Terminologia

ALLUNGAMENTO A%
Esprime l’allungamento subito dal materiale quando è portato a rottura con la prova di trazione.
E’ un dato che può dare ai progettisti la segnalazione di quanto l’acciaio si può allungare prima di andare a rottura.
AMAGNETICO
Si dice di un acciaio che presenta comportamenti ferromagnetici e che può essere smagnetizzato con opportuno trattamento termico, consistente nel superamento del punto critico del magnetismo (769 °C), nella permanenza sopra tale punto per un adeguato periodo, nel raffreddamento solitamente all’aria o in forno.
ANISOTROPIA
La forma di un cristallo è differente nelle diverse direzioni così come le proprietà fisiche (indice di rifrazione, conducibilità elettrica, conducibilità termica, proprietà meccaniche, magnetiche, ecc.) che variano a seconda della direzione considerata.
ANISOTROPO
Le proprietà fisiche specifiche all’interno di un materiale hanno valori diversi nelle varie direzioni.
CALORE SPECIFICO
Quantità di calore necessaria per innalzare la temperatura di un’unità di massa di 1 °C.
Il calore specifico a 20 °C degli acciai ferritici e martensitici è leggermente inferiore a quello degli austenitici, ma cresce più rapidamente con l’aumentare della temperatura.
CAMPO MAGNETICO
Campo di forza che si sviluppa attorno a un magnete o a un circuito percorso da corrente elettrica. Viene indicato con H e si misura in Ampere/metro.
CARICO DI ROTTURA Rm-R
Carico unitario di rottura determinato con provette proporzionali di trazione, si esprime in N/mm². Fenomeno che avviene in un solido soggetto a un sistema di sollecitazioni quando si ha il cedimento dei legami interni di coesione molecolare. Impiegato dai progettisti per il dimensionamento delle strutture portanti.
CARCO DI SNERVAMENTO Rp0.2
Carico unitario di scostamento della proporzionalità, comunemente impiegato come snervamento allo 0,2%. Il valore è dedotto dalla prova di trazione, si esprime in N/mm² e serve ai progettisti per determinare le sezioni e il margine di sicurezza da adottare nelle strutture che compongono una determinata costruzione.
COEFFICIENTE DI TEMPERATURA
Delinea la variazione delle proprietà magnetiche al variare della temperatura. Abitualmente si esprime in % di variazione della regione per ciascun grado di temperatura.
COERCIMETRO
Apparecchiatura automatica che permette di misurare la forza coercitiva di campioni di acciaio di qualsiasi forma regolare o irregolare e di particolari lavorati a disegno o assemblati con altri materiali.
Norme comunemente usate per i controlli: ASTM 341 o IEC 404-7.
COERCITIVITA’
E’ il campo magnetico, espresso con Hc, necessario per ridurre l’induzione B o la magnetizzazione M al valore zero. Solitamente si misura in Oersted oppure in Ampere/metro. Serve per misurare, in un materiale magnetizzato, la resistenza alla smagnetizzazione
CONDUCIBILITA’ TERMICA
La conducibilità termica è la misura in W / (m • K) dell’attitudine di un corpo a trasmettere il calore; dipende solo dalla natura del materiale e non dalla sua forma.
Questa proprietà è molto più alta negli acciai al carbonio ~ 50 W / (m • K) e legati ~ 40 W / (m • K); si abbassa a ~ 30 W / (m • K) negli acciai inossidabili al 15% di cromo e scende a ~ 15 W / (m • K) in quelli contenenti nichel e molibdeno.
La conducibilità termica aumenta in proporzione al riscaldamento del pezzo ed è un parametro utilizzato nei trattamenti termici per definire la velocità di riscaldo.
CONDUTTIVITA’
Proprietà dei materiali di trasmettere il calore o l’energia sonora o la corrente elettrica. Grandezza fisica corrispondente all’inverso della resistività.
Simbolo: Siemens • m/mm2.
CURVA DI ISTERESI
Rappresentazione grafica della curva ottenuta misurando l’induzione B (aria + materiale) o la magnetizzazione M in presenza di un campo magnetico H. Descrive un ciclo completo tra i limiti definiti per l’induzione o la magnetizzazione di saturazione dal primo al terzo quadrante. 

B = Densità del flusso magnetico Br = Induzione magnetica residua
H = Campo magnetico Hc = Forza coercitiva

CURVA DI SMAGNETIZZAZIONE
Graficamente è il settore della curva del ciclo d’isteresi nel secondo quadrante che definisce le principali caratteristiche magnetiche di un materiale magnetizzato. Descrive il cambio d’induzione magnetica o l’emanazione del valore di rimanenza a zero applicando un campo magnetico negativo.
