--- title: "Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi" description: "Scopri come i gradi dell’acciaio, le forme, i processi di fusione, i trattamenti, le superfici e i test influenzano la fornitura e la conformità." canonical: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi language: it robots: index, follow og_type: article type: wiki-article language_alternates: en: https://steelequivalents.com/wiki/steel-families/steel-delivery-conditions-and-manufacturing-routes.md cs: https://steelequivalents.com/cs/wiki/skupiny-ocelí/dodací-podmínky-oceli-a-výrobní-postupy.md de: https://steelequivalents.com/de/wiki/stahlgruppen/lieferbedingungen-und-herstellungswege-für-stahl.md es: https://steelequivalents.com/es/wiki/familias-de-aceros/condiciones-de-entrega-del-acero-y-rutas-de-fabricación.md fr: https://steelequivalents.com/fr/wiki/familles-d-aciers/conditions-de-livraison-de-l-acier-et-procédés-de-fabrication.md hu: https://steelequivalents.com/hu/wiki/acélcsaládok/az-acél-szállítási-állapotai-és-gyártási-útvonalai.md it: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi.md nl: https://steelequivalents.com/nl/wiki/staalgroepen/leveringsvoorwaarden-voor-staal-en-productieroutes.md pl: https://steelequivalents.com/pl/wiki/grupy-stali/warunki-dostawy-stali-i-technologie-wytwarzania.md pt: https://steelequivalents.com/pt/wiki/famílias-de-aço/condições-de-entrega-do-aço-e-vias-de-fabrico.md ru: https://steelequivalents.com/ru/вики/группы-сталей/условия-поставки-стали-и-технологические-маршруты-производства.md tr: https://steelequivalents.com/tr/wiki/çelik-grupları/çelik-teslimat-koşulları-ve-üretim-yöntemleri.md zh: https://steelequivalents.com/zh/维基/钢材分类/钢材交货状态与制造工艺路线.md ja: https://steelequivalents.com/ja/ウィキ/鋼種の分類/鋼材の納入条件と製造工程.md ar: https://steelequivalents.com/ar/ويكي/مجموعات-الفولاذ/شروط-توريد-الفولاذ-ومسارات-التصنيع.md ko: https://steelequivalents.com/ko/위키/강종-계열/강재-공급-조건-및-제조-경로.md pt-br: https://steelequivalents.com/pt-br/wiki/famílias-de-aços/condições-de-entrega-do-aço-e-rotas-de-fabricação.md hi: https://steelequivalents.com/hi/विकी/स्टील-समूह/इस्पात-की-आपूर्ति-की-स्थितियाँ-और-विनिर्माण-प्रक्रियाएँ.md content_hash: sha256:7434be4f716ee0a6f82145179f37e11f7791d1bbc9a5179408c8a1345edc33ea generated: 2026-09-26 --- > **Machine-readable Markdown rendering.** This is a Markdown representation of a web page, > served for AI agents and crawlers as a token-efficient alternative to the full HTML. > Full interactive HTML version: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi > Canonical URL: https://steelequivalents.com/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi > Available languages: en, cs, de, es, fr, hu, it, nl, pl, pt, ru, tr, zh, ja, ar, ko, pt-br, hi > Change detection: `content_hash` is the SHA-256 of this document's Markdown body — everything > below this block, whitespace-trimmed, excluding the front-matter. 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[Come leggere un certificato del materiale e il riferimento alla norma](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#come-leggere-un-certificato-del-materiale-e-il-riferimento-alla-norma "Come leggere un certificato del materiale e il riferimento alla norma") - [Interpretazioni errate comuni e quadro di confronto basato sulle norme](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#interpretazioni-errate-comuni-e-quadro-di-confronto-basato-sulle-norme "Interpretazioni errate comuni e quadro di confronto basato sulle norme") ## Che cosa significa realmente una condizione di fornitura dell’acciaio Una condizione di fornitura dell’acciaio comprende più della sola composizione chimica e collega la forma del prodotto, la storia produttiva, il trattamento termico, lo stato superficiale, le dimensioni, i requisiti meccanici e le prove. Strong evidence Una condizione di fornitura dell’acciaio è lo stato definito dalle norme nel quale un prodotto viene fornito. Non è una descrizione informale del fornitore né un sinonimo di composizione chimica. La condizione collega la forma del prodotto, la storia produttiva, lo stato di trattamento termico, lo stato superficiale, le dimensioni, i requisiti meccanici e i controlli o le prove specificati. Questi dettagli determinano come debba essere interpretato il materiale e che cosa significhino realmente le dichiarazioni di conformità. La forma del prodotto, il percorso di finitura e lo stato del trattamento termico rispondono a domande diverse della specifica. | Descrizione della fornitura | Che cosa identifica | Che cosa non identifica | |---|---|---| | Lamiera laminata a caldo | Prodotto piano e storia della lavorazione a caldo | Percorso completo di fusione o conformità al trattamento termico finale | | Lamiera normalizzata | Stato del trattamento termico di normalizzazione | Finitura superficiale o percorso del forno | | Barra finita a freddo | Percorso di finitura, dimensioni e stato superficiale | Qualità dell’acciaio legato o condizione termica | | Fucinato bonificato | Prodotto fucinato con stato termico definito | Percorso primario di fusione, salvo quando richiesto dalla norma | Il numero di colata e la designazione del grado identificano parti importanti dell’identità del materiale, ma non descrivono l’intero prodotto fornito. La stessa ampia famiglia di acciai può essere fornita come lamiera laminata a caldo, lamiera normalizzata, lamiera bonificata, barra finita a freddo o componente forgiato. Questi prodotti possono condividere i principali elementi di lega, pur differendo sostanzialmente in termini di carico di snervamento, tenacità, durezza, tensioni residue, tolleranze dimensionali e saldabilità. ### Condizione di fornitura e grado dell’acciaio Un grado di acciaio definisce normalmente un intervallo di composizione e un insieme di proprietà richieste. A seconda della norma, può inoltre specificare le forme di prodotto ammesse, gli intervalli di spessore, le temperature delle prove d’urto, la pratica di disossidazione o le condizioni di fornitura. Ciò non significa comunque che ogni prodotto recante la designazione del grado abbia seguito la stessa sequenza produttiva. Si consideri l’acciaio strutturale disciplinato dalla serie EN 10025. La norma BS EN 10025-3:2019 riguarda i prodotti piani laminati a caldo in acciaio strutturale a grana fine saldabile, forniti allo stato normalizzato o laminato normalizzato. Una designazione come S355N comunica quindi più di una classe nominale di carico di snervamento pari a 355 MPa: la designazione “N” è legata allo stato di fornitura normalizzato o laminato normalizzato specificato dalla norma. La norma DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda una classe diversa di prodotti, ossia gli acciai strutturali ad alto limite di snervamento forniti allo stato bonificato. Un grado appartenente a quella parte della serie non può essere interpretato come se fosse semplicemente una versione a maggiore resistenza di un prodotto normalizzato. \[1\] \[1\] [**Standard Specification for Steel Forgings, Carbon and Alloy, for General Industrial Use**](https://store.astm.org/a0668_a0668m-16.html). ASTM International. ASTM A668/A668M-16, 2016. La distinzione è altrettanto chiara nelle norme ASTM relative ai forgiati. La norma ASTM A668/A668M-16 classifica i forgiati in acciaio al carbonio e in acciaio legato in base al trattamento termico di fornitura, includendo gli stati ricotto, normalizzato, normalizzato e rinvenuto, bonificato e normalizzato-temprato-rinvenuto. “Acciaio al carbonio forgiato” non è quindi una descrizione sufficiente dello stato di fornitura. Il processo di forgiatura stabilisce la forma del prodotto e la storia della deformazione; il trattamento termico specificato stabilisce un’altra parte della sua condizione tecnica. La norma ASTM A434/A434M-24 riguarda le barre in acciaio legato bonificato, lavorate a caldo e finite a freddo. In questo caso, “finito a freddo” descrive il percorso produttivo e lo stato superficiale o dimensionale, mentre “bonificato” descrive la condizione metallurgica. Nessuno dei due termini sostituisce il grado di lega. Una barra può rientrare chimicamente nell’intervallo previsto per il grado richiesto, ma non essere conforme alla specifica di fornitura se è stata fornita nella condizione errata, con uno stato superficiale non corretto o senza le prove meccaniche richieste. Condizione di fornitura **Condizione di fornitura** Lo stato definito dalle norme in cui viene fornito un prodotto di acciaio, comprendente la forma, il trattamento termico, lo stato superficiale, le dimensioni e le verifiche richieste. I due principali percorsi siderurgici differiscono per i materiali di carica e per la pratica di fusione primaria. | Percorso | Principali cariche o materie prime metalliche | Operazione primaria | |---|---|---| | Altoforno–convertitore a ossigeno basico | Minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato | Produzione della ghisa d’altoforno seguita dalla raffinazione con ossigeno basico | | Forno elettrico ad arco | Principalmente acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed elettricità | Fusione elettrica seguita da raffinazione e colata | Il percorso produttivo aggiunge un ulteriore livello. Nel 2024 la World Steel Association ha dichiarato che i due principali percorsi di produzione dell’acciaio sono quello dell’altoforno-convertitore a ossigeno basico (BF-BOF) e quello del forno elettrico ad arco (EAF). Le indicazioni relative alle materie prime distinguono il percorso integrato, che utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato, dal percorso EAF, che utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro direttamente ridotto o [ghisa](/it/categorie/ghisa "ghisa") liquida ed elettricità. Nel 1995 la U.S. Environmental Protection Agency ha descritto il processo a ossigeno basico come l’affinazione della ghisa liquida d’altoforno con rottame, trattando invece il processo del forno elettrico ad arco come un percorso siderurgico distinto. ASTM A434/A434M-24 consente molteplici