Definizione e utilizzo.
L’acciaio è un materiale metallico costituito principalmente da ferro e carbonio, caratterizzato da elevata resistenza meccanica e duttilità. Grazie alla sua versatilità, viene largamente utilizzato in edilizia e nelle opere di ingegneria civile, soprattutto in abbinamento al calcestruzzo armato e precompresso.
Proprietà e fattori influenti.
Le proprietà meccaniche dell’acciaio dipendono dalla composizione chimica, dal processo di produzione e dai trattamenti termici o meccanici subiti.
Normative, sostenibilità e criticità.
L’acciaio da carpenteria strutturale è regolato da norme tecniche che ne stabiliscono qualità, resistenze e controlli, garantendo sicurezza e affidabilità delle opere. È un materiale riciclabile e durevole, ma soggetto a fenomeni di corrosione, che richiedono adeguate protezioni e manutenzione.
Prove.
DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA A TRAZIONE.
La prova di trazione è la più importante per gli acciai da costruzione, in quanto consente di determinare la resistenza meccanica e il comportamento a deformazione. Un provino normalizzato viene sottoposto a carico assiale crescente fino a rottura mediante macchina universale di prova. Si registrano lo snervamento, la resistenza massima a trazione, l’allungamento percentuale e la riduzione di area, parametri fondamentali per la classificazione e la progettazione. Norma di riferimento: UNI EN ISO 6892-1.
DETERMINAZIONE DELLA RESILIENZA (PROVA CHARPY).
Questa prova misura la capacità dell’acciaio di assorbire energia in presenza di urti improvvisi, valutandone la tenacità a frattura. Si utilizza una macchina pendolare Charpy, che colpisce un provino intagliato con un colpo secco. L’energia assorbita, registrata dalla macchina, indica la resistenza alla frattura fragile in funzione della temperatura di prova. È fondamentale per acciai destinati a strutture esposte a basse temperature o sollecitazioni dinamiche. Norma di riferimento: UNI EN ISO 148-1.
DETERMINAZIONE DELLA DUREZZA.
La durezza è la resistenza che l’acciaio oppone alla penetrazione di un corpo più duro. Le prove più diffuse sono Brinell, Rockwell e Vickers, che differiscono per il tipo di penetratore e il carico applicato. Il valore ottenuto è un indice utile per controllare la qualità del materiale, correlare la durezza ad altre proprietà meccaniche e verificare l’uniformità del trattamento termico. Norme di riferimento: UNI EN ISO 6506 (Brinell), UNI EN ISO 6507 (Vickers), UNI EN ISO 6508 (Rockwell).
DETERMINAZIONE DELLA PIEGABILITÀ (BENDING TEST).
La prova di piegabilità serve a valutare la duttilità e la lavorabilità plastica degli acciai. Il provino viene piegato attorno a un mandrino di diametro definito, fino a raggiungere un certo angolo (spesso 180°), verificando l’assenza di cricche o rotture nella zona tesa. È molto usata per acciai destinati ad armature e lamiere, in quanto permette di controllare il comportamento in condizioni di piegatura e sagomatura. Norma di riferimento: UNI EN ISO 7438.
DETERMINAZIONE DELLA COMPOSIZIONE CHIMICA.
L’analisi chimica consente di identificare il contenuto in carbonio e degli altri elementi di lega (Mn, Si, Cr, Ni, Mo, ecc.), fondamentali per le proprietà meccaniche e la saldabilità dell’acciaio. Si può effettuare mediante spettrometria di emissione ottica (OES), fluorescenza X (XRF) o analisi umida. È una prova di qualificazione del materiale, spesso richiesta come certificazione per gli acciai strutturali. Norme di riferimento: UNI EN ISO 9556 / UNI EN ISO 4935 / UNI EN 10201 (a seconda del metodo).
