive che i carburi degli acciai a tempra a cuore siano sferoidizzati. Il grado di sferoidizzazione e la distribuzione dei carburi si concordano all’ordine quando servono, con metodi a immagini di riferimento come la ISO 5949 e il SEP 1520: la sola sferoidizzazione, infatti, non esclude reti di carburi al bordo dei grani o bande di segregazione.

2.2Equivalenze Internazionali 100Cr6

Le equivalenze del 100Cr6 sono di due tipi: le corrispondenze scritte in una norma, raccolte nella tabella, e gli accostamenti commerciali. Fuori dall’Europa la EN ISO 683-17 elenca come comparabile al 100Cr6 il giapponese SUJ2 della JIS G 4805: comparabile, non identico, perché la norma giapponese fissa bande di composizione proprie.

Le schede produttore accostano spesso al 100Cr6 altre sigle. Per la UNI 3097, la norma italiana sostituita nel 2001, riportano la stessa sigla, 100Cr6. Il 100C6 è la designazione francese che associano alla NF A35-565, sostituita dalla NF EN ISO 683-17 nel 1999. Il 52100 è la designazione americana, di un altro sistema di norme: prima di sostituirlo al 100Cr6 in un capitolato, l’accostamento si verifica confrontando le due norme.

03Caratteristiche Meccaniche dell’Acciaio 100Cr6: Cosa Prescrive la Norma

Delle caratteristiche meccaniche del 100Cr6 la norma prescrive una sola grandezza: la durezza Brinell massima allo stato di fornitura. Il 100Cr6 si compra per essere lavorato allo stato ricotto e poi temprato, e le proprietà del componente finito dipendono dal ciclo di trattamento applicato al pezzo.

3.1Durezza 100Cr6 negli Stati di Fornitura

La durezza del 100Cr6 che si può esigere alla consegna dipende dallo stato ordinato. Nello stato ricotto per sferoidizzazione dei carburi, +AC, il massimo è 207 HBW; nello stato sferoidizzato e deformato a freddo, +AC+C, sale a 241 HBW. I valori non dipendono dal diametro, e la prova è la Brinell secondo la ISO 6506-1.

Una conseguenza pratica riguarda l’ordine: senza un accordo la norma prevede la consegna allo stato non trattato, che non ha un requisito di durezza, quindi il ricotto sferoidale +AC va indicato espressamente.

La superficie ha regole proprie. Salvo accordo i prodotti si consegnano con la superficie lavorata a caldo, e la norma non fissa una profondità massima di decarburazione: i prodotti rettificati, pelati o lavorati devono esserne privi, mentre per quelli laminati a caldo, forgiati, deformati a freddo o sgrossati destinati a pelatura o rettifica il sovrametallo da asportare si concorda all’ordine. In alternativa, per tondi e vergella, si può specificare la profondità ammessa delle discontinuità superficiali secondo la ISO 9443.

3.2Durezza dopo Tempra: un Requisito del Pezzo, non della Norma

La durezza che si cerca sul 100Cr6 temprato, quella delle piste e dei corpi volventi, non è un requisito della norma dell’acciaio: la EN ISO 683-17 non ne prescrive alcuna, né come minimo né come intervallo. La fissa la specifica del componente, insieme al ciclo di tempra e rinvenimento che la produce, e si verifica sul pezzo trattato. I valori riportati da alcune schede produttore si riferiscono a cicli e provini diversi fra loro, e non sono un requisito dell’acciaio.

3.3Resistenza a Trazione e Snervamento: Valori non Prescritti

Per la resistenza a trazione del 100Cr6, il carico di snervamento, l’allungamento e la resilienza la norma non dà valori, in nessuno stato: né sulla barra ricotta, né sull’acciaio temprato e rinvenuto. Se una fornitura deve garantire requisiti meccanici, la norma consente di concordare altri stati di fornitura, e con essi i valori da rispettare.

