Software per analisi termica – calcolo del Ceq e analisi della trasformazione della ghisa

In uno degli articoli precedenti “Tipi di ghisa”, abbiamo introdotto il diagramma di stato Fe-C utile al fine di determinare innanzitutto l’influenza del carbonio all’interno della lega costituente la ghisa stessa, per l’appunto la lega Fe-C.
Avevamo inoltre evidenziato sempre nel medesimo articolo come fosse possibile distinguere, dal diagramma di stato Fe-C , per ciascuna tipologia di ghisa 3 differenti suddivisioni a seconda sempre della percentuale di carbonio presente: ghisa eutettica, ghisa ipoeutettica e ghisa ipereutettica.

  • Ghisa eutettica con %C pari 4,3%;
  • Ghisa ipoeutettica con %C tra il 2 e il 4,3%;
  • Ghisa ipereutettica con %C al di sopra del 4,3%.

Nel valutare però in maniera accurata le trasformazioni subite dalla ghisa non si può prescindere dall’analizzare l’influenza di altri elementi chimici, come introdotto nell’articolo “Influenza degli elementi leganti nel diagramma Fe-C”, e come primo ulteriore elemento il Silicio. Come rilevato in letteratura, senza Silicio, il punto di eutettico è pari a 4,3%.

Aumentando il contenuto di Silicio, il contenuto di Carbonio va diminuito al fine di mantenere una composizione di tipo eutettico. Per convenienza, l’effetto di Carbonio e Silicio è studiato in maniera combinata e si esprime in un unico fattore denominato “Carbonio equivalente”. Tale fattore descrive quanto accurata e vicina si presenta la composizione chimica base rispetto all’eutettico. Così quando il Carbonio Equivalente è pari a 4,3%, la lega della ghisa è eutettica. Quando invece il Ceq (Carbonio Equivalente) presenta valori più bassi di Carbonio e/o Silicio la ghisa è ipoeutettica, viceversa, la ghisa si presenta ipereutettica.

La formula di calcolo comunemente utilizzata per il calcolo del Ceq è:
CEQ = %C + %Si/3.

Da notare quindi che, ghise che presentano lo stesso valore di Ceq, possono essere ottenute con valori differenti di Carbonio e Silicio. Ghise con un Ceq costante non è detto che presentino nel tempo le medesime quantità di Carbonio e Silicio. Conseguentemente le proprietà del prodotto finito (getto) subiscono variazioni.

Quando altri elementi chimici influenzano particolarmente la lega della ghisa, si includerà nel calcolo del Carbonio Equivalente non solo l’effetto di Carbonio e Silicio ma anche degli ulteriori elementi chimici come, primo fra tutti, il Fosforo.

La formula di calcolo comunemente utilizzata per questo specifico calcolo del Ceq è:
CEQ = %C + %Si+%P/3.

Con lo stesso metodo sopradescritto, si calcola l’effetto combinato dei principali elementi chimici influenzanti la trasformazione della ghisa e si analizza quanto il valore ottenuto sia più o meno vicino al punto di eutettico.

La formula di calcolo comunemente utilizzata per questo specifico calcolo del Ceq è:
CEQ=%C+ 0,23 (%Si) -0,03 (%Mn) +0,32 (%P ) +0,64 (%S) +0,02 (%Ni) +0,06 (%Cr).

In generale, sempre come affermato dalla letteratura, i contenuti complessivi della lega non determinano solo il range di temperatura di solidificazione della lega bensì anche le caratteristiche e le proprietà peculiari della lega specifica di fonderia.

Il Ceq è calcolato in maniera ancora più accurata da strumenti quali software per l’analisi termica della ghisa (TCAST) direttamente dal forno o dalla linea di colata. L’accuratezza nel calcolo del Ceq, con strumenti di questo tipo, è garantita dall’integrazione nella formula di calcolo di temperature specifiche, rilevate in fase di solidificazione della ghisa.

In questo modo, si riesce a tenere conto di tutti i possibili elementi che influiscono su una specifica lega di ghisa. Il Ceq quindi è strettamente collegato alla temperatura di formazione del primo nucleo solido all’interno della ghisa liquida e tiene conto anche della composizione chimica basilare della ghisa

Infatti, il fenomeno della solidificazione della ghisa è ben monitorato dal software per l’analisi termica della ghisa TCAST che oltre all’analisi chimica è in grado di prevedere accuratamente la qualità metallurgica della ghisa prodotta.

Per ulteriori informazioni si prega di fare riferimento alla pagina prodotto dedicata.