percorsi di lavorazione della fusione per le barre di acciaio legato bonificato contemplate dalla norma. Strong evidence \[2\] \[2\] [**Standard Specification for Quenched and Tempered Alloy Steel Forgings for Pressure Vessel Components**](https://store.astm.org/a0508_a0508m-16.html). ASTM International. ASTM A508/A508M-16, 2016.Questi percorsi di fusione possono influire sugli elementi residui, sulla pulizia, sulla popolazione delle inclusioni e sui controlli di processo, ma il percorso, da solo, non definisce se il prodotto finale sia normalizzato, ricotto o bonificato. La norma ASTM A434/A434M-24 consente la produzione mediante forno Martin-Siemens, ossigeno basico o forno elettrico per le barre contemplate, nel rispetto dei requisiti della norma. La norma ASTM A508/A508M-16 assume una posizione più specifica per i forgiati in acciaio al carbonio e legato, bonificati e trattati sotto vuoto, destinati a componenti di recipienti a pressione: richiede la produzione in forno elettrico basico, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. Il requisito relativo al percorso produttivo fa parte della specifica di quel prodotto e non costituisce una definizione generale di tutti gli [acciai bonificati](/it/categorie/acciai-bonificati "acciai bonificati"). ![Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi](/images/uploads/4afd8e65-6a64-4205-8112-bb01bfbafe39/wiki-inline-a-cutaway-comparison-of-hot-rolled-plate-cold-finished-bar-and-forged-steel-show-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/4afd8e65-6a64-4205-8112-bb01bfbafe39/wiki-inline-a-cutaway-comparison-of-hot-rolled-plate-cold-finished-bar-and-forged-steel-show-2027x2560.avif "Ingrandisci immagine — Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi")Product form and surface condition describe different parts of a steel product’s history. ### Forma del prodotto, stato superficiale e stato di trattamento termico La forma del prodotto determina il modo in cui l’acciaio è stato sagomato e quali difetti, tensioni e proprietà direzionali possano essere rilevanti. Secondo la descrizione del processo fornita dalla World Steel Association nel 2024, la colata continua trasforma l’acciaio liquido in bramme, billette e blumi, che vengono poi laminati per ottenere prodotti piani e lunghi. Una bramma può diventare una lamiera o un foglio; una billetta può diventare una barra o una vergella; un blumo può diventare un profilato più pesante o un semilavorato per forgiatura. La successiva laminazione, trafilatura, lavorazione meccanica o forgiatura modifica la geometria e la risposta meccanica. Un prodotto piano fornito laminato a caldo presenta una storia superficiale e dimensionale diversa da quella di un prodotto ridotto a freddo e successivamente ricotto. Una barra descritta come finita a freddo può essere stata trafilata, pelata, rettificata o tornita, con un controllo dimensionale più stretto e uno stato superficiale distinto. Un forgiato ha subito una deformazione plastica locale o globale in modo diverso rispetto a una lamiera laminata, anche quando l’analisi chimica è simile. Il trattamento termico modifica la microstruttura. In generale, la ricottura riduce la durezza e le tensioni residue, migliorando al contempo la duttilità e la lavorabilità. La normalizzazione produce una struttura ferritico-perlitica affinata mediante riscaldamento al di sopra dell’intervallo di trasformazione pertinente, seguito da raffreddamento in aria. La laminazione normalizzata utilizza un ciclo di laminazione controllato affinché le passate finali producano una condizione comparabile, sotto gli aspetti specificati, a quella del materiale normalizzato; non è semplicemente una denominazione generica della laminazione a caldo. La tempra crea una struttura di trasformazione più dura, mentre il rinvenimento riduce una parte della fragilità e regola la resistenza e la tenacità. “Bonificato” identifica quindi una sequenza controllata e non soltanto un risultato in termini di resistenza. \[3\] \[3\] [**Heat-treatable steels, alloy steels and stainless steels — Part 1**](https://www.iso.org/standard/70642.html). International Organization for Standardization. ISO 683-1:2016, 2016. Lo stato superficiale deve essere interpretato separatamente dal trattamento termico della massa del materiale. La calamina può rimanere sul materiale laminato a caldo oppure può essere rimossa mediante pallinatura, decapaggio o un’altra operazione di disincrostazione. Una superficie finita a freddo o lavorata meccanicamente può influire sulle tolleranze dimensionali, sulla rugosità e sulla posizione dei difetti affioranti in superficie, senza modificare la composizione chimica del grado. La norma ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati realizzati in acciai non legati destinati alla tempra e al rinvenimento, comprese condizioni definite di trattamento termico e di superficie. Questa struttura mostra perché “il grado dell’acciaio” sia soltanto una componente della descrizione tecnica. Le prove richieste completano la condizione. Le proprietà a trazione possono essere specificate a un determinato spessore e con un determinato orientamento. La prova d’urto può applicarsi soltanto a una qualità o a una temperatura dichiarata. Possono inoltre essere obbligatori la durezza, l’esame ultrasonoro, la valutazione della dimensione del grano, i limiti di decarburazione, il controllo superficiale e le tolleranze dimensionali. Un certificato che riporti soltanto la composizione chimica non dimostra la conformità a una condizione di fornitura che richieda questi controlli aggiuntivi. ### Perché la designazione determina l’interpretazione #### Termini da non confondere Normalizzato Condizione trattata termicamente ottenuta mediante austenitizzazione e raffreddamento in aria. Laminato normalizzato Condizione di laminazione controllata intesa a produrre una struttura comparabile a quella del materiale normalizzato. Finito a freddo Percorso di produzione che comprende trafilatura, pelatura, tornitura, rettifica o operazioni di finitura correlate. Bonificato Sequenza di austenitizzazione, raffreddamento rapido e rinvenimento. La designazione indica all’utilizzatore quali regole della norma si applicano, quale condizione è stata ordinata e quali confronti sono validi. “Normalizzato”, “laminato normalizzato”, “ricotto”, “finito a freddo” e “bonificato” non sono aggettivi intercambiabili. Essi determinano diverse ipotesi riguardo alla microstruttura, alle proprietà, ai limiti di lavorazione e alle prove di accettazione. La norma SAE AMSH6875C illustra lo stesso principio dal punto di vista del trattamento termico in ambito aerospaziale: stabilisce i requisiti per quattro classi di acciaio e specifica le apparecchiature del forno, le procedure, le temperature e i metodi di prova. Il trattamento richiesto è quindi legato a un controllo documentato del processo e non alla semplice dichiarazione che il materiale sia stato riscaldato in un determinato momento. Per questo motivo, una descrizione completa del materiale dovrebbe identificare la norma, il grado, la forma del prodotto, le dimensioni, la condizione di fornitura, lo stato superficiale e le prove richieste. “Acciaio S355”, “barra 4140” o “forgiato in acciaio legato” lasciano senza risposta diverse questioni relative al materiale. Una designazione conforme alle norme le restringe. Essa indica che cosa sia il prodotto, come sia stato stabilito il suo stato di fornitura e quali evidenze debbano accompagnare la dichiarazione. ## Il percorso produttivo dalle materie prime all’acciaio semilavorato \[4\] \[4\] [**Steelmaking process**](https://worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/). World Steel Association. World Steel Association technical resource, 2024. #### Tenere separati il percorso e la condizione di fornitura L’altoforno–convertitore a ossigeno basico e il forno elettrico ad arco descrivono i percorsi primari di produzione dell’acciaio. Da soli non stabiliscono se il prodotto finale sia normalizzato, ricotto, laminato normalizzato oppure bonificato. La produzione dell’acciaio non consiste in una singola operazione al forno. È una sequenza collegata nella quale il materiale contenente ferro diventa ferro, il ferro diventa acciaio grezzo e l’acciaio liquido diventa una forma colata destinata alla laminazione o alla forgiatura. La World Steel Association individua due percorsi principali: quello dell’altoforno/convertitore a ossigeno basico, solitamente indicato come BF-BOF, e quello del forno elettrico ad arco, o percorso EAF.\[^1\] Questi percorsi descrivono il modo in cui la carica metallica viene ridotta, fusa e affinata. Di per sé, non definiscono la condizione di fornitura finale. Una designazione finale può richiedere anche una determinata composizione, una specifica pratica di raffreddamento, uno stato superficiale, una struttura granulare, una resistenza a trazione, una resilienza all’impatto o un trattamento termico. La norma ISO 683-1:2016, ad esempio, specifica i requisiti tecnici di fornitura per prodotti semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e pezzi fucinati forniti in condizioni definite di trattamento termico e di stato superficiale.