04Caratteristiche Fisiche dell’Acciaio 100Cr6: Densità e Costanti Elastiche

Le caratteristiche fisiche del 100Cr6 non sono materia della sua norma. La tabella riporta i valori di progetto che gli Eurocodici fissano per l’acciaio da costruzione, con la norma da cui è tratto ciascun valore. Per il calcolo del peso vale la convenzione degli acciai, 7,85 kg/dm³: è lo stesso valore che la DIN 17230 prescriveva per il peso nominale degli acciai per cuscinetti a tempra a cuore, e lo stesso del calcolatore peso barra del sito. Non è la densità misurata del grado, che alcune schede produttore danno leggermente più bassa.

Il modulo di elasticità a temperatura ambiente è 210 GPa e il modulo tangenziale 81 GPa, coerenti con un coefficiente di Poisson di 0,30; il coefficiente di dilatazione termica è 12 × 10⁻⁶/K, un valore medio valido fino a 100 °C. Conducibilità termica, calore specifico e resistività elettrica cambiano con lo stato, ricotto o temprato, e con la temperatura. Gli Eurocodici danno le prime due per l’acciaio da costruzione, a cui un acciaio all’1% di carbonio e all’1,5% di cromo non somiglia, e alcune schede produttore riportano valori diversi fra loro: nella tabella restano senza valore, perché per un calcolo termico servono valori riferiti allo stato del pezzo.

05Trattamenti Termici dell’Acciaio 100Cr6: Ricottura, Tempra e Rinvenimento

I trattamenti termici del 100Cr6 sono due momenti distinti della vita del materiale: la ricottura per sferoidizzazione, che lo rende lavorabile, gli dà la struttura da cui partirà la tempra ed è lo stato da indicare all’ordine quando va lavorato dalla barra; e la tempra seguita dal rinvenimento, che si esegue sul pezzo lavorato, prima della finitura, e gli dà la durezza di esercizio.

5.1Ricottura per Sferoidizzazione e Stato +AC

La ricottura per sferoidizzazione porta i carburi del 100Cr6 in forma di globuli dispersi nella matrice ferritica: è la struttura che la norma prescrive nello stato +AC, insieme alla durezza massima. Il ciclo con cui la si ottiene è pratica di stabilimento, e le finestre di temperatura riportate da alcune schede produttore non concordano fra loro.

5.2Tempra 100Cr6: Temperature Orientative, Mezzo di Spegnimento e Temprabilità

Per la tempra del 100Cr6 resta un riferimento storico: la DIN 17230 del 1980, ritirata nel 2000, indicava per il 100 Cr 6 la tempra in olio a 830-870 °C, dichiarandola un valore orientativo e precisando che temperature e condizioni effettive vanno scelte in modo da ottenere le proprietà richieste. Alcune schede produttore riportano ancora lo stesso intervallo; il ciclo effettivo, però, lo fissa la specifica del pezzo.

La norma non tabella la temprabilità del 100Cr6: per gli acciai a tempra a cuore non esiste una banda Jominy, e il grado non si ordina con il suffisso +H, con cui i gradi da cementazione e da tempra a induzione della norma si possono ordinare a temprabilità prescritta. Fino a quale sezione il 100Cr6 tempri a cuore dipende dalla temprabilità della colata e dalle condizioni di austenitizzazione, oltre che dallo spessore e dalla geometria del pezzo al momento della tempra e dal mezzo di spegnimento, e si verifica sul pezzo.

5.3Rinvenimento del 100Cr6

Il rinvenimento del 100Cr6 temprato è un rinvenimento basso, che attenua le tensioni della tempra e migliora la tenacità conservando gran parte della durezza. La DIN 17230 lo indicava a 150-180 °C, anche qui come valore orientativo; la temperatura effettiva la fissa la specifica di trattamento del pezzo.

