ACCIAIO GRIVEL

Partiamo dall’inizio. Innanzitutto, cos'è l’acciaio? È una lega composta prevalentemente da ferro e carbonio.

La nostra scelta è stata sempre quella di scegliere l’acciaio migliore possibile per i nostri attrezzi, sia per le piccozze sia per i ramponi. Abbiamo sempre voluto creare prodotti solidi e affidabili, in grado di accompagnare i nostri clienti nelle condizioni più difficili.

Usiamo quindi acciaio al Nichel Cromo Molibdeno, sviluppato per l’industria aeronautica e usato anche in armi e corazzature. Ogni consegna è accompagnata da un certificato che ne garantisce la qualità e la composizione. Questo acciaio porta un perfetto compromesso tra resistenza meccanica e tenacità.

Il Nichel aumenta la tenacità (che è il contrario della fragilità) e la temprabilità. Anche il Cromo aiuta la temprabilità mentre il Molibdeno lo rende più facilmente lavorabile ad alte temperatura, e ne aumenta la resistenza alla fatica alle basse temperature.

Vediamo ora tre approfondimenti, per chi ha voglia di continuare a leggere:

  1. Una breve storia dell’acciaio
  2. Un’analisi dettagliata dell’acciaio al Nichel-Cromo-Molibdeno
  3. Una spiegazione del perché non usiamo acciai inossidabili

 

1) BREVE STORIA DELL’ACCIAIO 

Lo sviluppo di scienza e tecnologia è stata un’ascesa costante ed ogni passaggio appoggia le radici sui risultati precedentemente acquisiti.

L’importanza della scoperta dei metalli è tale che, per scandire la propria storia, l’uomo è ricorso a una suddivisione basata sulla loro comparsa. Infatti all’età della pietra è seguita l’era del rame, quindi quella del bronzo e del ferro, una successione che contempla alcune delle tappe di una delle più affascinanti avventure tecnologiche dell’uomo: la metallurgia.

Se uno sceneggiatore della Marvel volesse scrivere una storia sulla scoperta del ferro non faticherebbe molto ad inventare una trama incredibile. Ma la realtà stessa, il “com'è andata davvero” è già roba da supereroi.

Facciamo un salto al 2000 a.C. Antico Egitto. Non eravamo ancora in grado di estrarre il ferro dai minerali, non c’erano forni sufficientemente caldi da arrivare ai 1500 gradi, necessari a fondere il ferro, i blocchi per le piramidi furono scolpiti con più morbidi utensili di rame.

Avevamo un intero pianeta da costruire e colonizzare e l’acciaio che ci serviva ci è letteralmente piovuto dal cielo, all’interno dei meteoriti.  

L’impatto del materiale cosmico con la densa atmosfera terrestre, ne causa un forte riscaldamento, portando in parte o tutto il meteorite allo stato gassoso, mentre gli agglomerati di maggiori dimensioni precipitano al suolo, scavando crateri di grandi dimensioni.

Nell’ antica lingua egizia il geroglifico indicante il ferro, significa “metallo dal cielo”

Al centro del cratere era quindi possibile trovare un ammasso di questo materiale sconosciuto ma dalle proprietà quasi magiche.

Una volta recuperato il materiale ferroso dal cratere lo si lavorava per battitura fino ad ottenere la forma voluta (pugnale di Tutankamon, oro e acciaio di origine meteorica)

Esordire piombando su un pianeta a cinquanta chilometri al secondo con una mega-scia luminosa, un suono terrificante e creando un cratere grande come una città poteva essere sufficiente a garantirsi un po’ di “rumors” fra i materiali, ma l’acciaio aveva nascosta un’altra proprietà al limite della magia: la temprabilità, che è la capacità di modificare le proprie caratteristiche in base alla velocità di raffreddamento.

Una volta scaldato se lo si raffredda velocemente assume caratteristiche meccaniche elevate, durezza su tutte, e al microscopio si presenta così: sx

Se invece lo si lascia raffreddare lentamente si ottengono migliori tenacità e lavorabilità, al microscopio ha questo aspetto: dx

Il nuovo materiale ferroso era molto più duro rispetto a quanto usato fino ad allora, permetteva di scolpire la pietra senza la necessità di essere continuamente riaffilato, permetteva di creare lame più resistenti e utensili più efficaci. Poter fornire un esercito di spade con quel materiale avrebbe garantito vittorie facili, poter produrre ponti o edifici avrebbe garantito strutture indistruttibili, ma essendo derivato dai meteoriti era anche terribilmente raro.