\[^2\] Il ciclo produttivo è quindi una parte della storia di fabbricazione, non un sostituto della norma di prodotto. ### Altoforno e convertitore ad ossigeno basico Il ciclo BF-BOF separa la produzione della ghisa da quella dell’acciaio. La produzione della ghisa genera, nell’altoforno, ghisa liquida calda, ricca di carbonio. La produzione dell’acciaio riduce quindi il tenore di carbonio e adegua la composizione chimica nel convertitore ad ossigeno basico. Un altoforno viene caricato dall’alto con minerale di ferro, coke metallurgico e fondenti come il calcare. Il minerale di ferro fornisce gli ossidi di ferro. Il coke fornisce calore e agisce da agente riducente; il suo monossido di carbonio rimuove l’ossigeno dal minerale mentre la carica scende. Il calcare reagisce con la ganga e con altre sostanze indesiderate formando la scoria. Aria riscaldata, comunemente chiamata vento caldo, entra attraverso le tubiere situate vicino alla base del forno. La ghisa liquida risultante si raccoglie sotto la scoria e viene spillata per essere trasferita al BOF. La produzione della ghisa d’altoforno e la produzione dell’acciaio sono fasi distinte. | Unità o fase | Materiale prodotto o trattato | Funzione | |---|---|---| | Altoforno | Ghisa liquida | Riduce gli ossidi di ferro e produce ferro liquido ricco di carbonio | | Convertitore a ossigeno basico | Acciaio grezzo | Raffina la ghisa liquida con ossigeno e rottame | | Forno elettrico ad arco | Acciaio liquido | Fonde una carica metallica utilizzando energia elettrica | | Metallurgia in siviera | Acciaio liquido raffinato | Regola la composizione chimica, la temperatura, i gas e le inclusioni | Un altoforno è quindi un impianto per la produzione della ghisa, non un impianto per la produzione dell’acciaio. La distinzione compare nelle descrizioni dell’American Iron and Steel Institute e della U.S. Environmental Protection Agency. L’EPA afferma che il processo ad ossigeno basico raffina la ghisa fusa dell’altoforno insieme a rottame, mentre il processo del forno elettrico ad arco costituisce un ciclo distinto di produzione dell’acciaio.\[^3\] Questa formulazione è importante: l’altoforno genera un prodotto intermedio di ferro, mentre il BOF produce acciaio grezzo. Nel BOF, una lancia raffreddata ad acqua insuffla ossigeno ad alta purezza nella ghisa liquida. L’ossigeno si combina con carbonio, silicio, manganese e fosforo. Il carbonio lascia principalmente il bagno sotto forma di monossido di carbonio e biossido di carbonio; le impurità ossidate entrano nella scoria. Il rottame d’acciaio viene comunemente aggiunto come refrigerante e materia prima metallica, consentendo di controllare il bilancio termico e di riciclare il materiale. I fondenti formano una scoria basica che cattura il fosforo e altri ossidi. La colata dal BOF produce acciaio grezzo, ma la composizione dell’acciaio spillato non coincide necessariamente con quella finale. Il trattamento in siviera può rimuovere i gas disciolti, regolare le aggiunte di lega, modificare le inclusioni e impostare la temperatura di colata. Il trattamento sotto vuoto può ridurre l’idrogeno, l’azoto o il carbonio, a seconda del tipo di acciaio e delle specifiche di processo. Il trattamento al calcio può modificare la forma delle inclusioni nelle composizioni idonee. Queste operazioni costituiscono controlli metallurgici e due colate provenienti dallo stesso ciclo BF-BOF possono ricevere trattamenti di affinazione e storie termiche differenti. Il ciclo integrato utilizza quindi più del solo minerale e del coke. La World Steel Association annovera tra le principali materie prime il minerale di ferro, il carbone metallurgico, il calcare e l’acciaio riciclato.\[^4\] Le proporzioni relative variano in funzione della progettazione dell’impianto, della pratica di esercizio del forno, della qualità del rottame e della composizione chimica richiesta per l’acciaio. ### Forno elettrico ad arco, ferro ridotto direttamente e ghisa liquida Un EAF fonde una carica metallica facendo passare una corrente elettrica attraverso gli elettrodi e la carica stessa. Il forno può essere caricato principalmente con acciaio riciclato, ma possono essere introdotti anche ferro ridotto direttamente (DRI), ferro bricchettato a caldo, ghisa in pani o ghisa liquida. La World Steel Association descrive il ciclo EAF come basato principalmente su acciaio riciclato, DRI o ghisa liquida ed elettricità.\[^4\] L’acciaio riciclato è già ferro metallico e non necessita quindi della fase di riduzione nell’altoforno. Il contenuto di elementi residui di lega, il livello di contaminazione, la forma fisica e la proporzione nella carica influenzano la pratica di esercizio del forno e la composizione chimica risultante. Il DRI viene prodotto riducendo il minerale di ferro allo stato solido, comunemente mediante un gas riducente. A differenza della ghisa liquida dell’altoforno, non è stato fuso durante la riduzione e conserva una struttura porosa. La ghisa liquida fornita a un EAF è ferro liquido o prodotto in precedenza da un forno di riduzione e apporta carbonio ed energia termica alla colata. L’EAF fonde la carica e consente l’ossidazione, la formazione della scoria e il controllo della temperatura. L’iniezione di ossigeno, l’aggiunta di carbonio, la pratica della scoria schiumosa e la potenza elettrica vengono coordinati per raggiungere gli obiettivi della colata. Dopo la spillatura, la metallurgia secondaria in siviera può comprendere la disossidazione, l’aggiunta di elementi di lega, il degasaggio sotto vuoto, la modifica delle inclusioni e la regolazione finale della temperatura. Una colata EAF può quindi essere affinata in modo da soddisfare requisiti rigorosi, mentre un impianto integrato può produrre acciai con proprietà molto diverse modificando la composizione chimica, la colata, la laminazione e il trattamento termico. Il solo ciclo produttivo non determina la resistenza, la tenacità, la saldabilità o il comportamento a fatica. Un grado strutturale basso-legato prodotto mediante EAF e lo stesso grado prodotto mediante BOF possono soddisfare la stessa specifica di prodotto se vengono rispettati i requisiti prescritti relativi alla composizione chimica, alle proprietà meccaniche, alla pulizia e alla lavorazione. Al contrario, due prodotti provenienti dallo stesso EAF possono differire sostanzialmente se uno è normalizzato e l’altro è bonificato, oppure se differiscono per lo spessore del prodotto e per la velocità di raffreddamento. Le norme talvolta impongono requisiti relativi al ciclo produttivo. ASTM A434/A434M-24 riguarda barre di acciaio legato bonificate, laminate a caldo e finite a freddo, e identifica la produzione in forno a suola, ad ossigeno basico e in forno elettrico come cicli di fusione consentiti. ASTM A508/A508M-16 adotta una posizione più specifica per i pezzi fucinati in acciaio al carbonio e legato, trattati sotto vuoto e bonificati, destinati a componenti di recipienti a pressione: richiede la produzione in forno elettrico basico, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione.\[^5\] Tale requisito è una condizione di conformità, non la prova che ogni prodotto EAF o BOF presenti le stesse prestazioni. ![Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi](/images/uploads/0421e29d-7b8c-4fbe-b204-02185794bb8e/wiki-inline-continuous-casting-of-liquid-steel-into-slabs-billets-and-blooms-1920x1094.jpg)[](/images/uploads/0421e29d-7b8c-4fbe-b204-02185794bb8e/wiki-inline-continuous-casting-of-liquid-steel-into-slabs-billets-and-blooms-1920x1094.avif "Ingrandisci immagine — Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi")Continuous casting turns liquid steel into the semi-finished shapes used for rolling and forging. ### Acciaio grezzo, colata e lavorazioni successive L’acciaio grezzo è l’acciaio liquido dopo la produzione primaria dell’acciaio e prima che diventi un prodotto semilavorato colato. Viene trasferito in una siviera, dove la metallurgia secondaria stabilisce la composizione chimica, la pulizia e la temperatura di colata. La siviera può alimentare un distributore, che funge da serbatoio e distribuisce l’acciaio nella lingottiera di una macchina di colata continua. \[5\] \[5\] [**Steelmaking process**](https://worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/). World Steel Association. World Steel Association technical resource, 2024. La colata continua trasforma l’[acciaio fuso](/it/categorie/acciaio-fuso "acciaio fuso") in bramme, billette o blumi.\[^1\] La lingottiera è raffreddata ad acqua ed è aperta nella parte superiore e inferiore. Una pelle solida si forma contro la parete della lingottiera, mentre all’interno rimane acciaio liquido. I rulli sostengono ed estraggono la linea di colata; gli spruzzi aumentano il raffreddamento al di sotto della lingottiera finché la sezione non è sufficientemente solidificata. Torce ossicombustibile o attrezzature meccaniche tagliano la linea di colata alla lunghezza desiderata. Le bramme alimentano generalmente i treni di laminazione dei prodotti piani e vengono laminate per ottenere lamiere, nastri o fogli. Le billette alimentano comunemente i treni di laminazione per barre e vergella. I blumi, che hanno sezioni maggiori, possono alimentare la produzione di profilati strutturali, rotaie o barre pesanti, sebbene la terminologia e i limiti dimensionali dipendano dall’impianto e dalla norma. La pratica di colata influisce sulla segregazione, sulla porosità, sulle inclusioni e sui difetti superficiali. Queste caratteristiche possono essere successivamente ridotte mediante riscaldo, laminazione, intestatura, condizionamento o forgiatura, ma non vengono eliminate automaticamente. Le lavorazioni successive iniziano con il riscaldo quando è richiesta la laminazione a caldo. La laminazione comprime la sezione colata tra i rulli, riduce lo spessore o la sezione trasversale e modifica la forma e la struttura interna. La laminazione controllata e il raffreddamento accelerato possono affinare i grani e sviluppare la resistenza richiesta senza un trattamento completo di normalizzazione separato. Lamiere, barre, vergella e profilati strutturali possono poi essere sottoposti a raddrizzatura, disincrostazione, pelatura, rettifica, taglio o ad altre operazioni superficiali. ASTM A668 distingue le condizioni di fornitura dei fucinati in base alla storia termica. | Classe del prodotto fucinato | Descrizione del raffreddamento o del trattamento | Scopo o implicazione tipica | |---|---|---| | Ricotto | Raffreddamento lento controllato | Minore durezza e migliore lavorabilità | | Normalizzato | Raffreddamento in aria dopo il riscaldamento al di sopra dell’intervallo di trasformazione | Struttura ferritico-perlitica più fine | | Normalizzato e rinvenuto | Normalizzazione seguita da rinvenimento | Durezza, tenacità e tensioni residue regolate | | Bonificato | Raffreddamento rapido seguito da rinvenimento | Maggiore resistenza con ridotta fragilità da tempra | | Normalizzato, temprato e rinvenuto | Normalizzazione prima della tempra e del rinvenimento | Struttura iniziale controllata prima della tempra | La forgiatura segue un diverso percorso di deformazione. Una billetta, un blumo o un lingotto viene riscaldato e compresso tra matrici o sotto una pressa, producendo un flusso direzionale e una forma che può non essere adatta alla laminazione. ASTM A668/A668M-16 classifica i pezzi fucinati in base al trattamento termico di fornitura, comprese le condizioni ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata-bonificata.