Ghisa, acciaio fuso e alluminio fuso: tre metalli trattati come uno solo

01Il tenore di carbonio spiega tutto

La ghisa contiene all’incirca il 2–4 % di carbonio, ben oltre il massimo dell’acciaio, che è circa il 2 %, e gran parte di quel carbonio si trova nella struttura come grafite libera. Nella ghisa grigia la grafite forma lamelle, che danno un ottimo smorzamento e un’ottima lavorabilità alle macchine utensili ma agiscono da inneschi di cricca interni, rendendola fragile a trazione. La ghisa duttile — o a grafite sferoidale — impiega un trattamento al magnesio per far assumere alla grafite una forma nodulare ed è enormemente più tenace. L’acciaio fuso ha meno del 2 % di carbonio e nessuna grafite libera, quindi si comporta come l’acciaio: duttile, saldabile e tollerante agli urti.

02Dove si usa ciascuno, e perché

La ghisa grigia si sceglie dove contano massa, smorzamento e resistenza a compressione e dove gli urti non contano: basamenti di macchine utensili, dischi freno, stufe, arredi da giardino storici. La ghisa sferoidale prende il posto dove sono presenti carichi d’urto: tubazioni, ingranaggi, alcuni componenti delle sospensioni. L’acciaio fuso si usa dove un pezzo deve sopravvivere agli urti e può richiedere riparazioni, ed è per questo che i getti strutturali più pesanti delle macchine per movimento terra sono in acciaio e non in ghisa. L’alluminio fuso ha all’incirca un terzo della densità e si sceglie per il peso, non per la resistenza, ed è esattamente per questo che un arredo da giardino in alluminio fuso può essere sollevato da una persona sola mentre il suo equivalente in ghisa no.

La ghisa è resistente finché non lo è più. Tra l’integrità e la cricca c’è pochissimo preavviso.

03La questione delle riparazioni, che è la più importante

L’acciaio fuso può essere saldato in modo convenzionale. La ghisa sferoidale può essere saldata con cautela e con i consumabili adatti. La ghisa grigia è davvero difficile: il suo tenore di carbonio e la scarsa duttilità favoriscono la formazione di cricche nella zona termicamente alterata, perciò le riparazioni richiedono preriscaldo, elettrodi a base di nichel e un raffreddamento lento e controllato, oppure un approccio di brasatura a freddo — e anche una buona riparazione resta spesso visibile. Per un oggetto pesante che si intende conservare per decenni non è una preoccupazione astratta. Decide se un incidente sia una riparazione o una perdita.

04Distinguerli senza un laboratorio

Un punto molato sulla ghisa grigia mostra un grigio spento con una superficie di frattura leggermente opaca e granulosa; l’acciaio si mola più lucido e produce scintille più lunghe e più ramificate. La ghisa grigia dà un suono sordo alla percussione, mentre l’acciaio risuona. L’alluminio è riconoscibile già dal peso e non è attratto da una calamita. Gli arredi da giardino antichi sono una fonte comune di equivoci: i pezzi ottocenteschi sono quasi sempre in ghisa grigia e vanno trattati come fragili, mentre le loro riproduzioni moderne sono spesso in alluminio fuso, ed è per questo che la riproduzione si può trasportare a mano e l’originale no.

05Che cosa significa per i nostri oggetti

Quasi tutto ciò con cui lavoriamo è acciaio: lamiera laminata, perni forgiati, lamiera antiusura temprata e acciaio fuso dove il componente originale era un getto, come nelle corone dentate, nei corpi delle ruote tendicingolo e nei telai degli attacchi rapidi idraulici. La cosa ha conseguenze pratiche: questi pezzi sono arrivati dopo aver sopportato carichi d’urto in servizio, possono essere saldati e rifiniti durante la costruzione e una riparazione futura è possibile senza imprese eroiche. Quando un componente risulta essere in ghisa grigia, viene trattato come fragile in ogni fase: sostenuto su un’area più ampia, mai impiegato dove sia probabile un urto puntuale, e documentato come tale.