Era un assaggio, un clamoroso spoiler di quello che sarebbe stato il materiale del ventesimo secolo: il materiale dei grattacieli, dei motori a scoppio che ci avrebbero portato poi sulla Luna, il materiale degli strumenti chirurgici e delle attrezzature per arrampicare sul ghiaccio … 4000 anni dopo.

2) Acciaio al Nichel-Cromo-Molibdeno

Per capire nel dettaglio quali siano i vantaggi degli acciai al Ni Cr Mo dobbiamo fare una visita virtuale nella loro struttura atomica.

Gli acciai sono fatti di cristalli, detti grani, che, a loro volta, sono formati da un reticolo, a cui ogni vertice sta un atomo.

Dove il reticolo è omogeneo e perfettamente organizzato lo scorrimento dei piani è più facile (materiale duttile)

Dove il reticolo presenta delle anomalie (distorsioni) lo scorrimento dei piani trova un ostacolo (materiale più resistente)

I meccanismi per ottenere questo rinforzo della struttura cristallina sugli acciai sono 3:

incrudimento: deformando il materiale a freddo produciamo una distorsione artificiale del reticolo inducendo il materiale a diventare più duro ma più fragile. Classico è l’esempio del fil di ferro, se lo storciamo ripetutamente diventa via via più “duro” ad ogni deformazione plastica, fino a rompersi dopo un certo numero di cicli

Affinamento del grano: siccome lo slittamento dei pianti del reticolo avviene principalmente all’interno del grano, più piccolo è il grano, la cella elementare dell’acciaio, minore sarà la possibilità di scorrimento dei piani. L’affinamento del grano è il più importante tra i 3 perché è in grado di aumentare contemporaneamente resistenza e tenacità.

Perché allora non produciamo solo materiali a grano fine? Ci sono limiti a temperature elevate, oltre i 500°, ma se parliamo di attrezzi da ghiaccio possiamo considerare questo caso trascurabile.

Aggiunta di elementi di lega: si immettono elementi di lega alla matrice metallica, questi elementi deformano il reticolo ostacolandone lo scorrimento.

Nel nostro caso vengono aggiunti come elementi di lega Nichel Cromo e Molibdeno, in percentuali ben precise.

Si aggiunge il Molibdeno perché è un atomo molto grande e per questo provoca una importante distorsione del reticolo.

Il Molibdeno ha però una forte affinità con il Carbonio, che è sempre presente in ogni acciaio (un acciaio è per definizione una lega di Ferro e Carbonio) e tende a creare Grafite. Viene per questo motivo aggiunto il Cromo in percentuali pari a circa 4 volte quella della del Molibdeno, il Cromo forma carburi stabili, tiene impegnato il Carbonio e lascia il Molibdeno libero di fare il lavoro a cui è destinato, cioè deformare il reticolo cristallino.

Viene poi aggiunto il Nichel, in quantità simili a quelle del Cromo, per aumentare la tenacità (la tenacità è il contrario della fragilità)

Il Nichel rende meno severi gli effetti della tempra a cui è sottoposto il nostro acciaio e lo rende stabile fino a basse temperature.

in questo caso l’acciaio viene designato con la sigla 39NiCrMo4, che significa:

acciaio al 0.39% di Carbonio (la % del carbonio viene moltiplicata per 100), 1% di Nichel (% moltiplicata per 4), 0.8% di Cromo e 0.2% di Molibdeno (il cromo viene moltiplicato con fattore 4 e il molibdeno con fattore 10 ma se le percentuali sono sotto all’1% non vengono indicate numericamente).

3) Acciaio al Nichel-Cromo-Molibdeno vs Acciaio inossidabile.

Perché usiamo acciaio al Ni-Cro-Mo e non usiamo acciaio inossidabile?

Sostanzialmente per due motivi:

  • l’acciaio Nichel-Cromo-Molibdeno mantiene meglio il filo perché ha maggiore durezza. Infatti, nessun coltello di alta qualità è in acciaio inossidabile. Stesso discorso per le lamine degli sci. Gli attrezzi in acciaio al Nichel-Cromo-Molibdeno sono così meglio affilati e lo rimangono più a lungo.
  • la lavorazione dell’acciaio inossidabile (martensitico) porta dei rischi di micro cricche nel materiale, difficili da identificare nel processo produttivo e pericolose perché possono portare alla rottura del pezzo con l’uso.

Da notare che tra i due tipi di acciaio non esistono differenze di peso (siamo a variazioni sotto il 1%). Praticamente nessuna differenza neanche nel comportamento alle basse temperature.