C45: Specifiche Tecniche Acciaio

1. Acciaio C45: Caratteristiche e Proprietà Fondamentali

L’acciaio C45 rappresenta una delle leghe ferrose più diffuse nell’industria meccanica europea, classificato come acciaio non legato da bonifica secondo la normativa EN 10083-2. Questo materiale si distingue per l’eccellente equilibrio tra proprietà meccaniche, lavorabilità e convenienza economica nel panorama siderurgico moderno.

La denominazione C45 deriva dal contenuto di carbonio nominale dello 0,45%, elemento che conferisce al materiale la capacità di raggiungere elevate caratteristiche meccaniche dopo opportuni trattamenti termici di bonifica. Secondo la classificazione europea, questo acciaio corrisponde al numero di materiale 1.0503, mentre nel sistema AISI viene identificato come 1045.

Le proprietà C45 lo rendono particolarmente adatto per la realizzazione di componenti meccanici soggetti a sollecitazioni moderate-elevate, dove è richiesta una combinazione di resistenza, tenacità e buona lavorabilità. La sua composizione chimica ottimizzata permette di ottenere, attraverso il trattamento termico C45 di bonifica, valori di resistenza a trazione compresi tipicamente tra 630-780 N/mm² con allungamento percentuale del 16-20%.

Il processo produttivo dell’acciaio C45 segue rigorosi standard qualitativi che garantiscono omogeneità strutturale e ripetibilità delle prestazioni meccaniche. La fornitura avviene principalmente negli stati di laminazione a caldo, normalizzato o bonificato, in funzione delle specifiche applicazioni richieste dal cliente finale.

L’ampio ventaglio di applicazioni C45 spazia dal settore automotive alla meccanica industriale, dalla realizzazione di alberi di trasmissione ai componenti per stampi, confermando la versatilità di questo materiale nelle costruzioni meccaniche. La sua posizione nel mercato siderurgico è consolidata grazie al rapporto prestazioni-costo ottimale per applicazioni che non richiedono le caratteristiche specifiche degli acciai legati ad alta resistenza.

La standardizzazione delle caratteristiche C45 secondo le normative internazionali ISO 683-1 e EN 10277 assicura la conformità qualitativa necessaria per impieghi critici nel settore industriale, dove l’affidabilità del materiale rappresenta un fattore determinante per la sicurezza operativa degli impianti.

2. Composizione Chimica dell’Acciaio C45: Elementi e Percentuali

La composizione chimica C45 costituisce il fondamento delle eccellenti proprietà meccaniche di questo acciaio da bonifica, definita rigorosamente dalle normative europee EN 10083-2 e ISO 683-1. La formulazione ottimizzata di questo acciaio non legato garantisce la ripetibilità delle prestazioni e la conformità agli standard internazionali per applicazioni strutturali e meccaniche.

Secondo la normativa EN 10083-2, la composizione chimica del C45 prevede un contenuto di carbonio compreso tra 0,42-0,50%, elemento determinante per le caratteristiche di temprabilità e resistenza meccanica finale. Il carbonio rappresenta l’elemento principale che conferisce al materiale la capacità di raggiungere durezze elevate attraverso i trattamenti termici di tempra e rinvenimento.

Gli elementi di accompagnamento giocano un ruolo cruciale nell’ottimizzazione delle proprietà C45. Il silicio, presente secondo la normativa EN 10083-2 in percentuali comprese tra 0,10-0,40% nell’acciaio C45, svolge una funzione fondamentale di disossidazione durante il processo di produzione siderurgica, rimuovendo l’ossigeno disciolto nel metallo fuso e contribuendo al miglioramento della resistenza meccanica attraverso il meccanismo di rafforzamento per soluzione solida.

Il manganese, con contenuto normativo dello 0,50-0,80% secondo EN 10083-2, incrementa significativamente la temprabilità dell’acciaio C45, facilitando la formazione di strutture martensitiche omogenee durante i trattamenti termici di tempra. Questo elemento contribuisce inoltre alla neutralizzazione dello zolfo presente nell’acciaio, formando solfuri di manganese che riducono l’effetto dannoso dello zolfo sulla lavorabilità a caldo.

