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Materiali e leghe per microfusione

Nella microfusione la scelta del materiale parte dalle condizioni di esercizio del pezzo: carico, temperatura, ambiente, obiettivo di peso e lavorazioni successive. In questa pagina potete confrontare, gruppo per gruppo e con valori normativi, le leghe più usate in microfusione.

Confronto tra gruppi di materiali

Gli intervalli di densità e resistenza derivano dalle tabelle sottostanti. Le altre colonne sono una valutazione relativa tra gruppi, non la proprietà di una singola lega.

GruppoDensità (g/cm³)Rm (MPa)CorrosioneAlta temperaturaUsuraLavorabilitàCosto relativo
Acciai al carbonio7.85380–862ScarsaScarsaMediaBuonaBasso
Acciai basso legati7.85550–1310ScarsaMediaBuonaBuonaMedia
Acciai per utensili7.7–8.2≤60 HRCScarsaBuonaMolto buonaScarsaAlto
Inox austenitici7.9–8.0425–550Molto buonaBuonaMediaMediaAlto
Inox martensitici e PH7.7–7.8620–1551MediaMediaBuonaMediaMedia
Inox duplex7.8620–690Molto buonaMediaBuonaScarsaAlto
Acciai resistenti al calore7.7–8.0450–515BuonaMolto buonaMediaScarsaAlto
Alluminio2.7205–415BuonaScarsaScarsaMolto buonaMedia
Bronzo e rame7.45–8.9207–760BuonaMediaBuonaBuonaAlto
Magnesio1.8218–270ScarsaMediaScarsaMolto buonaAlto
Ghisa sferoidale7.1448–689ScarsaScarsaMediaBuonaBasso
Nichel8.2–8.9345–860Molto buonaMolto buonaMediaScarsaMolto alto
Cobalto8.3–8.4655–790Molto buonaMolto buonaMolto buonaScarsaMolto alto
Titanio4.4860–895Molto buonaMediaMediaScarsaMolto alto

Le leghe principali di BRK Metal sono 4140, 316, 304 e acciai a basso tenore di carbonio. Fondiamo anche bronzo, alluminio (soprattutto A356) e magnesio. I nostri ingegneri metallurgici vi aiutano a scegliere la lega adatta all’applicazione. Le etichette nelle tabelle indicano lo stato di ogni lega in BRK Metal:

  • Regolare Leghe e gruppi che BRK Metal fonde regolarmente.
  • Su progetto Diffuse nel settore; la fattibilità viene valutata per ogni progetto.
  • Sottovuoto Richiede fusione sottovuoto; contattateci prima di chiedere un preventivo.

Vai al gruppo: Acciai al carbonio · Acciai basso legati · Acciai per utensili · Acciai inox austenitici · Acciai inox martensitici e indurenti per precipitazione · Acciai inox duplex e super duplex · Acciai resistenti al calore · Leghe di alluminio · Leghe di bronzo e rame · Leghe di magnesio · Ghisa sferoidale · Leghe di nichel · Leghe di cobalto · Leghe di titanio

Pagine di dettaglio: CF8M / 1.4408, CF8 / 1.4308, 4140 / G42CrMo4, A356 / EN AC-42100.

Come scegliere la lega

  • Carico: acciai da bonifica come 4140 e 4340, o il 17-4, rispondono a esigenze di resistenza e tenacità.
  • Corrosione: 304 per impieghi generali, 316 in presenza di cloruri, duplex o leghe di nichel per condizioni più severe.
  • Temperatura: ad alta temperatura si usano acciai resistenti al calore come HK e HT, leghe di nichel e di cobalto.
  • Peso: A356, magnesio e leghe di titanio riducono la massa.
  • Usura: spiccano acciai per utensili, Stellite e bronzi all’alluminio.
  • Costo: se la specifica lo consente, valutate prima un acciaio al carbonio o basso legato.
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Acciai al carbonio

