L’acciaio al carbonio è il nome di una categoria di acciaio: è una lega formata da ferro e carbonio con quantitativi ridotti di elementi di lega pregiati (come ad esempio cromo e nickel).

Si tratta di una lega ferrosa come gli acciai inossidabili, ma a farne la differenza è la composizione chimica e le caratteristiche meccaniche che descriveremo in questa guida.

Per essere denominato tale, il contenuto di carbonio nell’acciaio deve essere max 2% (altrimenti la lega prende il nome di ghisa).

Ferro, carbonio, silicio, etc. sono elementi minerali; chi non è del settore, solitamente utilizza impropriamente l’appellativo ferro, riferendosi all’acciaio al carbonio e chiama acciaio, l’acciaio inossidabile.

Gli acciai al carbonio contengono quantitativi ridotti di elementi di lega pregiati (es. nickel e cromo) e hanno un tenore di carbonio compreso tra lo 0,2% e lo 0,65%.

Gli acciai inossidabili hanno migliori caratteristiche meccaniche rispetto agli acciai al carbonio e hanno un contenuto di cromo di almeno 10,5%.

Gli acciai inossidabili, rispetto all’acciaio al carbonio, sono più resistenti alla corrosione e risultano tecnicamente ed economicamente validi. Durature e affidabili, queste leghe ferrose richiedono una manutenzione minima e garantiscono un buon aspetto estetico.
Gli acciai inossidabili sono maggiormente impiegati in vari comparti per la loro elevata resistenza alla corrosione e per le caratteristiche meccaniche di rilievo, che riducono gli spessori necessari rispetto ad altri tipi di metalli.

Le due macro-categorie sono ascrivibili alle seguenti:

• acciai duri o ad alto tenore di carbonio (con una percentuale di carbonio superiore) che risultano più difficili da lavorare. Inoltre, rispetto agli acciai dolci, prendono bene la tempra.
• Gli acciai dolci o a basso tenore di carbonio (con una percentuale di carbonio minore dell’1%) sono estremamente duttili e hanno una perfetta lavorabilità e un’ottima resistenza meccanica a trazione e compressione.

Gli acciai dolci si classificano in:

• Extra-dolci: C = 0,15%
• Dolci C = 0,16÷0,25%
• Semiduri: C = 0,26÷0,50%
• Duri: C = 0,51÷0,75%

Extra-duri: C = 076÷1,00%

Gli acciai al carbonio sono facilmente saldabili; hanno modeste prestazioni meccaniche per telai non specialistici.

Le loro caratteristiche meccaniche sono:

• carico di rottura = 395 N/mm²;
• allungamento = 8%.

Per le sue caratteristiche meccaniche, l’acciaio al carbonio è il materiale più adatto per eseguire con facilità le saldature.

Altrimenti, per le lavorazioni che richiedono una resistenza a corrosione elevata, è necessario optare per gli acciai inossidabili.

L’acciaio al carbonio, però, risulta essere soggetto a corrosione: senza il trattamento adeguato arrugginisce in presenza di acqua o di aria.

Inoltre, a temperature estremamente basse, questo tipo di acciaio si infragilisce, mentre se viene portato a elevate temperature, ha una perdita di resistenza meccanica.

L’acciaio è il materiale più diffuso ed utilizzato per costruire telai, grazie all’ottimo rapporto qualità/prezzo. Fino a non molti anni fa, era l’unico materiale utilizzato nella costruzione di telai per biciclette.

L’industria siderurgica e la carpenteria forniscono l’acciaio al carbonio che trova ampio utilizzo come parte di macchinari, strutture utilizzate all’interno degli edifici, viti e bulloni, travi e in reti elettrosaldate.

Negli ultimi anni, la carpenteria offre al settore della progettazione delle costruzioni metalliche e al comparto architettonico una vastissima gamma di profilatie di lamiere realizzate in acciaio al carbonio.

Avendo una finitura opaca paragonabile ad una pentola di ghisa o ad una recinzione in ferro battuto, l’acciaio al carbonio è preferito per prodotti e progetti in cui il metallo resta celato alla vista.

Mentre, un rivestimento realizzato in acciaio inossidabile al cromo è esteticamente così gradevole da rendere inutili verniciature o rifiniture. Ecco perché l’acciaio al carbonio trova scarso impiego nelle lavorazioni che richiedono un elevato impatto estetico e decorativo.

Se si escludono alcuni elementi speciali, quali gli elementi di appoggio che sono ottenuti mediante fusione, tutti i prodotti da carpenteria provengono dal processo di laminazione.

L’acciaio al carbonio è prodotto in lamiere o coils e viene ridotto allo spessore richiesto.

Il laminato a caldo è prodotto a partire dallo spessore 1.5 mm in su e, normalmente, è meno costoso del laminato a freddo, disponibile più facilmente negli spessori da 0.3 mm e 1.5 mm.