Acciaio Rapido (HSS): Proprietà Chimiche e Applicazioni

Cos'è l'Acciaio Rapido

L'acciaio rapido (chiamato anche HSS e acciaio HS) è una qualità di acciaio utilizzata nella produzione di una varietà di utensili per macchine. Poiché l'acciaio rapido ha proprietà meccaniche più adatte alla fabbricazione di utensili rispetto ai vari altri gradi di acciai al carbonio tradizionalmente utilizzati, è considerato di qualità superiore per questo scopo.

Composizione Chimica

Gli acciai per utensili come l'acciaio rapido sono leghe contenenti molti elementi oltre al ferro, ognuno dei quali influenza le sue proprietà chimiche. Questi elementi sono: carbonio (0,65-0,80%), cromo (3,75-4,00%), tungsteno (17,25-18,75%), vanadio (0,90-1,30%), e in piccolissime proporzioni cobalto, molibdeno e alluminio. Altri elementi che possono essere presenti in piccole quantità: manganese (0,10-0,40%), silicio (0,20-0,40%), nichel (~0,30%), rame (0,25%), fosforo (~0,30%) e zolfo (~0,30%).

In generale, gli acciai rapidi sono classificati in due categorie secondo la loro composizione chimica: tipo T (a base di tungsteno) e tipo M (a base di molibdeno).

Effetto della Composizione Chimica

L'influenza sulla composizione chimica di un grado di acciaio a sua volta influenza le sue proprietà meccaniche (resistenza, durezza, tenacità, fragilità, duttilità e malleabilità), ed è quindi un determinante molto importante della varietà di applicazioni per cui un particolare grado può essere usato. Le proprietà chimiche di un grado di acciaio dettano anche le sue proprietà anticorrosive. Un contenuto di carbonio più alto aumenta la resistenza della lega, aiutandola a resistere alla deformazione quando viene applicato un carico. Aumenta anche la durezza della lega, sebbene la renda meno duttile. A sua volta, la presenza di cromo nella lega di ferro può ritardarne significativamente l'ossidazione (arrugginimento) formando un sottile strato anticorrosivo di ossido di cromo, prevenendo così danni meccanici o chimici all'utensile. Il molibdeno aiuta a prevenire la segnatura della lega, sebbene la renda meno malleabile.

Durezza

Tutti i gradi di acciaio rapido richiedono caratteristiche di resistenza e durezza che devono essere mantenute anche ad alte temperature (superiori a 600°C). Questo viene tipicamente ottenuto tramite trattamento termico della lega. È importante notare che l'acciaio rapido mostra caratteristiche di durezza e resistenza all'abrasione molto elevate sia a temperatura ambiente che ad alte temperature. Gli utensili in acciaio rapido possono quindi tagliare molto più velocemente di quelli in altri tipi di acciaio, e questa proprietà chiave dà all'acciaio rapido il suo nome. In effetti, l'acciaio rapido svolge un ruolo molto importante nell'industria moderna della lavorazione dei metalli.