Il gruppo di acciai più economico in microfusione. All’aumentare del carbonio crescono resistenza e durezza, mentre saldabilità e duttilità diminuiscono. La ASTM A732 è scritta specificamente per la microfusione; in Europa sono diffusi i gradi EN 10293.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
IC 1020RegolareASTM A732 1A · Ricotto41427624Basso carbonio, buona saldabilità, parti meccaniche generiche
GE2001.0420RegolareEN 10293 · Normalizzato380–53020025Acciaio da getti di uso generale, normalizzato
GE2401.0446RegolareEN 10293 · Normalizzato450–60024022Acciaio da getti di uso generale, normalizzato
GE3001.0558Su progettoEN 10293 · Normalizzato600–75030015Acciaio da getti di uso generale, normalizzato
G20Mn51.6220Su progettoEN 10293 · Normalizzato480–62030020Acciaio al manganese, buona saldabilità
G28Mn61.1165Su progettoEN 10293 · Normalizzato520–67026018Acciaio al manganese, buona saldabilità
IC 1030Su progettoASTM A732 2A · Ricotto44831025Medio carbonio, temprabile
IC 1030Su progettoASTM A732 2Q · Bonificato58641410Medio carbonio, temprabile
IC 1040Su progettoASTM A732 3A · Ricotto51733125Medio carbonio, temprabile
IC 1040Su progettoASTM A732 3Q · Bonificato68962110Medio carbonio, temprabile
IC 1050Su progettoASTM A732 4A · Ricotto62134520Alta durezza e resistenza all’usura, più difficile da saldare
IC 1050Su progettoASTM A732 4Q · Bonificato8626895Alta durezza e resistenza all’usura, più difficile da saldare

Acciai basso legati

Cr, Mo e Ni aumentano la temprabilità. I valori sotto sono minimi allo stato bonificato. La temperatura di rinvenimento si sceglie in base alla tenacità richiesta e la resistenza varia di conseguenza.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)DurezzaCaratteristica principale
IC 4140G42CrMo4, 1.7231RegolareASTM A732 8Q · Bonificato124110005—Acciaio da bonifica ad alta resistenza, pezzi molto sollecitati
G42CrMo41.7231RegolareEN 10293 · +QT2850–100070010—Acciaio da bonifica ad alta resistenza, pezzi molto sollecitati
IC 4130G26CrMo4, 1.7221Su progettoASTM A732 7Q · Bonificato10307937—Acciaio Cr-Mo, equilibrio tra resistenza e tenacità
G26CrMo41.7221Su progettoEN 10293 · +QT2700–85055010—Acciaio Cr-Mo, equilibrio tra resistenza e tenacità
IC 4330Su progettoASTM A732 9Q · Bonificato10307937—Ni-Cr-Mo, tempra a cuore e alta tenacità
IC 4340Su progettoASTM A732 10Q · Bonificato124110005—Ni-Cr-Mo, tempra a cuore e alta tenacità
G30NiCrMo141.6771Su progettoEN 10293 · +QT21100–125010007—Ni-Cr-Mo, tempra a cuore e alta tenacità
IC 4620Su progettoASTM A732 11Q · Bonificato82768910—Acciaio da cementazione, superficie dura e cuore tenace
IC 8620Su progettoASTM A732 13Q · Bonificato72458610—Acciaio da cementazione, superficie dura e cuore tenace
IC 8630Su progettoASTM A732 14Q · Bonificato10307937—Ni-Cr-Mo, tempra a cuore e alta tenacità
IC 6120Su progettoASTM A732 5N · Normalizzato e rinvenuto58637922—Normalizzato e rinvenuto, buona duttilità
IC 4020Su progettoASTM A732 6N · Normalizzato e rinvenuto62141420—Normalizzato e rinvenuto, buona duttilità
IC 6150Su progettoASTM A732 12Q · Bonificato131011724—Acciaio Cr-V per pezzi soggetti a urti e molle
IC 52100Su progettoASTM A732 15A · Ricotto———≤100 HRBAcciaio per cuscinetti, usato allo stato temprato
80-50Su progettoASTM A14855034522—Acciaio strutturale ordinato per classe di resistenza
90-60Su progettoASTM A14862041520—Acciaio strutturale ordinato per classe di resistenza
105-85Su progettoASTM A14872558517—Acciaio strutturale ordinato per classe di resistenza
130-115Su progettoASTM A14889579511—Acciaio strutturale ordinato per classe di resistenza
150-135Su progettoASTM A14810359307—Acciaio strutturale ordinato per classe di resistenza