\[^6\] Queste sono condizioni di fornitura, non denominazioni della produzione BF-BOF o EAF. L’acciaio passa dalla materia prima metallica attraverso la raffinazione e la colata fino a diventare un prodotto formato. Il ciclo finale è quindi una catena: il minerale o l’acciaio riciclato entra nella fase di produzione della ghisa o di fusione; il metallo fuso viene affinato trasformandosi in acciaio grezzo; l’acciaio liquido viene colato; e la sezione semilavorata viene laminata o forgiata prima di qualsiasi trattamento termico finale prescritto e della preparazione superficiale. BS EN 10025-3:2019 tratta i prodotti strutturali in acciaio a grano fine saldabile, laminati a caldo e forniti allo stato normalizzato o laminato-normalizzato, mentre DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda gli acciai strutturali laminati a caldo ad alta resistenza allo snervamento, forniti allo stato bonificato.\[^7\] La stessa ampia famiglia di acciai può quindi uscire dalla produzione con obblighi differenti, perché il ciclo di lavorazione successivo alla colata e la condizione di fornitura definita sono diversi. \[^1\]: World Steel Association, “Processo di produzione dell’acciaio”, 2024. \[^2\]: ISO 683-1:2016. \[^3\]: U.S. Environmental Protection Agency, AP-42, “Produzione del ferro e dell’acciaio”, 1995. \[^4\]: World Steel Association, “Materie prime”, 2024. \[^5\]: ASTM A434/A434M-24; ASTM A508/A508M-16. \[^6\]: ASTM A668/A668M-16. \[^7\]: BS EN 10025-3:2019; DIN EN 10025-6:2023-06. ## In che modo il percorso di fusione e la metallurgia secondaria influenzano il prodotto ### Siderurgia primaria rispetto alla raffinazione secondaria Il percorso di fusione stabilisce come i materiali contenenti ferro diventano acciaio liquido, ma non definisce da solo il prodotto finito. La World Steel Association individua due percorsi principali: il percorso altoforno–convertitore basico a ossigeno (BF–BOF) e il percorso con forno elettrico ad arco (EAF) (World Steel Association, 2024). Nel percorso integrato vengono utilizzati minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato. L’altoforno produce ghisa liquida ricca di ferro; il convertitore basico a ossigeno raffina quindi tale ghisa liquida con ossigeno e rottame. Nel 1995, la U.S. Environmental Protection Agency descrisse la stessa distinzione: il processo basico a ossigeno raffina la ghisa liquida dell’altoforno con rottame, mentre il processo con forno elettrico ad arco costituisce un percorso siderurgico separato. Un EAF fonde una carica costituita principalmente da acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida, utilizzando energia elettrica. Questa descrizione identifica il metodo di fusione primaria, non la pulizia finale, la popolazione di inclusioni, la struttura dei grani o le prestazioni meccaniche. Due colate realizzate in EAF possono differire sostanzialmente perché possono variare gli apporti di rottame o di ferro preridotto, la pratica di ossidazione, il controllo della scoria, le aggiunte di lega, la temperatura di spillaggio e i trattamenti successivi. Lo stesso vale per due colate realizzate in BOF. #### Sequenza della metallurgia secondaria 1. **Trattamento in forno siviera** Regola la temperatura e la composizione chimica e favorisce la desolforazione. 2. **Gorgogliamento con argon** Omogeneizza il bagno e favorisce la risalita delle inclusioni nella scoria. 3. **Trattamento sotto vuoto** Può ridurre i gas disciolti e favorire il controllo delle inclusioni. 4. **Trattamento con calcio** Può modificare la forma delle inclusioni nelle composizioni idonee. 5. **Colata** Trasferisce l’acciaio raffinato attraverso una paniera intermedia nella lingottiera di colata continua. Dopo la siderurgia primaria, la colata liquida può essere sottoposta a metallurgia secondaria in siviera. Il trattamento in forno siviera regola la temperatura e la composizione chimica, favorisce la desolforazione, modifica le inclusioni mediante aggiunte di calcio o di altri elementi e consente di regolare gli elementi di lega con maggiore precisione di quanto sia pratico durante l’operazione principale di fusione. L’agitazione con argon contribuisce a miscelare il bagno e favorisce la risalita delle inclusioni non metalliche nella scoria. Queste operazioni influenzano l’acciaio che sarà successivamente colato, forgiato o laminato, anche se il percorso di fusione dell’acciaio rimane “BOF” o “EAF”. La colata e la deformazione aggiungono ulteriori fasi alla storia del materiale. La World Steel Association afferma che la colata continua trasforma l’acciaio fuso in bramme, billette e blumi, che vengono poi laminati per ottenere prodotti piani e lunghi. La forgiatura modifica la forma e la struttura interna in modo diverso dalla laminazione, in particolare attraverso la deformazione locale e la riduzione della porosità di colata. Lo stato di fornitura combina quindi più elementi del semplice nome del forno. La norma ISO 683-1:2016, per esempio, specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati in condizioni definite di trattamento termico e di superficie. Il trattamento termico costituisce un anello distinto della catena. La norma ASTM A668/A668M-16 classifica i forgiati in acciaio al carbonio e legato in base al trattamento termico di fornitura, comprese le condizioni ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata, bonificata e rinvenuta. “Bonificato” descrive uno stato termico, non un percorso di fusione. Un acciaio forgiato a partire da una colata EAF e un acciaio forgiato a partire da una colata BOF possono essere entrambi forniti allo stato bonificato, ma i rispettivi elementi residui, le inclusioni e i contenuti di gas non devono necessariamente essere identici. ### Trattamento sotto vuoto, pulizia e gas disciolti Il trattamento sotto vuoto è un processo secondario destinato a controllare i gas disciolti e, in alcune operazioni, le inclusioni. A pressione ridotta, l’idrogeno e l’azoto disciolti diventano meno solubili nell’acciaio liquido; l’agitazione e l’esposizione della massa fusa al vuoto ne favoriscono la rimozione. Il controllo dell’idrogeno è importante perché un eccesso di idrogeno può contribuire alla formazione di fiocchi, alla fessurazione interna o a danni ritardati nelle sezioni pesanti suscettibili. Il controllo dell’ossigeno è importante per un altro motivo: l’ossigeno disciolto reagisce con le aggiunte disossidanti e contribuisce alla formazione di inclusioni di ossido. Il trattamento sotto vuoto non significa che ogni inclusione scompaia e non sostituisce il controllo delle materie prime, del trascinamento di scoria, della colata e del riscaldo. Il degasaggio sotto vuoto e la rifusione ad arco sotto vuoto sono operazioni diverse. Il degasaggio sotto vuoto tratta una colata liquida, generalmente in una siviera o in un recipiente sotto vuoto, prima della colata. La fusione a induzione sotto vuoto fonde e raffina una carica sotto vuoto o in atmosfera controllata. La rifusione ad arco sotto vuoto (VAR) rifonde quindi un elettrodo consumabile sotto vuoto, producendo un nuovo lingotto con solidificazione controllata. La rifusione sotto scoria elettroconduttrice (ESR) utilizza una scoria conduttrice per rifondere un elettrodo e può migliorare il controllo delle inclusioni e la struttura di solidificazione. Questi percorsi di rifusione non sono semplicemente versioni più intense della fusione EAF; sono fasi aggiuntive, con controlli e limitazioni propri. Il termine “acciaio pulito” deve quindi essere interpretato come una condizione metallurgica misurata, non come sinonimo di un particolare forno. Le evidenze pertinenti possono comprendere i risultati relativi a idrogeno, ossigeno e azoto; l’ossigeno totale; lo zolfo; il fosforo; le valutazioni delle inclusioni; i risultati del macroattacco; l’esame ultrasonico; e le prove meccaniche longitudinali o trasversali. Le evidenze richieste dipendono dalla norma di prodotto e dalla specifica di acquisto. Una colata trattata sotto vuoto può comunque risultare non conforme a causa di segregazione, discontinuità di forgiatura o trattamento termico non idoneo. Al contrario, un prodotto non sottoposto a rifusione può soddisfare i requisiti specificati quando risultano rispettati i controlli di processo e le prove consentiti. I forgiati per recipienti a pressione mostrano perché i requisiti relativi al percorso talvolta diventano espliciti. La norma ASTM A508/A508M-16 riguarda forgiati in acciaio al carbonio e legato, bonificati e trattati sotto vuoto, destinati ai componenti di recipienti a pressione. La norma richiede una produzione in forno elettrico di base, salvo il ricorso alla raffinazione secondaria o alla rifusione. Questa formulazione non significa che ogni prodotto EAF sia trattato sotto vuoto o idoneo per un recipiente a pressione. Significa che questa specifica stabilisce un percorso primario ammesso e riconosce quindi la raffinazione secondaria o la rifusione come percorso alternativo nell’ambito dei propri requisiti. Il prodotto deve comunque soddisfare i requisiti specificati relativi a composizione chimica, forgiatura, trattamento termico, proprietà meccaniche ed esami. ### Cosa possono e non possono dimostrare le informazioni sul percorso La designazione del percorso può dimostrare soltanto ciò che è indicato dalla norma applicabile, dal