La combinazione ottimizzata di silicio e manganese nella composizione chimica C45 garantisce l’equilibrio tra disossidazione efficace, temprabilità controllata e proprietà meccaniche finali conformi agli standard EN 10083-2 per applicazioni industriali critiche.

Il controllo degli elementi residui rappresenta un aspetto fondamentale nella composizione chimica C45. Le quantità di elementi chimici residui vengono scelte con cura per evitare fenomeni di fragilità a freddo, o per prevenire la formazione di inclusioni dannose che comprometterebbero la lavorabilità e le proprietà meccaniche. La presenza di cromo, nichel e molibdeno come elementi residui è strettamente controllata per mantenere la classificazione di acciaio non legato.

La standardizzazione della composizione C45 secondo le normative internazionali assicura la tracciabilità qualitativa necessaria per certificazioni industriali, aspetto determinante per applicazioni critiche nel settore automotive e meccanico dove l’affidabilità del materiale rappresenta un requisito imprescindibile per la sicurezza operativa.

3. Caratteristiche Meccaniche

3.1. Caratteristiche Meccaniche dell’Acciaio C45: Proprietà e Prestazioni

Le caratteristiche meccaniche C45 variano significativamente in funzione dello stato di fornitura e dei trattamenti termici applicati, posizionando questo acciaio come soluzione versatile per applicazioni industriali con sollecitazioni moderate-elevate. La normativa EN 10083-2 definisce rigorosamente i parametri prestazionali richiesti per garantire l’affidabilità strutturale nei diversi stati di lavorazione.

3.2. Proprietà Meccaniche allo Stato Normalizzato

Allo stato normalizzato (+N), le proprietà meccaniche del C45 sono definite dalla normativa EN 10083-2 con valori specifici in funzione dello spessore del prodotto. Per spessori compresi tra 16-40 mm, il carico di snervamento (Rp0,2) raggiunge valori minimi di 275 N/mm² con resistenza a trazione compresa tra 530-680 N/mm² e allungamento minimo del 23%. Per dimensioni tra 40-100 mm, il carico di snervamento si attesta su valori minimi di 255 N/mm² con resistenza a trazione di 510-660 N/mm² e allungamento del 25%.

La durezza allo stato normalizzato presenta valori massimi di 217 HBW secondo EN 10083-2, conferendo al materiale eccellente lavorabilità alle macchine utensili mantenendo resistenza meccanica adeguata per applicazioni C45 strutturali. La struttura ferritico-perlitica ottenuta attraverso il trattamento di normalizzazione garantisce omogeneità microstrutturale ideale per successive lavorazioni meccaniche di precisione.

Per spessori inferiori a 16 mm, la normativa EN 10083-2 non specifica valori dedicati per il C45 allo stato normalizzato, richiedendo accordi specifici tra produttore e cliente per definire le caratteristiche meccaniche applicabili a queste dimensioni ridotte.

Queste caratteristiche C45 normalizzato rendono il materiale particolarmente adatto per componenti semilavorati destinati a successive operazioni di bonifica, dove l’omogeneità strutturale rappresenta un prerequisito fondamentale per ottenere prestazioni meccaniche uniformi dopo i trattamenti termici finali.

3.3. Proprietà Meccaniche allo Stato Bonificato

Le caratteristiche meccaniche C45 raggiungono i valori prestazionali ottimali dopo trattamento di bonifica (+QT) secondo la normativa EN 10083-2. Per diametri compresi tra 16-40 mm, il carico di snervamento (Rp0,2) raggiunge valori minimi di 430 N/mm² con resistenza a trazione compresa tra 650-800 N/mm², allungamento minimo del 16% e strizione superiore al 40%. Per sezioni tra 40-100 mm, i valori si attestano rispettivamente su 370 N/mm² di snervamento e 630-780 N/mm² di resistenza a trazione.

Per dimensioni comprese tra 100-160 mm, le proprietà C45 bonificato presentano carico di snervamento minimo di 340 N/mm², resistenza a trazione di 580-730 N/mm² con allungamento del 17% e strizione del 45%. La durezza dopo bonifica raggiunge valori compresi tra 190-280 HBW secondo EN 10083-2, ottimizzando il compromesso tra resistenza e tenacità richiesto per componenti meccanici critici.