Acciai per utensili

La ASTM A597 riguarda gli acciai per utensili da getti. I pezzi possono essere forniti ricotti fino a circa 20 HRC e un trattamento termico adeguato porta a circa 60 HRC. La durezza finale dipende da grado e trattamento.

LegaGrado ASTM A597Caratteristica principale
A2Su progettoCA-2Tempra in aria, bassa distorsione nel trattamento termico
D2Su progettoCD-2Alto C e Cr, massima resistenza all’usura
O1Su progettoCO-1Acciaio da lavorazione a freddo, tempra in olio
S5Su progettoCS-5Resistente agli urti
S7Su progettoCS-7Resistente agli urti, alta tenacità
H13Su progettoCH-13Acciaio per lavorazione a caldo, mantiene la durezza in temperatura
M2Su progettoCM-2Acciaio rapido per utensili e parti soggette a usura

Acciai inox austenitici

Il gruppo di inox più usato in microfusione. Questi gradi non si temprano, sono tenaci e saldabili. I gradi da getto differiscono nella composizione dai corrispondenti laminati, quindi negli ordini va indicato il grado da getto.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
CF8304, 1.4308RegolareASTM A743 · Solubilizzato48520535Cr-Ni, resistenza generale alla corrosione, impianti alimentari e di processo
CF3304L, 1.4309Su progettoASTM A743 · Solubilizzato48520535Basso carbonio, resiste alla corrosione intergranulare dopo saldatura
CF8M316, 1.4408RegolareASTM A351/A743 · Solubilizzato48520530Con Mo, resiste a cloruri e vaiolatura
CF3M316L, 1.4409Su progettoASTM A743 · Solubilizzato48520530316 a basso carbonio per pezzi saldati in ambienti corrosivi
CF8C347, 1.4552Su progettoASTM A351 · Solubilizzato48520530Stabilizzato al Nb, per esercizio a temperatura elevata
CG8M317Su progettoASTM A743 · Solubilizzato520240253–4% Mo, resistenza alla vaiolatura superiore al 316
CK3MCuN254 SMOSu progettoASTM A743 · Solubilizzato55026035Super austenitico al 6–7% Mo, acqua di mare e cloruri
CN7MAlloy 20Su progettoASTM A743 · Solubilizzato42517035Alto Ni e Cu, impiego con acido solforico

Acciai inox martensitici e indurenti per precipitazione

Si temprano con trattamento termico e hanno resistenza nettamente superiore al gruppo austenitico, con resistenza alla corrosione in genere più limitata. I tipi 17-4 e 15-5 si portano a diversi livelli di resistenza con la temperatura di invecchiamento.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)DurezzaCaratteristica principale
CA15410Su progettoASTM A74362045018≤241 HBMartensitico al 12% Cr, temprabile, resistenza alla corrosione moderata
CA6NM1.4317Su progettoEN 10213760–96055015—13% Cr 4% Ni, parti di pompe, valvole e turbine
CA40420Su progettoTipico · Temprato1394–1551896–14480–5≤52 HRC420 ad alto carbonio per parti da taglio e usura
IC 416Su progettoTipico · Temprato655–1394517–11033–8≤45 HRCCon zolfo, a lavorabilità migliorata
IC 440CSu progettoTipico · Temprato———40–60 HRCIl gruppo inox più duro, parti soggette a usura
CB7Cu-117-4Su progettoASTM A747 · H900117010005≥375 HBAlta resistenza, condizione di invecchiamento più dura
CB7Cu-117-4Su progettoASTM A747 · H102510359659≥311 HBEquilibrio tra resistenza e tenacità
CB7Cu-117-4Su progettoASTM A747 · H115086067010≥269 HBTenacità maggiore a un livello di resistenza inferiore
CB7Cu-215-5Su progettoASTM A747 · H900117010005≥375 HBSimile al 17-4, senza ferrite, migliore tenacità trasversale