certificato o dalla documentazione di fabbricazione. “EAF” può identificare il forno di fusione primaria, ma senza ulteriori informazioni non dimostra il degasaggio sotto vuoto, l’ESR, il VAR, una particolare valutazione delle inclusioni, il contenuto di idrogeno, la dimensione dei grani o il rapporto di riduzione di forgiatura. “BOF” non dimostra una pulizia inferiore, così come “trattato sotto vuoto” non dimostra che tutti i difetti interni siano stati eliminati. Le dichiarazioni relative al percorso devono essere separate dalle dichiarazioni relative ai risultati delle prove. Alcune norme lasciano aperta la scelta del percorso di fusione primaria. La norma ASTM A434/A434M-24 consente la produzione in forno Martin-Siemens, al convertitore basico a ossigeno e in forno elettrico di barre in acciaio legato bonificate, lavorate a caldo e finite a freddo. La designazione dello stato di fornitura si concentra quindi sulla forma del prodotto, sulla finitura, sulla composizione chimica, sul trattamento termico e sulle proprietà richieste, anziché rendere obbligatorio un determinato forno. La norma BS EN 10025-3:2019 definisce le condizioni di fornitura normalizzata o laminata normalizzata per prodotti strutturali in acciaio a grano fine saldabile, mentre la norma DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani laminati a caldo forniti allo stato bonificato. Nessuna delle due condizioni di fornitura, considerata singolarmente, fornisce una storia completa della fusione. Altre norme impongono controlli sul percorso, come fa la norma ASTM A508/A508M-16. Anche la norma SAE AMSH6875C specifica apparecchiature, procedure, temperature e metodi di prova per il trattamento termico di quattro classi di acciaio, mostrando che la conformità del processo può estendersi ben oltre l’etichetta del forno. L’interpretazione pratica è semplice: lo stato di fornitura registra una condizione tecnicamente definita e i relativi requisiti, mentre il percorso di fabbricazione registra il modo in cui tale condizione è stata ottenuta. I due aspetti si sovrappongono, ma non sono intercambiabili. Solo la norma di riferimento, il certificato del materiale e, ove richiesto, la documentazione di processo tracciabile possono stabilire quali fasi del percorso siano state effettivamente eseguite. ## Condizioni di fornitura normalizzata e laminata a normalizzazione “Normalizzato” e “laminato a normalizzazione” descrivono condizioni metallurgiche, non semplicemente la denominazione produttiva preferita da un laminatoio. Ciascun termine identifica il modo in cui la struttura austenitica dell’acciaio è stata affinata e il modo in cui il prodotto finito ha raggiunto le proprietà meccaniche specificate. La designazione opera inoltre all’interno di una norma di prodotto: dimensioni, composizione chimica, resilienza all’urto, proprietà a trazione, condizioni superficiali, prove e scostamenti ammissibili possono essere tutti regolati da tale norma. Il ciclo di fabbricazione rimane una questione distinta. Nel 2024 la World Steel Association ha dichiarato che i due principali cicli siderurgici sono il ciclo altoforno–convertitore a ossigeno basico (BF–BOF) e il ciclo con forno elettrico ad arco (EAF). Le sue indicazioni sulle materie prime distinguono un ciclo integrato che utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato da un ciclo EAF che utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro ridotto direttamente o metallo caldo ed elettricità. Entrambi i cicli possono fornire acciaio successivamente colato e laminato per ottenere un prodotto normalizzato o laminato a normalizzazione, purché siano raggiunti i requisiti di composizione chimica, pulizia e controllo del processo. La colata continua trasforma l’acciaio liquido in bramme, billette o blumi, che vengono poi laminati per ottenere prodotti piani o lunghi, secondo la World Steel Association (2024). Il processo di colata, la pratica di riscaldo, il programma di riduzione e la storia di raffreddamento influenzano la microstruttura iniziale, ma non stabiliscono di per sé la condizione finale di fornitura. Una lamiera prodotta con acciaio EAF può essere normalizzata; una lamiera prodotta mediante il ciclo BF–BOF può essere laminata a normalizzazione. La designazione descrive lo stato metallurgico finale del prodotto, non la sua origine in termini di forno. ### La normalizzazione come trattamento termico La normalizzazione è un’operazione distinta di trattamento termico eseguita dopo la formatura a caldo, oppure dopo che la laminazione ha altrimenti prodotto una struttura inadatta o non uniforme. L’acciaio viene riscaldato nell’intervallo austenitico, normalmente al di sopra della temperatura critica di trasformazione necessaria per formare austenite in tutta la sezione interessata, mantenuto a tale temperatura abbastanza a lungo da uniformare la struttura e quindi raffreddato in aria calma. La temperatura esatta e il tempo di mantenimento dipendono dal tipo di acciaio, dallo spessore della sezione e dalla pratica di forno. Durante il riscaldamento, la ferrite, la perlite e le strutture deformate precedenti vengono sostituite dall’austenite. Questa trasformazione può dissolvere o ridistribuire alcune fasi e ridurre le differenze create dalla colata, dalla fucinatura o dalla laminazione precedente. Il raffreddamento in aria trasforma quindi l’austenite in una struttura relativamente fine di ferrite–perlite in molti acciai strutturali non legati e basso-legati. Il risultato è generalmente più uniforme attraverso la sezione rispetto a una condizione non controllata allo stato laminato. L’affinamento del grano è fondamentale. Quando i grani di austenite vengono resi più piccoli prima della trasformazione, anche i grani di ferrite che si formano durante il raffreddamento sono generalmente più fini. Una struttura a grani ferritici più fini tende ad aumentare il carico di snervamento e a migliorare la tenacità senza fare affidamento esclusivamente su un maggiore contenuto di carbonio. Questo equilibrio è importante negli acciai strutturali saldabili, nei quali un eccesso di carbonio e di temprabilità dovuta agli elementi di lega può aumentare il rischio di zone termicamente alterate dure e di criccatura assistita dall’idrogeno. La normalizzazione può inoltre ridurre la bandizzazione e le differenze tra superficie e centro di un prodotto spesso, sebbene il grado di omogeneizzazione dipenda dalla segregazione originaria, dalle dimensioni della sezione e dal ciclo termico. Essa non garantisce che ogni variazione chimica o microstrutturale scompaia. Una forte segregazione associata alla colata, per esempio, non può essere eliminata dal solo raffreddamento in aria. Il termine “normalizzato” significa pertanto che il prodotto ha ricevuto un trattamento termico di normalizzazione oppure ha raggiunto una condizione metallurgica equivalente, laddove la norma di prodotto applicabile consenta tale interpretazione. Non significa bonificato. La tempra utilizza una velocità di raffreddamento elevata per formare una struttura più dura; il rinvenimento riduce quindi la fragilità e regola la resistenza. La DIN EN 10025-6:2023-06 tratta i prodotti piani laminati a caldo forniti allo stato bonificato, che costituisce una condizione di fornitura diversa da quella dei prodotti normalizzati coperti dalla BS EN 10025-3:2019. Altre norme mostrano perché la formulazione debba essere letta con precisione. La ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e fucinati realizzati con acciai non legati destinati alla tempra e al rinvenimento, comprese condizioni definite di trattamento termico e di superficie. La ASTM A668/A668M-16 classifica separatamente i fucinati come ricotti, normalizzati, normalizzati e rinvenuti, bonificati oppure normalizzati, temprati e rinvenuti. “Normalizzato e rinvenuto” non è intercambiabile con “normalizzato”; il trattamento aggiuntivo di rinvenimento modifica la struttura e le verifiche richieste. ### La laminazione a normalizzazione come condizione di laminazione controllata La laminazione a normalizzazione raggiunge una struttura finale di tipo normalizzato mediante laminazione a caldo controllata, anziché attraverso un successivo ciclo completo di normalizzazione in forno separato. Il programma di laminazione controlla il riscaldamento, le riduzioni per passata, il tempo tra le passate e la temperatura di finitura, in modo che la deformazione affini l’austenite prima della trasformazione. Dopo l’ultima passata, il prodotto si raffredda in condizioni specificate e sviluppa una struttura equivalente, ai fini della norma, a quella ottenuta mediante normalizzazione. La temperatura è determinante. Se la laminazione termina a una temperatura eccessivamente elevata, l’austenite può ricristallizzarsi e crescere tra una passata e l’altra, riducendo l’effetto di affinamento del grano. Se la deformazione avviene a una temperatura più bassa e controllata all’interno dell’intervallo austenitico, l’austenite non ricristallizzata o ripetutamente affinata può fornire numerosi siti di nucleazione per la formazione di ferrite fine durante il raffreddamento. Le proprietà finali riflettono quindi sia la deformazione sia la trasformazione. La laminazione a normalizzazione non deve essere assimilata alla laminazione termomeccanica. Nella laminazione termomeccanica, la deformazione viene deliberatamente completata a temperature più basse e può estendersi a un intervallo nel quale la ricristallizzazione è soppressa; la condizione risultante è comunemente designata come TM o M nelle norme pertinenti. La laminazione a normalizzazione mira invece a una condizione equivalente a quella del materiale normalizzato. Il limite è definito dalla norma applicabile e dalla qualificazione del processo, non da un’affermazione generica secondo cui l’acciaio sarebbe stato “laminato a freddo” o “laminato in condizioni controllate”. La distinzione influisce anche sulla ripetibilità. Un trattamento di normalizzazione separato può correggere alcune variazioni ereditate dalla