AcciaioPunti chiave
- La resistenza a trazione è la sollecitazione massima che un materiale sopporta mentre viene tirato, appena prima della rottura.
- Si determina con una prova di trazione: un campione viene tirato fino a rottura mentre si registrano forza e allungamento.
- Per il filo d’acciaio si scrive di solito in N/mm², numericamente uguale a MPa.
- La lavorazione a freddo, trafilatura in filiera compresa, aumenta la resistenza a trazione e riduce la duttilità.
- La ricottura annulla questa lavorazione a freddo e rende di nuovo morbido il filo.
Che cosa significa «ad alta resistenza»?
Qui «a trazione» rimanda al carico che tira il materiale lungo la sua lunghezza e cerca di allungarlo. In un filo teso agisce una sollecitazione pari alla forza di trazione divisa per l’area della sezione. Se la forza cresce abbastanza, il filo prima si allunga in modo permanente e poi si spezza.
Il filo ad alta resistenza è scelto perché sopporta una simile sollecitazione prima di cedere. Il termine è relativo. Nessuna norma consultata fissa un numero oltre il quale il filo diventa «ad alta resistenza», e la soglia che l’acquirente ha in mente dipende dal lavoro. Per questo una richiesta seria sostituisce sempre l’espressione con una fascia di resistenza in N/mm², verificata su una norma precisa.
Resistenza a trazione e carico di snervamento
Due cifre descrivono il comportamento del filo sotto trazione, e si confondono facilmente.
| Caratteristica | Resistenza a trazione | Carico di snervamento |
|---|---|---|
| Che cosa indica | La sollecitazione massima prima della rottura | La sollecitazione a cui inizia la deformazione permanente |
| Sotto questo punto | Il campione resta integro | Il campione torna del tutto alla forma iniziale quando viene scaricato |
| Per un acciaio duttile | La più alta delle due cifre | La più bassa delle due cifre |
| Effetto dell'incrudimento | Aumenta | Aumenta |
| Unità per il filo | N/mm² o MPa | N/mm² o MPa |
Chi progetta strutture duttili parte di solito dal carico di snervamento, perché un pezzo che ha ceduto è già fuori forma. La resistenza a trazione è la cifra che l’acquirente vede più spesso in un’offerta di filo. Entrambe aumentano quando l’acciaio è lavorato a freddo.
Come si misura la resistenza a trazione?
La misura è una prova di trazione. Un campione di filo viene afferrato alle due estremità in una macchina di prova universale e tirato a velocità controllata fino alla rottura. La macchina registra forza e allungamento. Dividendo la forza per la sezione iniziale, il tracciato diventa una curva sforzo-deformazione, e il punto più alto della curva è la resistenza a trazione massima.
Poiché il risultato è una sollecitazione, la forza si divide per l’area. Un filo spesso richiede una forza di rottura molto maggiore di uno sottile, eppure i due possono avere la stessa resistenza a trazione in N/mm².
N/mm², MPa e psi
La sollecitazione è una forza per unità di area. Nel sistema SI l’unità è il pascal, un newton per metro quadrato, e per i metalli si preferisce il multiplo megapascal. Un megapascal è un milione di newton per metro quadrato. Un metro quadrato contiene un milione di millimetri quadrati, quindi un megapascal equivale anche a un newton per millimetro quadrato.
In pratica N/mm² e MPa sono lo stesso numero: 1000 N/mm² si legge 1000 MPa. Le nostre pagine prodotto usano N/mm². I documenti americani usano spesso psi, libbre-forza per pollice quadrato, o ksi, cioè mille psi. Per confrontare le offerte conviene convertire tutto in una sola unità.
Come diventa ad alta resistenza il filo?
Due leve fissano la resistenza del filo d’acciaio: quanto è stato lavorato a freddo e da quale acciaio è stato trafilato.
Trafilatura a freddo. Il filo si ottiene tirando la vergella attraverso una filiera con foro più piccolo, di solito una serie di filiere che riducono un po’ alla volta. Avviene sotto la soglia di ricristallizzazione dell’acciaio, di norma senza riscaldare il metallo, quindi è lavorazione a freddo. Ogni passaggio deforma il metallo in modo plastico. L’acciaio diventa più duro, più resistente a trazione e con un carico di snervamento più alto: è l’incrudimento. Ne risente la duttilità: il filo si piega meno facilmente di prima.
Qualità dell’acciaio. I testi sugli acciai al carbonio associano l’acciaio ad alto tenore di carbonio alle molle e al filo ad alta resistenza, e la maggior parte degli acciai per molle sono qualità a medio o alto tenore di carbonio. Il compromesso è lo stesso della lavorazione a freddo: la resistenza porta meno duttilità, quindi la qualità si sceglie per il lavoro e non si spinge semplicemente al massimo. Il lato materiale è nella guida al filo d’acciaio ad alto tenore di carbonio.
Riduzioni forti possono rendere il filo troppo duro per essere trafilato ancora, perciò tra i passaggi si può inserire una ricottura intermedia. Una ricottura finale annulla del tutto l’incrudimento. È la fase che distingue il filo morbido per legatura dal filo trafilato resistente (si veda filo trafilato duro o ricotto); la guida a che cos’è il filo trafilato a freddo segue la linea di trafilatura passo per passo.
A che cosa serve il filo ad alta resistenza?
La resistenza a trazione è la proprietà per cui la maggior parte dei fili è apprezzata, quindi l’elenco è lungo. I testi sulla trafilatura citano, tra i prodotti ottenuti da filo trafilato, le molle, le graffette, i raggi di ruota e le parti strutturali sollecitate a trazione.
Le molle sono il caso più chiaro. Gli acciai per molle hanno un carico di snervamento molto alto, che permette a un pezzo di piegarsi o torcersi molto e tornare alla forma. Per questo impiego si veda la guida gemella cos’è il filo per molle, e la pagina del filo per molle per la gamma che approvvigioniamo.
Il nostro filo trafilato a freddo è proposto in diametri da 0,8 a 6 mm con resistenza a trazione da 500 a 1000 N/mm², secondo la EN 10218-2. Va in chiodi, graffe, bulloni, viti e altri elementi di fissaggio e minuteria. Tutti i tipi di filo sono elencati nella guida ai tipi di filo d’acciaio e nella pagina del filo d’acciaio.
Come si specifica il filo ad alta resistenza in una richiesta di preventivo?
Una richiesta utile non lascia spazio a due offerte che sembrano uguali ma si provano in modo diverso. Indicare:
- Diametro in millimetri. Se il disegno usa numeri di calibro, convertirli con la tabella dei calibri del filo.
- Fascia di resistenza a trazione in N/mm², con minimo e massimo. Una fascia, non la parola «alta», è ciò su cui i produttori possono provare.
- Norma, per fissare metodo di prova e tolleranze.
- Superficie, per esempio lucida o rivestita (si veda che cos’è il filo lucido).
- Quantità, formato delle bobine e destinazione.
Per il filo rivestito di zinco, si veda la resistenza a trazione del filo zincato. Per gli acquisti dall’estero, la pagina sul filo trafilato a freddo dalla Turchia (Türkiye) spiega come ordinare, e la guida al carico dei container di bobine di filo spiega come viaggiano le bobine. Reinwent è una società di approvvigionamento, non un produttore. Richieda un preventivo e raccogliamo per Lei le offerte dei produttori. È possibile scrivere anche a contact@reinwent.com.