Per diametri inferiori a 16 mm, la normativa EN 10083-2 non fornisce valori specifici standardizzati per il C45 bonificato, richiedendo accordi tecnici dedicati tra produttore e utilizzatore per definire le caratteristiche meccaniche applicabili a queste sezioni ridotte.

La struttura martensitica rinvenuta ottenuta attraverso il ciclo di bonifica garantisce l’equilibrio ottimale tra resistenza meccanica e duttilità, rendendo l’acciaio C45 bonificato la scelta preferenziale per applicazioni industriali che richiedono prestazioni elevate sotto sollecitazioni dinamiche e statiche combinate.

3.4. Resistenza Superficiale e Temprabilità

L’acciaio C45 presenta capacità di tempra superficiale che consente di raggiungere durezze di 55-60 HRC mediante trattamenti ad induzione o fiamma. Questa caratteristica risulta fondamentale per applicazioni che richiedono elevata resistenza all’usura superficiale mantenendo un nucleo tenace, tipiche di alberi scanalati, pignoni e superfici di contatto ad alta sollecitazione.

Le caratteristiche meccaniche del C45 includono inoltre un modulo di elasticità di 210 GPa e densità di 7,87 g/cm³, valori standard che garantiscono comportamento prevedibile nelle applicazioni di calcolo strutturale e progettazione meccanica avanzata nel settore industriale.

4. Caratteristiche Fisiche dell’Acciaio C45: Proprietà Termiche ed Elettriche

4.1. Caratteristiche Fisiche dell’Acciaio C45: Proprietà Termiche ed Elettriche

Le caratteristiche fisiche del C45 costituiscono parametri fondamentali per la progettazione e l’applicazione industriale di questo acciaio al carbonio, definendo il comportamento del materiale sotto l’azione di sollecitazioni termiche, elettriche e ambientali. La conoscenza precisa di queste proprietà risulta essenziale per ottimizzare i processi produttivi e garantire prestazioni affidabili nelle diverse condizioni operative.

4.2. Proprietà di Densità e Strutturali

La densità dell’acciaio C45 presenta valori compresi tra 7,8-7,86 g/cm³ secondo le specifiche tecniche consolidate. Questa caratteristica posiziona il materiale nella fascia tipica degli acciai al carbonio non legati, conferendo un rapporto peso-resistenza ottimale per applicazioni strutturali e meccaniche dove il contenimento del peso rappresenta un fattore progettuale rilevante.

Il modulo di elasticità del C45 varia in funzione della temperatura, attestandosi su valori di 205-220 GPa a temperatura ambiente. Il modulo elastico longitudinale raggiunge 210 GPa a 20°C, riducendosi progressivamente a 205 GPa a 100°C e 185 GPa a 300°C. Questi parametri garantiscono rigidità strutturale adeguata per componenti sottoposti a carichi elastici in condizioni operative standard.

4.3. Proprietà Termiche

Le proprietà termiche del C45 evidenziano comportamenti caratteristici per applicazioni che coinvolgono variazioni di temperatura. La conducibilità termica presenta valori compresi tra 34,2-50 W/m·K a temperatura ambiente, posizionando questo acciaio nella fascia moderatamente bassa tra i materiali ferrosi, aspetto che influenza i tempi di riscaldamento nei trattamenti termici.

Il punto di fusione dell’acciaio C45 si attesta nell’intervallo 1420-1550°C secondo diverse fonti tecniche, con temperatura di inizio fusione intorno ai 1420°C e completamento della fusione verso 1460°C. Il calore specifico raggiunge valori di 460-480 J/kg·K a temperatura ambiente, incrementandosi fino a circa 577 J/kg·K a 200°C.

L’intervallo di temperatura di fusione è caratteristico degli acciai al carbonio non legati, dove la presenza di carbonio e elementi residui determina un graduale passaggio dallo stato solido a quello liquido anziché una temperatura di fusione netta come nei metalli puri.

La variazione del calore specifico del C45 in funzione della temperatura rappresenta un parametro fondamentale per il calcolo dei cicli termici nei trattamenti di bonifica, influenzando i tempi di riscaldamento e le velocità di raffreddamento necessarie per ottenere le strutture microstrutturali desiderate.