DENSITA’ (MASSA VOLUMICA)
Questo rapporto m/v tra la massa (m) di un corpo e il suo volume (v) è anche chiamato peso specifico e si esprime in Kg/dm3.
Il peso specifico del ferro è 7,86 Kg/dm3 e la sua massa atomica è di 55,847 mentre quella dei principali elementi degli acciai inossidabili è di 51,996 per il cromo, 58,69 per il nichel e di 95,94 per il molibdeno. è pertanto intuibile che le leghe ricche di cromo sono più leggere del ferro, mentre quelle al nichel e molibdeno risultano più pesanti. L’esempio che segue mette a confronto il peso stimato di tre barre quadrate 180 mm lunghe 1500 mm.
I valori della densità sono riportati nelle schede tecniche.
Acciaio 42CrMo4 (1,80 • 1,80 • 7,85 • 15,00) = Kg 381,51
Acciaio 1.4006 (1,80 • 1,80 • 7,70 • 15,00) = Kg 374,22
Acciaio 1.4567 (1,80 • 1,80 • 8,027 • 15,00) = Kg 390,11
DENSITA’ DI FLUSSO
Definisce il campo d’induzione come numero di linee di forza per unità di area.
DIELETTRICO
Sostanza isolante entro la quale si può produrre un campo elettrostatico con accumulo di energia. Ha la funzione di separare parti a potenziale diverso e di obbligare la corrente a seguire determinati percorsi.
DUREZZA
Caratteristica dipendente dalle forze di coesione molecolare. È espressa mediante varie grandezze (HB, HRC, HV, ecc.) contenute in tavole empiriche, fra le quali esiste solo una certa correlazione, tutte in rapporto con il carico di rottura a trazione.
ESPANSIONE TERMICA
L’espansione o dilatazione termica è il fenomeno fisico che si manifesta quando il materiale aumenta di volume, in risposta all’aumento di temperatura durante un trattamento termico, in esercizio o in fase di saldatura.
Il valore può essere determinato mediante dilatometri o preso come riferimento indicativo dalle schede tecniche contenute nel volume Progettare con gli acciai del Gruppo Lucefin.
Questo dato entra nel calcolo della formula atta a stabilire la dilatazione teorica lineare e volumetrica in millimetri che un acciaio subirà quando riscaldato a temperature fra 20 e 100 °C, 20 e 200 °C, 20 e 300 °C, ecc. 

Lo = Lunghezza iniziale della barra o del pezzo in millimetri
ro = Raggio iniziale in millimetri
E = Costante riportata nelle schede tecniche (es. come valore di 10-6 • K-1 pari a 10.4 inserire 0,0000104)
Δt = Differenza di temperatura tra quella di riscaldo del pezzo e quella dell’ambiente
L = Lunghezza in millimetri dopo riscaldo a °C…
V = Volume in mm 3 dopo riscaldo
Dilatazione lineare L = Lo • (1 + (E • Δt))
Dilatazione volumetrica V = 3,14 • r2 • Lo • (1 + (2 • E • Δt)) • (1 + (E • Δt)

FERRITI
Materiali non metallici costituiti da ossidi di ferro e da un metallo bivalente (Mg, Mn, Zn, Cu, ecc.) e assimilabili ai materiali ceramici per durezza e fragilità. Hanno conducibilità molto bassa pertanto sono adatti alla realizzazione di nuclei ferromagnetici per applicazioni in alta frequenza (5 – 500 kHz). Le ferriti più comuni sono del tipo Mn-Zn, Ni-Zn, Mg-Mn.
FLUSSO
Numero di linee magnetiche di forza misurato in Gauss o Tesla. Le linee possono essere visualizzate utilizzando delle polveri di ferro a secco o a umido.
FLUSSOMETRO
Strumento che serve a misurare una variazione di flusso d’induzione magnetica.
FORZA COERCITIVA
Forza demagnetizzante necessaria per ridurre l’induzione B al valore zero dopo aver portato il materiale a saturazione. Si misura in Oersted oppure in A/m e KA/m. Simbolo: Hc.
FORZA COERCITIVA INTRINSECA
Misura la resistenza di un materiale magnetico rispetto ad una forza demagnetizzante e indica il suo grado di stabilità alle alte temperature. Simbolo: Hci.