laminazione, ma richiede ulteriore tempo di forno e può modificare le dimensioni, l’ossidazione e le condizioni superficiali. La laminazione a normalizzazione mira a ottenere la struttura richiesta direttamente durante il ciclo di lavorazione a caldo. Nessuno dei due cicli è automaticamente superiore: sono il tipo di acciaio specificato, lo spessore, la geometria della sezione, il requisito di tenacità e le prove di accettazione a determinare la conformità del materiale fornito. ### BS EN 10025-3:2019 e acciai strutturali a grano fine La BS EN 10025-3:2019 stabilisce le condizioni tecniche di fornitura per prodotti piani e lunghi laminati a caldo, realizzati con acciai strutturali saldabili a grano fine e forniti allo stato normalizzato o laminato a normalizzazione. La norma riguarda spessori fino a 250 mm inclusi. Si tratta di un obbligo previsto dalla norma di prodotto, non soltanto della descrizione della sequenza operativa adottata dal produttore. BS EN 10025-3:2019 utilizza i suffissi N e NL per distinguere la fornitura normalizzata e la qualità. | Famiglia di designazioni | Condizione di fornitura | Implicazione qualitativa | |---|---|---| | S275N / S275NL | Normalizzato o laminato normalizzato | NL indica la qualità con tenacità all’urto a bassa temperatura | | S355N / S355NL | Normalizzato o laminato normalizzato | NL indica la qualità con tenacità all’urto a bassa temperatura | | S420N / S420NL | Normalizzato o laminato normalizzato | NL indica la qualità con tenacità all’urto a bassa temperatura | | S460N / S460NL | Normalizzato o laminato normalizzato | NL indica la qualità con tenacità all’urto a bassa temperatura | I gradi di resistenza specificati sono **S275N**, **[S275NL](/it/materiali/numero-materiale/1.0491 " — composizione, corrispondenze e norme")**, **S355N**, **S355NL**, **S420N**, **S420NL**, **S460N** e **[S460NL](/it/materiali/numero-materiale/1.8903 " — composizione, corrispondenze e norme")**. La lettera **N** identifica la condizione di fornitura normalizzata o laminata a normalizzazione. Il suffisso **L** identifica la qualità con resilienza all’urto a bassa temperatura. In termini pratici, le qualità N e NL impongono requisiti Charpy diversi, con la qualità NL che richiede prestazioni a una temperatura di prova inferiore rispetto alla qualità N. La temperatura esatta di prova, l’energia assorbita, la posizione di prelievo dei provini e le regole di accettazione devono essere ricavate dall’edizione della norma e dalla forma del prodotto applicate. I gradi della norma non sono definiti soltanto dal carico di snervamento nominale. Lo spessore influisce sul valore di snervamento specificato, mentre anche gli intervalli di resistenza a trazione, l’allungamento, i limiti di composizione chimica, i controlli della composizione correlati alla saldabilità e le proprietà all’urto fanno parte della conformità. Una lamiera **S460NL** spessa e una lamiera **S460NL** più sottile condividono quindi la designazione del grado, pur rimanendo soggette a requisiti dipendenti dallo spessore. Il certificato di fornitura dovrebbe pertanto identificare la norma, il grado, la qualità, la forma del prodotto, le dimensioni, il riferimento della colata, la condizione di fornitura e i risultati delle prove. “S355” senza il suffisso e senza la norma è incompleto. **S355N** fornito secondo la BS EN 10025-3:2019 non costituisce la stessa specifica tecnica di un prodotto S355 generico, né è automaticamente equivalente a **S355NL**, a un **S355** bonificato o a un grado laminato termomeccanicamente. Per questo motivo, le condizioni normalizzata e laminata a normalizzazione devono figurare nella specifica, non nella descrizione informale di un fornitore. Il ciclo stabilisce come è stata prodotta la struttura; la norma stabilisce ciò che il prodotto fornito deve dimostrare. ## Acciaio bonificato: dall’austenite alle condizioni di esercizio L’acciaio bonificato è definito da una sequenza termica ordinata. L’acciaio bonificato (Q&T) è definito da una sequenza, non dalla vaga affermazione che un prodotto sia stato “trattato termicamente”. Il materiale viene dapprima riscaldato nell’intervallo austenitico, mantenuto abbastanza a lungo da consentire la trasformazione richiesta e l’omogeneizzazione chimica, raffreddato rapidamente per formare martensite e quindi riscaldato nuovamente a una temperatura inferiore alla temperatura critica inferiore di trasformazione per il rinvenimento. La condizione finale dipende dalla composizione chimica dell’acciaio, dalle dimensioni della sezione, dalle modalità operative del forno, dalla severità della tempra, dai parametri di rinvenimento, dallo stato superficiale e dai requisiti associati alla norma di prodotto. Questa distinzione è importante perché il ciclo di fabbricazione e il trattamento metallurgico descrivono parti diverse della catena produttiva. La World Steel Association identifica il ciclo altoforno–convertitore a ossigeno basico e il ciclo con forno elettrico ad arco come i due principali cicli siderurgici (2024). La colata continua produce quindi bramme, billette o blumi, che possono essere laminati per ottenere prodotti piani o lunghi. Il trattamento Q&T può seguire entrambi i cicli; non è sinonimo di acciaio prodotto in forno elettrico ad arco, di acciaio legato o di una particolare forma di prodotto. Una condizione di fornitura definita da una norma aggiunge un ulteriore livello, specificando ciò che il fornitore deve consegnare e dimostrare. ![Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi](/images/uploads/6ceb353e-12ac-489d-821f-b8d4e8da0d25/wiki-inline-the-microstructural-sequence-in-quenched-and-tempered-steel-from-austenite-throu-1520x1920.jpg)[](/images/uploads/6ceb353e-12ac-489d-821f-b8d4e8da0d25/wiki-inline-the-microstructural-sequence-in-quenched-and-tempered-steel-from-austenite-throu-2027x2560.avif "Ingrandisci immagine — Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi")Quenched-and-tempered steel is defined by a controlled sequence of transformations. ### Austenitizzazione, tempra e trasformazione martensitica Durante l’austenitizzazione, la ferrite, la perlite o altri costituenti iniziali si trasformano in austenite, la fase cubica a facce centrate che può sciogliere una quantità di carbonio sostanzialmente maggiore rispetto alla ferrite. L’acciaio deve raggiungere una temperatura adeguata e rimanervi per un tempo controllato. Un riscaldamento o un mantenimento insufficienti possono lasciare carburi non disciolti e disomogeneità chimiche. Una temperatura eccessiva o un’esposizione prolungata possono ingrossare i grani di austenite, aumentare le deformazioni e compromettere la tenacità. Il controllo del forno è pertanto parte della metallurgia, non un dettaglio amministrativo. Il carico può non raggiungere il valore impostato del forno contemporaneamente all’atmosfera circostante, e le sezioni spesse si riscaldano più lentamente di quelle sottili. La posizione delle termocoppie, l’uniformità del forno, la spaziatura del carico e il tempo di trasferimento tra forno e vasca di tempra influiscono tutti sul ciclo termico. La SAE AMSH6875C, per esempio, stabilisce i requisiti di trattamento termico per quattro classi di acciaio e tratta le apparecchiature dei forni, le procedure, le temperature e i metodi di prova. L’affermazione che un componente sia stato “austenitizzato” non offre alcuna garanzia utile se la specifica applicabile non controlla anche queste variabili. La tempra raffredda l’austenite abbastanza rapidamente da sopprimere i prodotti diffusivi, come la perlite grossolana e, a temperature adeguate, la bainite. L’austenite subisce quindi una trasformazione in larga misura priva di diffusione in martensite. Il carbonio rimane intrappolato in un reticolo tetragonale a corpo centrato deformato, producendo elevata durezza e resistenza, ma anche notevoli tensioni interne e duttilità limitata allo stato post-tempra. Una parte dell’austenite può rimanere non trasformata, soprattutto quando la composizione chimica abbassa la temperatura di inizio della trasformazione martensitica o quando il percorso di raffreddamento non è sufficiente a completare la trasformazione. Temprabilità **Temprabilità** Capacità dell’acciaio di formare una struttura di trasformazione dura fino a una determinata profondità in condizioni di raffreddamento specificate; non coincide con la durezza superficiale massima. Il risultato non è determinato dal solo tenore nominale di carbonio. La temprabilità descrive la capacità di un acciaio di formare martensite fino a una determinata profondità in condizioni di raffreddamento specificate; è diversa dalla durezza massima ottenibile sulla superficie. Gli elementi di lega, come manganese, cromo, molibdeno e nichel, ritardano generalmente le trasformazioni diffusionali, sebbene i loro effetti dipendano dalla concentrazione e dalle interazioni con il carbonio e con gli altri elementi di lega. Un grado ad alta temprabilità può sviluppare una struttura martensitica a una distanza maggiore dalla superficie temprata rispetto a un grado a temprabilità inferiore con tenore di carbonio simile. #### Controllo della tempra La tempra deve essere sufficientemente severa da produrre la struttura specificata senza provocare distorsioni, tensioni residue o cricche non necessarie. Il mezzo, la temperatura, l’agitazione, il tempo di trasferimento e la dimensione della sezione sono tutti fattori rilevanti. La tempra crea anche un problema meccanico. La superficie si raffredda e si contrae prima dell’interno, mentre la trasformazione stessa modifica il volume. Le tensioni termiche e di trasformazione risultanti possono causare deformazioni, tensioni residue o cricche. La tempra deve pertanto essere sufficientemente severa da produrre la struttura specificata senza imporre tensioni non necessarie. Acqua, soluzioni polimeriche, olio, gas e altri mezzi forniscono modalità diverse di estrazione del calore; lo stesso grado e lo stesso trattamento nominale possono produrre risultati differenti