Il coefficiente di espansione termica lineare del C45 presenta valori di 11,1-12 μm/m·K nell’intervallo 20-100°C, caratteristica fondamentale per il calcolo delle tolleranze dimensionali in componenti soggetti a cicli termici nelle applicazioni industriali.

4.4. Proprietà Elettriche

Le caratteristiche elettriche del C45 comprendono una conducibilità elettrica di circa 7,2% IACS (International Annealed Copper Standard), equivalente a una resistività elettrica specifica di 0,12 Ωmm²/m a temperatura ambiente. Questi valori rendono il materiale adatto per applicazioni che richiedono proprietà elettriche controllate, pur non essendo ottimizzato specificamente per conduttività elettrica come le leghe dedicate.

La stabilità delle proprietà fisiche del C45 nelle condizioni operative standard garantisce prestazioni prevedibili e affidabili per la progettazione di componenti meccanici dove l’integrità dimensionale e il comportamento termico rappresentano requisiti critici per la funzionalità del sistema.

5. Trattamenti Termici dell’Acciaio C45: Cicli Ottimizzati per Prestazioni Elevate

I trattamenti termici del C45 rappresentano il processo fondamentale per ottimizzare le caratteristiche meccaniche di questo acciaio da bonifica, consentendo di raggiungere valori prestazionali superiori attraverso cicli controllati di riscaldamento e raffreddamento. La corretta applicazione dei trattamenti termici secondo le normative ISO 683-1:2018 e UNI EN 10277:2018 garantisce risultati ripetibili e conformità agli standard qualitativi richiesti dall’industria meccanica.

5.1. Bonifica dell’Acciaio C45: Tempra e Rinvenimento

Il trattamento di bonifica del C45 costituisce il processo termico primario per questo acciaio, combinando tempra e rinvenimento per ottimizzare il rapporto resistenza-tenacità. La fase di tempra prevede riscaldamento a temperature comprese tra 820-860°C con permanenza alla temperatura di austenitizzazione seguita da raffreddamento rapido in acqua o olio per ottenere struttura martensitica.

La tempra dell’acciaio C45 può essere condotta a 820°C con raffreddamento in acqua o a 860°C con raffreddamento in olio o polimero, consentendo di adattare il processo alle dimensioni del componente e alle caratteristiche finali richieste. Il successivo rinvenimento viene eseguito a temperature di 540-660°C o 550-680°C in funzione delle proprietà meccaniche da raggiungere.

La bonifica del C45 permette di raggiungere resistenze a trazione di 630-780 N/mm² con allungamento del 16-20% e durezza finale di 190-280 HBW secondo norma EN 10083-2, ottimizzando il compromesso tra resistenza e tenacità richiesto per componenti meccanici sottoposti a sollecitazioni dinamiche moderate-elevate.

5.2. Normalizzazione e Trattamenti Ausiliari

La normalizzazione dell’acciaio C45 viene condotta a temperature di 840-880°C seguita da raffreddamento in aria, processo utilizzato per affinare la struttura cristallina e migliorare l’omogeneità microstrutturale prima delle lavorazioni meccaniche o come trattamento finale per applicazioni con requisiti meccanici moderati.

I trattamenti di ricottura per migliorare la lavorabilità (Ricottura di Lavorabilità) del C45 prevedono cicli a 650-700°C con raffreddamento controllato per ottenere durezza massima di 207 HBW, facilitando le operazioni di asportazione truciolo e formatura. La ricottura isotermica a 810°C con raffreddamento in forno fino a 660°C consente di ottenere strutture ottimali per lavorazioni meccaniche complesse.

5.3. Tempra Superficiale e Applicazioni Specializzate

L’acciaio C45 presenta eccellenti caratteristiche per la tempra superficiale ad induzione, raggiungendo durezze di 55-60 HRC in superficie mantenendo un nucleo tenace bonificato. Questo trattamento selettivo risulta particolarmente vantaggioso per componenti come alberi, pignoni e superfici di contatto che richiedono elevata resistenza all’usura superficiale.