FORZA DI CAMPO MAGNETICO
Si misura generalmente in Oersted e rappresenta la forza di magnetizzazione o smagnetizzazione. Definisce la capacità della corrente elettrica o di un materiale di produrre un campo magnetico in un’area definita.
GAUSS
Unità di misura dell’induzione magnetica nel sistema CGS elettromagnetico. Indica le linee di flusso per cm2.
GAUSSOMETRO
Apparecchio usato per misurare il valore istantaneo dell’induzione magnetica e del magnetismo residuo.
INDUZIONE MAGNETICA (B)
Fenomeno per cui in tutti i materiali o sostanze immersi in un campo magnetico si manifestano masse magnetiche in misura e polarità dipendente dal materiale o dalla sostanza. È definita anche come forza di magnetizzazione o di smagnetizzazione misurata in Oersted che determina la capacità di una corrente elettrica o di un materiale magnetico d’indurre un campo magnetico in una zona definita. B = µo • H
In presenza di qualunque materiale: B = µr • µo • H
ISOTROPO
Si dice di un corpo le cui proprietà fisiche sono identiche in tutte le direzioni. Nel campo dei materiali metallici l’orientamento magnetico delle particelle non ha una direzione preferenziale e questo consente di magnetizzarli in tutte le direzioni.
ISTERESI
Fenomeno caratteristico delle sostanze ferromagnetiche, nelle quali l’intensità di magnetizzazione non dipende univocamente dal valore del campo magnetico cui sono sottoposte, ma anche dalla precedente evoluzione già subita entro il campo magnetico. è definita anche come la capacità di un materiale magnetico di conservare la sua forza magnetica in presenza di un’energia di smagnetizzazione.
MAGNETE
Corpo ferromagnetico magnetizzato in modo artificiale o naturale. Solo alcuni tipi di sostanze sono in grado di acquistare, con opportuni trattamenti, una soddisfacente magnetizzazione permanente.
MAGNETISMO RESIDUO
Dopo esser venuti in contatto con un campo magnetico (tipicamente magneti di sollevamento, processi induttivi, ecc.), i materiali in acciaio possono trattenere del magnetismo nella loro struttura, definito “magnetismo residuo”. L’intensità del magnetismo residuo dipende da diversi fattori, tra i più importanti: composizione chimica, intensità dell’origine del campo magnetico, temperatura del materiale.
MAGNETIZZAZIONE
Momento magnetico per unità di volume. Si misura in Ampere/metro.
MAGNETOSTRIZIONE
Questo fenomeno può comportare dei cambiamenti dimensionali in presenza di magnetizzazione.
MASSIMO PRODOTTO DI ENERGIA
Nella curva d’isteresi è rappresentato dal punto di massimo prodotto tra la forza magnetizzante H e l’induzione B. Si definisce anche come l’energia che un materiale magnetico può trasferire a un circuito magnetico esterno agendo in un punto della curva di smagnetizzazione. Simbolo: BH max.
MATERIALI ANTIFERROMAGNETICI
Nei materiali antiferromagnetici le strutture magnetiche a e b sono esattamente uguali ma opposte, creando così un annullamento dei momenti magnetici e una magnetizzazione nulla.
L’ematite è il materiale antiferromagnetico per eccellenza.
MATERIALI DIAMAGNETICI
Si dice di sostanze la cui magnetizzazione indotta avviene in senso contrario a quella del campo induttore. Sono composti di atomi privi di un momento magnetico in quanto disposti in orbitali completi senza elettroni spaiati. Questo porta a una repulsione in presenza di campo magnetico. Si genera, in altre parole, una magnetizzazione negativa, esattamente l’opposto di ciò che accade nei materiali ferromagnetici. Tra i materiali diamagnetici troviamo il quarzo, la calcite, l’acqua e le sostanze organiche.
MATERIALI FERROMAGNETICI
Una delle caratteristiche principali dei materiali ferromagnetici è la presenza di una magnetizzazione spontanea che esiste in assenza di un campo magnetico e che può essere aumentata fino a raggiungere la magnetizzazione di saturazione. La saturazione avviene ad alte temperature e a moderati campi magnetici. In particolare, ogni materiale ferromagnetico a una temperatura detta t. di Curie, diversa da materiale a materiale, perde la disposizione ordinata degli elettroni e assume un comportamento paramagnetico. Inoltre, i materiali ferromagnetici possono trattenere una memoria della magnetizzazione a cui sono stati sottoposti in passato. Gli elementi ferromagnetici per eccellenza sono il ferro, il nichel e il cobalto. Fanno parte di questa categoria gli acciai inossidabili ferritici, martensitici e duplex.