quando cambiano il mezzo, la temperatura o la circolazione. ### Rinvenimento ed equilibrio tra resistenza e tenacità Il rinvenimento consiste nel riscaldare nuovamente l’acciaio temprato a una temperatura controllata, inferiore a quella alla quale si riformerebbe l’austenite. Il tempo e la temperatura consentono al carbonio di fuoriuscire dalla martensite sovrasatura, favoriscono la precipitazione dei carburi e riducono la distorsione del reticolo e le tensioni residue create dalla tempra. La microstruttura diventa martensite rinvenuta, sebbene la popolazione esatta dei carburi e la condizione della matrice dipendano dalla composizione dell’acciaio e dal ciclo di rinvenimento. #### Effetti tipici del rinvenimento - **Durezza** Generalmente diminuisce rispetto al livello allo stato temprato. - **Resistenza a trazione** Generalmente diminuisce all’aumentare della severità del rinvenimento. - **Duttilità** Generalmente migliora. - **Tenacità all’urto** Generalmente migliora, in funzione della composizione e degli effetti dell’infragilimento da rinvenimento. - **Tensioni residue** Si riducono durante il ciclo di rinvenimento. All’aumentare della temperatura o del tempo di rinvenimento, la durezza e la resistenza a trazione generalmente diminuiscono rispetto al livello post-tempra, mentre migliorano la duttilità, la tenacità all’urto e la stabilità dimensionale. Non si tratta di un semplice compromesso nel quale ogni proprietà cambia alla stessa velocità. Gli elementi di lega possono ritardare l’addolcimento, favorire la formazione di carburi di lega o modificare la resistenza al rinvenimento. Alcuni acciai mostrano inoltre infragilimento da rinvenimento in corrispondenza di determinate esposizioni tempo-temperatura; per questo il ciclo specificato può includere restrizioni sul raffreddamento o sull’uso di un determinato intervallo di rinvenimento. La condizione scelta è quindi una decisione legata all’esercizio. Un albero, un fucinato per recipiente a pressione e una lamiera strutturale possono essere tutti descritti come Q&T, ma i requisiti relativi a resistenza, energia d’urto, intervallo di spessori, qualità superficiale e posizioni di prova possono differire. La designazione del prodotto deve essere letta insieme alla norma, al grado, alle dimensioni e alla classe di qualità. La ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e fucinati realizzati con acciai non legati da bonifica, comprese condizioni definite di trattamento termico e di superficie. Essa non trasforma ogni acciaio trattato termicamente in un prodotto conforme alla ISO 683-1. La ASTM A668/A668M-16 dimostra perché la formulazione sia importante per i fucinati. La norma distingue le condizioni di fornitura ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata, temprata e rinvenuta. “Normalizzata e rinvenuta” non è intercambiabile con “temprata e rinvenuta”: la normalizzazione produce una struttura iniziale e una storia di raffreddamento diverse, e le proprietà risultanti possono differire anche quando viene utilizzata una successiva operazione di rinvenimento. \[6\] \[6\] [**Hot rolled products of structural steels — Part 6**](https://www.dinmedia.de/en/standard/din-en-10025-6/366216503). DIN Media. DIN EN 10025-6:2023-06, 2023. La DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda i prodotti piani laminati a caldo in acciai strutturali ad alto limite di snervamento forniti allo stato bonificato. La condizione di fornitura comporta implicazioni per le proprietà meccaniche specificate e per la verifica, non soltanto per il passaggio attraverso un forno. Lo stato superficiale, le tolleranze dimensionali, i requisiti di resilienza e gli obblighi di prova restano parte della specifica di prodotto. ### Perché le dimensioni della sezione e le modalità di raffreddamento sono importanti Una lamiera o un fucinato non si raffreddano come un oggetto uniformemente omogeneo. La superficie è direttamente a contatto con il mezzo di tempra, mentre il calore deve spostarsi dal centro verso la superficie. Quanto più spessa è la sezione, tanto più a lungo il centro rimane a temperatura elevata e tanto più bassa può essere la velocità di raffreddamento effettiva nel cuore. La superficie può quindi diventare prevalentemente martensitica, mentre il centro contiene una percentuale maggiore di bainite, perlite o prodotti di trasformazione rinvenuti, a seconda del grado e delle condizioni di tempra. La temprabilità determina fino a che punto si estende la zona martensitica, mentre lo spessore del prodotto determina quanto sia difficile raffreddare l’interno con sufficiente rapidità. I due fattori devono essere considerati insieme. Una barra sottile in un acciaio a temprabilità moderata può raggiungere una struttura relativamente uniforme lungo tutta la sezione, mentre un grande fucinato ottenuto dalla stessa colata può presentare una superficie dura e un cuore più tenero. Le proprietà meccaniche misurate vicino alla superficie non possono rappresentare automaticamente il centro. L’agitazione modifica lo strato limite tra l’acciaio caldo e il mezzo di tempra. Una circolazione intensa e uniforme può aumentare e regolarizzare l’estrazione del calore; le zone stagnanti possono produrre un raffreddamento più lento o non uniforme. La temperatura del mezzo di tempra, la concentrazione, la contaminazione, l’orientamento del pezzo, la configurazione del carico e il ritardo nel trasferimento hanno effetti pratici analoghi. Queste variabili possono modificare i gradienti di durezza, le deformazioni e le tensioni residue senza cambiare il grado nominale riportato nel certificato del materiale. Le modalità operative del forno sono importanti sia prima sia dopo la tempra. Una temperatura di austenitizzazione non uniforme può produrre una dimensione dei grani non omogenea o una trasformazione incompleta, mentre un tempo di rinvenimento insufficiente può lasciare tensioni residue eccessive. Una determinata specifica o procedura può richiedere più operazioni di rinvenimento, ma il numero e le condizioni non devono essere desunti automaticamente dalla dicitura “Q&T”. Il ciclo di fabbricazione mantiene comunque un ruolo distinto. La ASTM A434/A434M-24 riguarda barre in acciaio legato bonificate, lavorate a caldo e finite a freddo, e identifica come cicli autorizzati i processi fusori in forno a suola aperta, con ossigeno basico e in forno elettrico. La ASTM A508/A508M-16 riguarda fucinati in acciaio al carbonio e legato, bonificati e trattati sotto vuoto, destinati a componenti di recipienti a pressione, e richiede la produzione in forno elettrico basico, salvo l’impiego di raffinazione secondaria o rifusione. Tali requisiti dimostrano che il ciclo siderurgico, il trattamento termico e la condizione di fornitura possono essere collegati da una specifica, ma non sono descrizioni intercambiabili. Un’interpretazione affidabile indica tutti e tre gli aspetti quando la norma lo richiede: come è stato prodotto l’acciaio, come ne è stata modificata la struttura e in quale condizione è stato fornito. ## ISO 683-1:2016 e acciai non legati da bonifica La norma ISO 683-1:2016 stabilisce i requisiti tecnici di fornitura per gli acciai non legati destinati alla bonifica. Non descrive un singolo processo di fabbrica né un’unica condizione finale. Collega invece i gradi di acciaio alle forme dei prodotti, agli stati di trattamento termico, alle condizioni superficiali, alla composizione chimica, alle proprietà meccaniche e, ove specificato, ai requisiti di temprabilità. Questa distinzione è importante. Una designazione come C45, da sola, non indica se il materiale sia stato fornito come barra laminata a caldo, come forgiato normalizzato o come prodotto bonificato con superficie lavorata. Tali dettagli fanno parte della descrizione completa dell’ordine e dei controlli. ### Prodotti coperti dalla ISO 683-1 ISO 683-1 applica i propri requisiti di fornitura a diverse forme di prodotto. | Forma del prodotto | Considerazioni pertinenti sulla fornitura | |---|---| | Prodotti semilavorati | Possono essere sottoposti successivamente a operazioni di laminazione o fucinatura | | Barre | Dimensioni, percorso produttivo, stato superficiale e trattamento termico | | Vergella | Ulteriore trafilatura, formatura o trattamento termico | | Prodotti piani | Spessore, stato superficiale, storia della laminazione e prove meccaniche | | Fucinati | Storia della deformazione, dimensione della sezione, trattamento termico e posizione di campionamento | La ISO 683-1:2016 copre semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati realizzati in acciai non legati da bonifica. La forma del prodotto non è un dettaglio puramente amministrativo: determina le tolleranze dimensionali applicabili, le disposizioni relative alle prove, i criteri di accettazione della superficie e, in molti casi, la dimensione della sezione utilizzata per le prove meccaniche. I semilavorati possono essere sottoposti a successive operazioni di forgiatura o laminazione. Le barre possono essere laminate a caldo, forgiate o fornite in una condizione successivamente lavorata, a seconda della specifica del prodotto. La vergella è prodotta per ulteriori operazioni di trafilatura, formatura o trattamento termico. I prodotti piani e i forgiati presentano geometrie di sezione e storie di raffreddamento differenti; pertanto, non ci si può aspettare che la stessa composizione nominale produca proprietà identiche in ogni forma. La famiglia degli acciai comprende gradi non legati di uso comune, designati con simboli quali C22E, C35E, C45E, C55 e C60, nel rispetto delle tabelle dei gradi e delle regole di designazione esatte dell’edizione applicata. Il numero si riferisce generalmente al tenore nominale di carbonio espresso in centesimi di percentuale, mentre la lettera E identifica, nel sistema di designazione utilizzato per determinati gradi, un tenore massimo specificato di zolfo. La designazione indica esclusivamente l’identità chimica. Non rappresenta la condizione completa di fornitura. Il