Acciai inox duplex e super duplex

Ferrite e austenite sono presenti insieme. Il carico di snervamento è circa il doppio dei gradi austenitici, con alta resistenza alla tensocorrosione da cloruri.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
CD3MN1.4470Su progettoASTM A890 4A · Solubilizzato62041525Duplex al 22% Cr, resistenza meccanica e ai cloruri
CD4MCuN1.4517Su progettoASTM A890 1B · Solubilizzato69048516Duplex al 25% Cr con Cu, ambienti abrasivi e acidi
CE3MN1.4469Su progettoASTM A890 5A · Solubilizzato69051518Super duplex, applicazioni in acqua di mare
CD3MWCuNSu progettoASTM A890 6A · Solubilizzato69045025Super duplex, applicazioni in acqua di mare

Acciai resistenti al calore

I gradi ASTM A297 si usano per parti di forni, trattamento termico e alta temperatura. La resistenza indicata è a temperatura ambiente; per l’esercizio a caldo la scelta si basa sui dati di scorrimento viscoso e ossidazione.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
HF19Cr-9NiSu progettoASTM A29748524025Parti strutturali fino a circa 870 °C
HH26Cr-12NiSu progettoASTM A29751524010Fino a circa 1100 °C
HK26Cr-20NiSu progettoASTM A29745024010Fino a circa 1150 °C, buona resistenza allo scorrimento viscoso
HT17Cr-35NiSu progettoASTM A297450—4Fino a circa 1150 °C in atmosfera ossidante, resistenza agli shock termici

Leghe di alluminio

Le leghe Al-Si-Mg sono la prima scelta per pezzi leggeri. La densità è di circa 2,7 g/cm³. T6 indica solubilizzazione e invecchiamento artificiale. I valori ASTM B26 ed EN 1706 si riferiscono a provette colate in sabbia. Maggiori dettagli: leghe di alluminio

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)DurezzaCaratteristica principale
A356.0AlSi7Mg0,3RegolareASTM B26 · T62351653.5—L’alluminio più usato in microfusione, colabilità e resistenza
EN AC-42100AlSi7Mg0,3RegolareEN 1706 · T6230190275 HBL’alluminio più usato in microfusione, colabilità e resistenza
A357.0Su progettoAA A357.0 · T6310250385–115 HBCon Be e più Mg, più resistente dell’A356, aerospaziale
356.0RegolareASTM B26 · T62051403—Uso generale, pezzi a tenuta di pressione
C355.0Su progettoASTM B26 · T62501702.5—Contiene Cu, migliore a temperatura elevata
EN AC-43000AlSi10MgRegolareEN 1706 · T6220180175 HBBuona fluidità in sezioni sottili
319.0Su progettoASTM B26 · T62151401.5—Lega Cu-Si, lavorabile
201.0Su progettoASTM B26 · T74153453—Cu-Ag, tra le leghe di alluminio da getto più resistenti
204.0Su progettoASTM B26 · T43101956—Al-Cu, alta duttilità e resistenza
535.0Su progettoASTM B26 · F2401259—Al-Mg, resistenza all’acqua di mare, superficie brillante
520.0Su progettoASTM B26 · T429015012—Al-Mg, alto allungamento e resilienza

