La ghisa lamellare o ghisa grigia costituisce la tipologia di ghisa più diffusa ed è prodotta con la fusione di rottame di ghisa e di acciaio. Il contenuto di carbonio varia tra il 2,5% e il 4%; la presenza del silicio, tra l’1% e il 3%, garantisce invece caratteristiche grafitizzanti.

Caratteristiche microstrutturali delle ghise grigie

Le ghise grigie sono caratterizzate microstrutturalmente dalla presenza di grafite a morfologia lamellare.

La formazione della grafite, nel corso della solidificazione eutettica, è garantita da un contenuto adeguato di silicio e dalla corretta effettuazione delle operazioni di inoculazione.
Una volta avvenuta la nucleazione della grafite, inizia anche la fase di accrescimento, che completa il processo di solidificazione. L’accrescimento della grafite può avvenire tipicamente in due direzioni: laterale rispetto ai piani cristallini a matrice esagonale della grafite (freccia blu nell’immagine seguente), oppure perpendicolare (freccia rossa). La morfologia lamellare della grafite deriva dall’accrescimento laterale, che è termodinamicamente facilitato (richiede meno energia per realizzarsi), e che determina una serie di successive ramificazioni.

La grafite lamellare, nelle ghise grigie, è circondata tipicamente da una matrice perlitica.

Caratteristiche meccaniche delle ghise grigie

Vediamo ora le caratteristiche meccaniche delle ghise grigie. La morfologia lamellare della grafite tende a penalizzare il comportamento meccanico delle ghise grigie, in particolare per quanto riguarda la duttilità e la resilienza. Secondo normativa (UNI-EN 1561), il valore minimo della tensione a rottura di una ghisa grigia può variare da 200 a 300 MPa, con allungamenti a rottura pari all’1-2%.

Materiale
Designazione del materiale Numerica
Resistenza alla trazione
(Rm/MPa/min)
Durezza Brinell
EN-GJL-200
51300
200
170
EN-GJL-250
51301
250
180
EN-GJL-300
51302
300
200

Caratteristiche di impiego delle ghise grigie

Le caratteristiche meccaniche descritte suggeriscono un impiego delle ghise grigie in cui le sollecitazioni a trazione non sono troppo elevate. Ve però evidenziato che la presenza di grafite lamellare favorisce invece buone caratteristiche di conducibilità termica e di smorzamento delle vibrazioni.

Casi applicativi delle ghise grigie

In generale, le ghise grigie presentano elevate caratteristiche di fluidità, specie se in presenza del fosforo come alligante. Questo permette l’ottenimento di getti a parete sottile, particolarmente adatti per applicazioni in cui è richiesta efficienza di scambio termico.
Tra gli esempi applicativi tipici delle ghise grigie si possono citare: basamenti, collettori, flange e valvolame, componenti per trapani, teste di macchine utensili, pompe, lingottiere, parti di compressori, parti di caldaie e radiatori, pompe, lingottiere. I principali ambiti di utilizzo riguardano quindi i settori meccanico, tessile, trattoristico, ferroviario e dei trasporti, siderurgico, caldareria e impiantistica di riscaldamento.