MATERIALI PARAMAGNETICI
Sono costituiti da atomi e ioni con elettroni spaiati e orbitali incompleti. Mostrano un momento magnetico netto e in presenza di campo magnetico sono in grado di magnetizzarsi. Si tratta però di una magnetizzazione debole, che svanisce non appena il campo magnetico viene allontanato. Tra i materiali paramagnetici troviamo l’ossigeno liquido, l’alluminio, la biotite, la pirite e la siderite. Appartengono a questa categoria gli acciai inossidabili austenitici (a struttura austenitica molto stabile).
MAXWELL
Unità di misura del flusso prodotto da un campo magnetico d’intensità unitaria nel sistema CGS relativo a una superficie di area di 1 cm²; un Maxwell vale 10-8 Weber ed equivale a una linea di flusso magnetico. Simbolo: Mx.
MODULO ELASTICO
Caratteristica di un materiale che esprime il rapporto tra tensione e deformazione, nel caso di condizioni di carico monoassiale e in caso di comportamento del materiale di tipo “elastico”. è usato dai progettisti per la verifica degli sforzi flessionali, sotto sollecitazione in esercizio, al fine di stabilire il carico massimo applicabile a una costruzione. Nelle schede tecniche sono riportati i moduli elastici longitudinali tipici di ogni acciaio e le varie temperature alle quali può trovarsi a dover lavorare un prodotto in acciaio.
m = 1/coefficiente di Poisson (il coefficiente di Poisson è riportato su alcune schede tecniche del volume Acciai inossidabili – Gruppo Lucefin © 2011).
E = Modulo elastico longitudinale G = Modulo elastico tangenziale
Il risultato si esprime in GPa (GigaPascal). E = G / (m / 2 • (m + 1)) G = (m / (2 • (m + 1)) • E
MOMENTO MAGNETICO
Si misura in Am2 (Ampere per metro quadro).
NUMERO O RAPPORTO DI POISSON
Quando un materiale è compresso in una sola direzione, tende a espandersi in altre due direzioni perpendicolari a quella di compressione. Questo fenomeno è chiamato effetto Poisson. Il r. di Poisson è il rapporto tra la percentuale di espansione divisa per la percentuale di compressione. Spesso è usato nei calcoli di elasticità e progettazioni strutturali.
OERSTED
Unità d’intensità del campo magnetico e unità di misura della forza magnetizzante. 1 Oe = 1 Gauss = 0,79 A/cm. Simbolo: Oe.
PERMEABILITA’ (µo)
è la facilità di propagazione del flusso magnetico nel vuoto: µo = 1,26 • 10-6 • H/m
µr < 1 Materiali diamagnetici (il campo magnetico viene indebolito all’interno del materiale) µr > 1 Materiali paramagnetici (il campo viene rafforzato all’interno del materiale)
µr >> 1 Materiali ferromagnetici e ferrimagnetici (il campo viene molto rafforzato all’interno del materiale)
PERMEABILITA’ INIZIALE
è il rapporto tra il campo B e il campo H misurato quando quello H tende a zero. Più utile risulta la permeabilità relativa o il quoziente prodotto da permeabilità del materiale e permeabilità dello spazio vuoto (aria). Si usa per indicare i deboli acciai ferromagnetici impiegati per allestire i nuclei dei trasformatori.
PERMEABILITA’ MAGNETICA ASSOLUTA
Parametro caratteristico di ogni materiale dato dal rapporto tra l’induzione magnetica B prodotta nel materiale da un campo magnetico e l’intensità H del campo agente. Simbolo: m. L’inverso 1/m della permeabilità è detto riluttanza specifica.
PERMEABILITA’ MAGNETICA RELATVA
Grandezza fisica che esprime l’attitudine di una sostanza a lasciarsi magnetizzare dal campo magnetico in cui è immersa. Ha come simbolo µr ed è il rapporto tra la permeabilità assoluta µ di un materiale generico e la permeabilità µo dello spazio vuoto. Gli acciai inossidabili ferritici e martensitici sono definiti magnetici (la calamita li attrae) quando sono a temperatura ambiente e cedono questa caratteristica quando sono scaldati sopra i 769 °C. Gli acciai austenitici sono classificati come non magnetici e la loro permeabilità è nell’ordine di 1,02 µr. Possono magnetizzarsi leggermente in trafilatura a freddo, ma una successiva ricristallizzazione ristabilisce lo stato di amagnetismo.