Leghe di bronzo e rame

I bronzi allo stagno si usano per cuscinetti e parti in pressione, i bronzi all’alluminio per usura e acqua di mare, i bronzi rossi per valvole e raccordi. La densità va da 7,45 a 8,9 g/cm³ a seconda della lega. I valori ASTM si riferiscono a getti in sabbia. Maggiori dettagli: leghe di bronzo e rame

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)DurezzaCaratteristica principale
C90300RegolareASTM B5842761242070 HBBronzo allo stagno, cuscinetti e parti in pressione
C90500RegolareASTM B58427612420—Bronzo al 10% Sn, ingranaggi e cuscinetti
C92200RegolareASTM B58423411022—Bronzo rosso a basso piombo, raccordi per vapore e acqua
C8360085-5-5-5RegolareASTM B584207972060 HBBronzo rosso, valvole e raccordi, buona lavorabilità
C93200SAE 660RegolareASTM B584207971565 HBBronzo al piombo per cuscinetti, bronzine
CuSn10-CCC480KRegolareEN 19822501301070 HBBronzo allo stagno europeo, 10% Sn
CuSn12-CCC483KRegolareEN 1982260140580 HBBronzo allo stagno europeo, 12% Sn, durezza maggiore
C95200RegolareASTM B148 · Grezzo di fusione45017020110 HBBronzo all’alluminio, alta duttilità
C95400RegolareASTM B148 · Grezzo di fusione51520512150 HBBronzo all’alluminio comune, usura e acqua di mare
C95400RegolareASTM B148 · Trattato termicamente6203106190 HBBronzo all’alluminio comune, usura e acqua di mare
C95500RegolareASTM B148 · Grezzo di fusione6202756190 HBBronzo nichel-alluminio, alta resistenza
C95500RegolareASTM B148 · Trattato termicamente7604155200 HBBronzo nichel-alluminio, alta resistenza
C95800RegolareASTM B148 · Grezzo di fusione58524015—Bronzo Ni-Al, resistenza alla corrosione marina e alla cavitazione
CuAl10Fe5Ni5-CCC333GRegolareEN 198260025013140 HBBronzo Ni-Al europeo
C86300Su progettoASTM B58475841412—Bronzo al manganese ad alta resistenza, carichi elevati
C87300Su progettoASTM B58431012420—Bronzo al silicio, senza piombo, resistente alla corrosione

Leghe di magnesio

Il metallo strutturale da getto più leggero, con densità di circa 1,8 g/cm³. I valori in tabella sono valori tipici pubblicati e non vanno usati come minimi. Maggiori dettagli: leghe di magnesio

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)DurezzaCaratteristica principale
AZ91ERegolareTipico · T62601303.975 HBLa lega di Mg da getto più comune, uso generale
AZ63ARegolareTipico · T62601203.8—Allungamento maggiore dell’AZ91, carichi d’urto
WE54ARegolareTipico · T62701804.385 HBLega con terre rare, mantiene le proprietà fino a circa 300 °C
ZE41ARZ5Su progettoTipico · T52181484.5—Fino a circa 150 °C, pezzi ad alta integrità

Ghisa sferoidale

Temperatura di fusione inferiore all’acciaio e buona colabilità. Densità di circa 7,1 g/cm³. In microfusione è considerata un’alternativa all’acciaio al carbonio.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
65-45-12Su progettoASTM A53644831012Struttura ferritica, buona duttilità
80-55-06Su progettoASTM A5365523796Ferrite-perlite, resistenza e lavorabilità
100-70-03Su progettoASTM A5366894833Perlitica, alta resistenza