Le temperature di preriscaldo per saldatura del C45 si attestano a 250°C con distensione post-saldatura a 550°C, parametri essenziali per prevenire cricche da idrogeno e garantire l’integrità strutturale delle giunzioni saldate. La corretta applicazione di questi trattamenti termici assicura prestazioni ottimali e durata operativa estesa nei diversi settori applicativi industriali.

6. Applicazioni Industriali dell’Acciaio C45: Settori e Impieghi Specifici

Le applicazioni C45 coprono un ampio spettro di settori industriali grazie all’eccellente equilibrio tra resistenza meccanica, lavorabilità e convenienza economica di questo acciaio da bonifica. La versatilità del materiale, definita dalle normative EN 10083-2 e UNI EN 10277:2018, lo posiziona come soluzione preferenziale per componenti sottoposti a sollecitazioni moderate-elevate in diversi contesti produttivi.

6.1 Settore Automotive e Trasporti

Nel settore automotive, l’acciaio C45 trova impiego primario nella produzione di componenti critici per la trasmissione di potenza. Le applicazioni del C45 comprendono la realizzazione di alberi di trasmissione, alberi a camme, assali e bielle che devono resistere a sollecitazioni elevate e fatica ciclica.  La capacità del materiale di raggiungere, dopo bonifica, resistenze a trazione di 630-780 N/mm² con allungamento del 16-20%, garantisce l’affidabilità operativa richiesta per componenti automotive sottoposti a carichi dinamici intensi.

Gli ingranaggi rappresentano un’applicazione C45 consolidata nel settore, dove la possibilità di tempra superficiale permette di ottenere durezze di 55-60 HRC mantenendo un nucleo tenace. Questa caratteristica risulta determinante per garantire resistenza all’usura superficiale e durata operativa estesa in sistemi di trasmissione automobilistici.

6.2. Settore Meccanica Industriale e Macchinari

L’industria della meccanica industriale rappresenta il principale settore di impiego per l’acciaio C45, particolarmente per la produzione di organi meccanici duri e tenaci come alberi, perni, mozzi e componenti per macchine utensili. Le caratteristiche C45 dopo bonifica soddisfano i requisiti di resistenza meccanica per componenti di torni industriali, fresatrici, presse meccaniche e macchine utensili CNC.

Nel settore dei macchinari pesanti, il C45 viene utilizzato per componenti strutturali che devono sopportare carichi elevati mantenendo stabilità dimensionale. Le applicazioni includono colonne per presse, sottostampi per stampaggio, alberi per macchine per estrusione e componenti per segatrici a nastro, dove la combinazione di resistenza e lavorabilità risulta determinante per l’efficienza produttiva.

6.3. Settore Costruzioni e Applicazioni Strutturali

Le applicazioni C45 nel settore edile comprendono la produzione di elementi strutturali come travi, bulloni e tiranti che devono sostenere pesi elevati e resistere a sollecitazioni statiche e dinamiche. La buona saldabilità del materiale, seppur limitata, permette la realizzazione di strutture saldate con opportune precauzioni nelle giunzioni.

Nel settore della carpenteria metallica, il C45 trova impiego per elementi di collegamento e componenti strutturali che richiedono resistenza meccanica superiore rispetto agli acciai dolci standard. L’acciaio C45 viene inoltre utilizzato per la produzione di utensili industriali, stampi per materie plastiche e attrezzature dove sono richieste proprietà di resistenza all’usura e tenacità del nucleo dopo opportuni trattamenti termici.

7. Domande Frequenti sull’Acciaio C45: Risposte Tecniche

Questa sezione raccoglie le domande più frequenti sull’acciaio C45 formulate da ingegneri, tecnici e responsabili acquisti nel settore siderurgico. Le risposte fornite si basano su normative tecniche qualificate e rappresentano un riferimento affidabile per la corretta applicazione di questo acciaio da bonifica nelle diverse applicazioni industriali.

7.1. Quale differenza esiste tra C45 e altri acciai al carbonio?

L’acciaio C45 si distingue dagli altri acciai al carbonio per il contenuto di carbonio dello 0,42-0,50% secondo EN 10083-2, posizionandosi tra gli acciai a medio tenore di carbonio. Rispetto al C40 (0,37-0,44% C), il C45 offre maggiore resistenza meccanica dopo bonifica, raggiungendo 630-780 N/mm² contro i 570-700 N/mm² del C40. Confrontato con il C50 (0,47-0,54% C), presenta migliore tenacità e lavorabilità pur mantenendo caratteristiche meccaniche comparabili.

