Elementi di Lega: il Carbonio

Il Carbonio (C), uno dei principali componenti negli acciai speciali, non viene formalmente definito come elemento di lega, ma rappresenta il fattore determinante per le caratteristiche degli acciai, influenzandone durezza e resistenza meccanica. Presente in percentuali variabili da pochi centesimi fino al 2%, il Carbonio gioca un ruolo chiave tra gli elementi di lega, modificando significativamente le proprietà meccaniche e le prestazioni degli acciai speciali.

Il carbonio è l’elemento più economico tra quelli utilizzati per aumentare la durezza e, più in generale, le proprietà di resistenza meccanica degli acciai. La durezza aumenta all’aumentare del contenuto di carbonio, come evidenziato nel Grafico 1.

La massima durezza raggiungibile si ottiene con un contenuto di carbonio di circa 0,6%, in acciai a microstruttura prevalentemente martensitica.

Quantità superiori di carbonio portano alla formazione di carburi con elementi di lega aggiunti appositamente, come Cromo (Cr), Molibdeno (Mo), Vanadio (V), Tungsteno (W), Titanio (Ti), al fine di incrementare la resistenza all’usura e altre proprietà degli acciai speciali.

La presenza di carbonio influenza, inoltre – negativamente – la resistenza alla corrosione degli acciai. Ad esempio, acciai con bassi livelli di carbonio (come AISI 316L) mostrano una migliore resistenza alla corrosione rispetto ad acciai con livelli più alti (come AISI 316).

Un esempio pratico è il confronto tra due acciai inossidabili: AISI 316 X5CrNi18 10 e AISI 316L X3CrNi18 10. Sebbene l’analisi chimica di questi acciai sia pressoché identica, AISI 316L presenta una resistenza alla corrosione maggiore grazie a un contenuto di carbonio inferiore (0,03% vs 0,05%).