5.4Cicli e Punti Critici che la Norma non Fissa

Normalizzazione, deformazione a caldo, distensione, tempra bainitica, trattamenti sotto zero: sono cicli che la norma non tratta, e i loro parametri si fissano sul pezzo con chi lo lavora e lo tratta. La norma non pubblica i punti critici Ac1 e Accm né la temperatura di inizio trasformazione martensitica Ms, che del resto non sono costanti del grado: dipendono dalla colata e dal ciclo, ed è per questo che alcune schede produttore riportano valori diversi fra loro.

06Applicazioni Industriali dell’Acciaio 100Cr6: Cuscinetti e Componenti a Contatto

Le applicazioni del 100Cr6 nascono dallo stesso problema: una superficie che rotola o striscia sotto un carico concentrato e ripetuto per tutta la vita del componente. La norma definisce i propri acciai in base all’impiego: acciai per gli anelli e per i corpi volventi dei cuscinetti.

6.1Anelli, Sfere e Rulli per Cuscinetti Volventi

Anelli interni ed esterni, sfere, rulli e rullini sono l’impiego per cui il grado esiste: si ricavano dalla barra, dal filo o dal tubo allo stato sferoidizzato, si temprano a cuore, si rinvengono e poi si rettificano. Gli anelli ottenuti per forgiatura o laminazione a caldo perdono la struttura sferoidizzata della barra e dopo la deformazione si ricuociono per sferoidizzazione. La scelta fra il 100Cr6 e i gradi più legati della stessa famiglia dipende da quanto il cuore del pezzo deve prendere tempra, con i fattori descritti nella sezione sulla tempra.

6.2Altri Impieghi: Componenti Soggetti a Usura e Pressioni di Contatto

Fuori dal cuscinetto il 100Cr6 si usa dove serve la stessa combinazione di durezza e resistenza all’usura su un pezzo temprato a cuore: perni e boccole di guida, rulli e camme, componenti di pompe e di sistemi di iniezione, calibri e strumenti di misura, punzoni e parti di stampi per lavorazioni a freddo di piccola sezione.

6.3Lavorabilità allo Stato Ricotto Sferoidale

La lavorabilità del 100Cr6 si gioca sullo stato di fornitura. Allo stato ricotto sferoidale +AC la struttura a carburi globulari consente tornitura, foratura e fresatura; dopo la tempra restano la rettifica, la tornitura in duro con utensili adatti e le lavorazioni di finitura. Quando la lavorabilità è prioritaria, la norma ammette su accordo la variante a zolfo più alto descritta nella sezione sulla composizione.

07Domande Più Frequenti sull’Acciaio 100Cr6: Risposte Tecniche per Professionisti

Risposte brevi alle domande tecniche più ricorrenti sul 100Cr6.

7.1Qual è la differenza tra 100Cr6 e 100CrMo7?

Sono due gradi dello stesso gruppo della EN ISO 683-17, con lo stesso carbonio. Il 100CrMo7 ha più cromo, 1,65-1,95% contro 1,35-1,60%, e il molibdeno come elemento di lega, 0,15-0,30%, e allo stato ricotto sferoidale ammette 217 HBW invece di 207. La norma non tabella la temprabilità di nessuno dei due. La scelta dipende da quanto deve prendere tempra il cuore del pezzo, e si verifica sul pezzo e sulla colata.

7.2Il 100Cr6 corrisponde al 52100, al 100C6 o al SUJ2?

Dei tre, solo il SUJ2 della JIS G 4805 ha una corrispondenza scritta nella EN ISO 683-17, come grado comparabile e non identico: le bande di composizione delle due norme non coincidono. Il 100C6 e il 52100 sono accostamenti delle schede produttore: il primo è la sigla che associano alla norma francese sostituita nel 1999, il secondo appartiene al sistema americano. In un capitolato si ordina il grado con la sua norma, e un’eventuale sostituzione si verifica confrontando le due norme.

7.3Che durezza raggiunge il 100Cr6 dopo tempra?