7.2. È possibile saldare l’acciaio C45?

La saldabilità del C45 risulta limitata a causa del contenuto di carbonio relativamente elevato. La saldatura richiede preriscaldo a 250°C e distensione post-saldatura a 550°C per prevenire cricche da idrogeno. Per applicazioni critiche che richiedono saldatura, si raccomanda l’utilizzo di acciai a più basso tenore di carbonio come C25 o C35.

7.3. Quali sono i trattamenti termici ottimali per il C45?

Il trattamento termico C45 ottimale è la bonifica, che prevede tempra a 820-860°C seguita da rinvenimento a 540-680°C in funzione delle proprietà C45 richieste. Per applicazioni con elevata resistenza all’usura, la tempra superficiale ad induzione permette di raggiungere 55-60 HRC in superficie mantenendo un nucleo tenace bonificato a 220-260 HBW.

7.4. Come si comporta il C45 a fatica e usura?

Le caratteristiche C45 dopo bonifica conferiscono buona resistenza a fatica per sollecitazioni moderate. La tempra superficiale migliora significativamente la resistenza all’usura, rendendo il materiale adatto per superfici di contatto come pignoni, alberi scanalati e componenti sottoposti a strisciamento. Per applicazioni con carichi di fatica elevati, si raccomandano acciai legati specifici.

7.5. Quali sono le equivalenze normative internazionali?

L’acciaio C45 secondo EN 10083-2 (numero materiale 1.0503) corrisponde all’AISI 1045 nel sistema americano. Nel sistema JIS giapponese equivale al S45C, mentre in Russia viene designato come 45. Queste equivalenze facilitano l’approvvigionamento internazionale mantenendo caratteristiche meccaniche comparabili.

7.6. Il C45 è adatto per componenti di precisione?

Le applicazioni C45 in meccanica di precisione sono limitate dalla stabilità dimensionale dopo trattamenti termici. Per componenti con tolleranze ristrette, si raccomanda la fornitura allo stato bonificato con lavorazioni di finitura successive ai trattamenti termici. La buona lavorabilità alle macchine utensili facilita il raggiungimento di finiture superficiali di qualità.

7.7. Quale differenza esiste tra C45, C45E e C45R?

La principale differenza tra le varianti dell’acciaio C45 riguarda il contenuto di zolfo e la classificazione normativa. Il C45 (numero materiale 1.0503) presenta contenuto massimo di zolfo e fosforo pari a 0,045% secondo EN 10277:2018. Il C45E (numero materiale 1.1191) ha zolfo massimo 0,035% e fosforo massimo 0,025%. Il C45R (numero materiale 1.1201) presenta zolfo controllato nell’intervallo 0,020-0,040%.

Sia il C45E che il C45R sono impiegati con successo allo stato bonificato per componenti meccanici che richiedono durezza elevata e buona tenacità. La differenza nel tenore di zolfo influenza la lavorabilità alle macchine utensili, con il C45R che presenta caratteristiche di taglio ottimizzate.

8. L’offerta di Acciaio C45 di Siderticino

Per rispondere alle esigenze applicative descritte nei settori automotive, meccanico e industriale, Siderticino fornisce acciaio C45 di qualità certificata in conformità alle normative EN 10083-2 e UNI EN 10277:2018. L’azienda, forte di un’esperienza consolidata nel settore siderurgico, garantisce la tracciabilità completa del materiale e il rispetto degli standard qualitativi richiesti per applicazioni C45 critiche.

La gamma C45 Siderticino comprende diverse varianti del materiale – incluse le versioni C45E e C45R per applicazioni specifiche – fornite negli stati di lavorazione più idonei alle esigenze produttive del cliente. Ogni fornitura è accompagnata da certificazione di qualità 2.1 e a richiesta 3.1, attestante le caratteristiche meccaniche e la composizione chimica C45 conformi alle specifiche normative.