PERMEAMETRO
Apparecchiatura in grado di realizzare cicli d’isteresi e misure di magnetizzazione di acciai magnetici dolci (es. inossidabili per elettrovalvole e nuclei). Agisce con modalità completamente automatica e può determinare i seguenti parametri: Br, Hc, Bsat, Jsat, µmax. Norme comunemente usate per i controlli: ASTM 341 oppure IEC 404-4 per provini rettilinei o barre.
POLARIZZAZIONE MAGNETICA
Fenomeno per cui una sostanza immersa in un campo magnetico orienta i momenti magnetici dei suoi atomi in modo da magnetizzarsi per induzione. Termine in generale usato per indicare un’alterazione delle condizioni fisiche di un mezzo in cui alcuni fenomeni, precedentemente isotropi, assumono un carattere vettoriale.
RESILIENZA
Indica la tenacità del materiale quando è sottoposto a urti violenti. La resistenza espressa in J (lavoro – energia) si determina mediante la rottura di provini preintagliati e comunemente del tipo Kv. Anche questo valore indica la predisposizione o meno di un acciaio a essere sottoposto a determinati impieghi.
RESISTIVITA’ ELETTRICA
Resistenza di un tratto di conduttore di lunghezza unitaria e sezione di area unitaria, si misura in Ω • mm2/m. La resistività di un conduttore dipende dalla sua natura, dalla temperatura e, in alcuni casi particolari, dall’intensità del campo magnetico entro il quale si trova. La resistività si annulla allo zero assoluto e aumenta del 6% circa ogni 100 °C quando il materiale è riscaldato. L’aumento della resistività del materiale si può ottenere modificando la composizione del materiale (es. aumentando il tenore di silicio a 4-4,5%).
RIMANENZA MAGNETICA
Rappresenta la magnetizzazione rimanente quando il campo applicato è zero. Graficamente è l’intersezione della curva con l’asse delle ordinate. Simbolo: Mr.
SATURAZIONE
Fenomeno per cui, in una sostanza ferromagnetica posta in un campo magnetico sufficientemente intenso, la magnetizzazione rimane praticamente costante rispetto a ogni ulteriore aumento dell’intensità del campo magnetico.
SCORRIMENTO VISCOSO (CREEP)
Processo di deformazione a sollecitazione costante, per temperature elevate. Il provino viene sottoposto, mediante strumentazioni di laboratorio, per un certo numero di ore a un determinato carico costante e temperatura costante. I risultati che si ottengono simulano il comportamento dell’acciaio nel tempo.
SMAGNETIZZAZIONE
Questa forza magnetica indesiderata (nei manufatti destinati a rettifica, lappatura, trattamenti galvanici, ecc.), attrae la limatura o la polvere di ferro e dà luogo a inaccettabili finiture superficiali. Può essere diminuita o eliminata portando l’acciaio a una temperatura superiore a 769 °C oppure facendolo passare in tunnel smagnetizzatori. Altro metodo abbastanza efficace è il trattamento termico di distensione con permanenze molto lunghe.
SOLENOIDE
Bobina di filo elettrico avvolto in uno o più strati, a spire molto accostate su un supporto per lo più cilindrico, di lunghezza molto grande rispetto al diametro delle spire.
TEMPERATURA DI CURIE
Temperatura di trasformazione dei materiali metallici da ferromagnetici a paramagnetici. Generalmente questa temperatura dipende dalla composizione chimica dell’acciaio; una volta che il materiale la raggiunge, perde tutte le proprietà magnetiche permanenti e non è più in grado di ritenere il magnetismo. Simbolo: Tc = 769 °C.
TEMPERATURA MASSIMA DI ESERCIZIO
Temperatura massima di esposizione alla quale un materiale può resistere senza che intervengano modifiche delle proprietà strutturali o meccaniche.
TESLA
Unità di densità del flusso magnetico: 1 T = 10000 Gauss.
VISCOSITA’ MAGNETICA
Descrive il ritardo nella variazione di magnetizzazione in un materiale ferromagnetico quando il campo magnetico esterno cambia bruscamente d’intensità.
WEBER
Unità di misura del flusso magnetico equivalente al flusso magnetico che, attraversando una singola spira, vi induce una forza elettromotrice di 1 volt quando viene ridotto a zero in 1 secondo. 1 Weber = 10-8 Maxwell. Simbolo: Wb.