La norma dell’acciaio non la garantisce: la EN ISO 683-17 non prescrive una durezza dopo tempra, né minima né come intervallo. La durezza del componente la fissano la sua specifica e il ciclo di tempra e rinvenimento, e si verifica sul pezzo trattato. Quella che si può esigere alla consegna è un’altra: 207 HBW max allo stato ricotto sferoidale +AC.

7.4Il 100Cr6 è inossidabile?

No. Con un cromo di 1,35-1,60% è lontano dalla soglia che definisce un acciaio inossidabile, almeno il 10,5% di cromo secondo la EN 10020, e in ambiente umido si ossida come un acciaio al carbonio: va protetto con un film d’olio o con un trattamento superficiale. Per i cuscinetti che devono resistere alla corrosione la stessa EN ISO 683-17 prevede un gruppo a parte, gli acciai per cuscinetti inossidabili.

7.5Il 100Cr6 è saldabile?

Non è un acciaio da saldare per fusione. Con un carbonio intorno all’1% la zona termicamente alterata tempra in una martensite ad alto carbonio, dura e fragile, e il rischio di cricche resta elevato anche con il preriscaldo; la norma dell’acciaio non tratta la saldabilità e non dà né preriscaldo né carbonio equivalente. Di regola i componenti in 100Cr6 si collegano per via meccanica, oppure la zona da saldare si progetta in un grado diverso.

7.6Il 100Cr6 si può cementare?

Non ha senso cementarlo. La cementazione arricchisce di carbonio lo strato superficiale di un acciaio che ne ha poco, mentre il 100Cr6 ne ha già intorno all’1% in tutta la sezione e prende durezza con la sola tempra. Per i cuscinetti che richiedono uno strato duro su un nucleo tenace la EN ISO 683-17 prevede un gruppo distinto di acciai da cementazione. Diverso è il caso della carbonitrurazione, che sugli acciai a tempra a cuore si usa per modificare lo strato superficiale: la norma non la tratta, e i parametri li fissa la specifica del pezzo.

7.7A quale norma risponde il 100Cr6?

Alla EN ISO 683-17:2023, la parte della ISO 683 per gli acciai per cuscinetti a sfere e a rulli. Sui disegni più vecchi si trova riferito alle norme nazionali che la sua prima edizione europea ha sostituito: la DIN 17230, la UNI 3097 e la NF A35-565.

7.8Quali stati di fornitura prevede la norma per il 100Cr6?

Il ricotto per sferoidizzazione dei carburi +AC, 207 HBW max, e lo sferoidizzato e deformato a freddo +AC+C, 241 HBW max; lo stato trattato per la cesoiabilità +S, con requisiti da concordare; lo stato non trattato, che si applica quando l’ordine non indica altro. La norma ammette di concordarne altri.

7.9Qual è il peso specifico del 100Cr6?

7,85 kg/dm³, che non è la densità misurata di questo grado ma il valore convenzionale con cui si calcola il peso degli acciai. Lo stesso numero sta dietro al calcolatore peso barra, dove bastano profilo e dimensioni per ottenere il peso al metro e il peso totale.

08L’Offerta Siderticino per l’Acciaio 100Cr6: Barre Ricotte per Cuscinetti e Componenti da Temprare

Siderticino fornisce acciaio 100Cr6 (1.3505) in conformità alla EN ISO 683-17:2023, in barre tonde laminate allo stato ricotto sferoidale +AC - lo stato in cui il grado si lavora prima della tempra - in diametri da 20 a 220 mm. Il taglio è eseguito a misura sulle lunghezze richieste, e la documentazione di controllo EN 10204 accompagna la fornitura, con certificato di collaudo 3.1 a richiesta.

Per diametri e richiesta di preventivo consulta la pagina prodotto: Prodotti in acciaio 100Cr6. Per il grado affine vedi i prodotti in 100CrMo7 e la pagina di categoria degli acciai per cuscinetti; per stimare il peso dei semilavorati è disponibile lo strumento di calcolo peso barre acciaio.

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