Leghe di nichel

Usate per acidi forti e alte temperature. La maggior parte delle superleghe viene fusa sottovuoto perché Al e Ti si ossidano all’aria. Per leghe come Inconel 713C, IN738, Mar-M 247 e Hastelloy X (es. AMS 5390, AMS 5391) i valori vanno presi dalla specifica applicabile.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
CZ100Su progettoASTM A49434512510Nichel commercialmente puro, ambienti caustici
M35-1Su progettoASTM A49445017025Ni-Cu tipo Monel, acqua di mare
CY40Su progettoASTM A49448520530Tipo Inconel 600, calore e corrosione
CW6MCSu progettoASTM A49448527525Tipo Inconel 625, Ni-Cr-Mo-Nb
CW12MWSu progettoASTM A4944952754Tipo Hastelloy C, acidi forti
Inconel 718AMS 5383SottovuotoTipico · Invecchiato8607605–10Indurito per invecchiamento, resistenza allo scorrimento fino a circa 700 °C

Leghe di cobalto

Usate dove usura, alta temperatura e corrosione si presentano insieme. La ASTM A732 non riporta valori a temperatura ambiente per i gradi 21 e 31; la tabella mostra i valori a 820 °C.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)DurezzaCaratteristica principale
CoCrMoSu progettoASTM F75 · Grezzo di fusione6554508—Cobalto-cromo-molibdeno, impianti chirurgici
Stellite 6Su progettoTipico · Grezzo di fusione790660<136–46 HRC36–46 HRC, usura e grippaggio; allungamento molto inferiore all’1%
Grade 21Stellite 21Su progettoASTM A732 · Grezzo di fusione360—10—Valori a 820 °C, scorrimento viscoso e usura
Grade 31Stellite 31, X-40Su progettoASTM A732 · Grezzo di fusione380—10—Valori a 820 °C, contiene W, alta temperatura

Leghe di titanio

Densità di circa 4,4 g/cm³. Il titanio fuso reagisce con l’aria e con i gusci ceramici standard, quindi servono fusione sottovuoto e un sistema di guscio speciale.

LegaRiferimentoRm (MPa)Rp0.2 (MPa)A (%)Caratteristica principale
Ti-6Al-4VGrade C-5SottovuotoASTM B3678958256Ti-6Al-4V, aerospaziale e alta resistenza specifica
Ti-6Al-4VUNS R56406SottovuotoASTM F11088607588Getti in Ti-6Al-4V per impianti chirurgici

Come leggere i valori e fonti

Rm è la resistenza a trazione, Rp0,2 il carico di snervamento e A l’allungamento. Salvo diversa indicazione, i valori sono i minimi della norma di riferimento e valgono per provette colate separatamente. I valori indicati come “Tipico” sono valori di riferimento pubblicati da produttori e organizzazioni e non sono garantiti. Provini ricavati da un pezzo possono differire in base allo spessore. La maggior parte delle norme, ad eccezione della ASTM A732, non è limitata alla microfusione. Per un ordine valgono la norma e lo stato di trattamento termico indicati a disegno e in specifica.

Norme: ASTM A732, A148, A297, A351, A494, A536, A597, A743, A747, A890, B26, B148, B367, B584, F75, F1108; EN 1706, EN 1982, EN 10213, EN 10283, EN 10293; AMS 5383. Dati pubblicati: Luxfer MEL Technologies (ZE41A), Deloro (Stellite 6), Sturm Ruger investment casting tables, MetalTek (temperature limits of heat-resistant alloys), ForceBeyond (718).

Per acciaio, acciaio inox e altro: microfusione in acciaio, microfusione in acciaio inox, 304 vs 316, microfusione in 4140.

Perché BRK Metal?

Attiva dal 2002, BRK Metal esporta il 60% della produzione e fornisce numerose aziende in Europa. Il team, orientato al cliente, produce a costi competitivi senza rinunciare alla qualità e consegna nei tempi concordati.

BRK Metal opera con un sistema di gestione della qualità ISO 9001:2015, rispetta le tolleranze VDG P690 D3 e continua a investire nella propria infrastruttura tecnica.

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