processo produttivo si colloca a un livello precedente rispetto a questa norma. Nel 2024, la World Steel Association ha dichiarato che i due principali processi siderurgici sono il processo integrato altoforno-convertitore a ossigeno basico e il processo basato sul forno elettrico ad arco. Le sue indicazioni sulle materie prime identificano, per il processo integrato, il minerale di ferro, il carbone metallurgico, il calcare e l’acciaio riciclato, mentre il processo EAF utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed energia elettrica. Nel 1995, la U.S. Environmental Protection Agency ha descritto il processo a ossigeno basico come l’affinazione della ghisa liquida d’altoforno con rottame, considerando invece la produzione EAF un processo siderurgico distinto. Nessuna delle due denominazioni del processo sostituisce la condizione di fornitura prevista dalla ISO. Dopo la produzione dell’acciaio, la colata continua può produrre bramme, billette o blumi, che vengono poi laminati in prodotti piani o lunghi, come spiega la World Steel Association. Un acquirente che specifichi la ISO 683-1 deve comunque identificare il prodotto richiesto, il grado, il trattamento e la condizione superficiale. Il processo di fusione può essere limitato da un’altra specifica o dal contratto, ma non dovrebbe essere dedotto dai termini “normalizzato” o “bonificato”. ### Condizioni definite di trattamento termico e superficiale La ISO 683-1 imposta la fornitura sulla base di stati metallurgici definiti. Il materiale normalizzato viene riscaldato al di sopra dell’intervallo di trasformazione critica e raffreddato in aria in condizioni controllate. Il trattamento affina e uniforma la struttura dopo la laminazione, la forgiatura o altre operazioni di lavorazione a caldo. Negli acciai al carbonio in questione produce comunemente una struttura ferritico-perlitica, sebbene la dimensione dei grani risultante e i valori meccanici dipendano dalla composizione, dalla dimensione della sezione e dalle condizioni di raffreddamento. Il materiale bonificato riceve due trattamenti. La tempra raffredda l’acciaio austenitizzato abbastanza rapidamente da formare un prodotto di trasformazione duro, comunemente martensite nelle sezioni idonee. Il rinvenimento riscalda quindi nuovamente l’acciaio al di sotto della temperatura di trasformazione critica inferiore, allo scopo di ridurre le tensioni di tempra e regolare la resistenza, la duttilità e la tenacità. Le proprietà finali non sono pertanto rappresentate dal solo tenore di carbonio. La norma distingue inoltre la fornitura normalizzata e rinvenuta, quando tale condizione è specificata. Il rinvenimento dopo la normalizzazione può ridurre le tensioni residue e modificare l’equilibrio tra resistenza e duttilità senza seguire lo stesso percorso di trasformazione della tempra diretta. Altri stati di fornitura, compresi gli stati ricotto o non trattato, ove consentiti per il prodotto e il grado, possono presentare durezza, lavorabilità e resistenza allo stato di fornitura significativamente diverse. La condizione superficiale deve essere indicata insieme allo stato di trattamento termico. Una superficie lavorata a caldo può conservare calamina e materiale decarburato. Una superficie decapata è stata privata della calamina, mentre superfici pelate, tornite, rettificate o altrimenti lavorate rimuovono una parte o la totalità dello strato esterno e possono comportare requisiti dimensionali e relativi ai difetti più severi. Le descrizioni superficiali ammesse e le regole di accettazione precise dipendono dalla forma del prodotto e dalle pertinenti tabelle ISO. Per questo motivo, “acciaio C45” costituisce un’informazione ingegneristica incompleta. Il C45 fornito laminato a caldo e non trattato non è equivalente, in termini di comportamento in esercizio o di risposta alla lavorazione, al C45 fornito bonificato. Anche uno strato superficiale alterato dalla decarburazione può essere rilevante quando sono importanti la fatica, le sollecitazioni di contatto o la precisione dimensionale. Il grado chimico può essere identico, ma il materiale fornito non lo è. Anche altre norme mostrano lo stesso principio. La BS EN 10025-3:2019 copre i prodotti piani di acciaio strutturale a grano fine saldabile forniti normalizzati o laminati normalizzati, mentre la DIN EN 10025-6:2023-06 copre i prodotti piani laminati a caldo forniti bonificati. La ASTM A668/A668M-16 elenca le condizioni di forgiatura ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata, temprata e rinvenuta. Si tratta di classificazioni della fornitura, non di descrizioni intercambiabili del forno o del processo siderurgico. ### Lettura dei requisiti insieme alla designazione del grado Una descrizione conforme del materiale dovrebbe essere letta come una sequenza: norma, grado, forma del prodotto, trattamento termico di fornitura, condizione superficiale, dimensioni e requisiti di controllo. Ad esempio, “ISO 683-1, C45E, barra, bonificata, superficie lavorata” comunica molto più di “C45”. L’ordine dovrebbe inoltre identificare la tabella applicabile delle proprietà meccaniche, la direzione o la posizione della prova, la dimensione della sezione e qualsiasi requisito di temprabilità. I valori meccanici indicati in una norma di fornitura sono condizionati. La resistenza a trazione, il carico di snervamento, l’allungamento, la riduzione di area, le proprietà all’urto ove specificate e la durezza possono variare in funzione del diametro o dello spessore, poiché il centro di una sezione di grandi dimensioni si raffredda più lentamente della superficie. Una barra bonificata non può pertanto essere valutata sulla base di un valore relativo a una sezione piccola senza verificare il pertinente intervallo dimensionale. Lo stesso problema si presenta per il materiale normalizzato, sebbene il suo percorso di raffreddamento sia meno severo. L’analisi chimica conferma il grado, ma non conferma il trattamento termico. Le prove meccaniche contribuiscono a confermare lo stato di fornitura, ma non stabiliscono da sole il processo siderurgico. Il controllo della superficie e le verifiche dimensionali riguardano un ulteriore aspetto della conformità. Questi documenti rispondono a domande diverse. Il confronto con le specifiche ASTM è utile. La ASTM A434/A434M-24 copre le barre di acciaio legato bonificate, lavorate a caldo e finite a freddo, e consente processi di fusione in forno a suola, a ossigeno basico e in forno elettrico. La ASTM A508/A508M-16, invece, riguarda i forgiati in acciaio al carbonio e legato, bonificati e trattati sotto vuoto, destinati a componenti di recipienti a pressione, e richiede la produzione in forno elettrico basico, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. Il requisito è esplicito perché la specifica lo considera rilevante; la ISO 683-1 non dovrebbe essere interpretata come se imponesse tacitamente la stessa limitazione. Per la ISO 683-1, la condizione di fornitura costituisce quindi un insieme tecnico controllato. La composizione chimica del grado identifica quale acciaio è stato prodotto; la forma del prodotto registra come viene fornito; il trattamento termico definisce lo stato metallurgico; la condizione superficiale definisce il materiale esterno e la finitura; i requisiti meccanici e di controllo stabiliscono se la fornitura è conforme. Omettere uno qualsiasi di questi elementi può trasformare un richiamo al grado apparentemente preciso in una specifica incompleta. ## Condizioni di fornitura degli acciai strutturali secondo EN 10025 Una condizione di fornitura non è semplicemente la descrizione fornita dall’acciaieria del modo in cui l’acciaio è stato prodotto. Nella EN 10025, essa collega la forma del prodotto, il grado e la qualità specificati, l’intervallo di spessore, lo stato di trattamento termico, i requisiti superficiali, le proprietà meccaniche e gli obblighi di ispezione. La designazione ha quindi un significato tecnico solo nell’ambito della norma di prodotto pertinente. Questa limitazione è importante perché l’espressione “acciaio strutturale” comprende diverse famiglie di prodotti. Una lamiera a grano fine normalizzata secondo BS EN 10025-3:2019 non è intercambiabile con una lamiera bonificata ad alta resistenza allo snervamento secondo DIN EN 10025-6:2023-06, anche quando entrambe sono utilizzate in strutture saldate e contengono elementi di lega simili. Inoltre, nessuna delle due designazioni identifica di per sé il processo siderurgico adottato. La World Steel Association afferma che i due principali processi siderurgici sono il processo altoforno–convertitore basico a ossigeno (BF-BOF) e il processo con forno elettrico ad arco (EAF). Il processo integrato utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato; il processo EAF utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed elettricità. Anche la U.S. Environmental Protection Agency distingue il processo basico a ossigeno, che affina la ghisa liquida d’altoforno con rottame, dalla produzione di acciaio in EAF. Si tratta di processi di produzione della colata. La colata continua trasforma quindi l’acciaio liquido in bramme, billette o blumi, che vengono successivamente laminati in prodotti piani o lunghi. Una norma di prodotto può consentire più di un processo di produzione della colata, prescrivendo comunque lo stato finale di fornitura. Al contrario, uno specifico processo siderurgico non garantisce una determinata condizione di trattamento termico. ### BS EN 10025-3:2019 e fornitura normalizzata La BS EN 10025-3:2019 riguarda prodotti piani e lunghi laminati a caldo, realizzati con acciai strutturali saldabili a grano fine e forniti allo stato normalizzato o laminato normalizzato. Il suo campo di applicazione comprende gradi e qualità specificati per spessori del prodotto fino a 250 mm. Tra le designazioni tipiche figurano S275N, S275NL, S355N, S355NL, S420N, S420NL, S460N e S460NL, nel rispetto dei requisiti relativi al prodotto, allo spessore e alla qualità stabiliti dalla norma. La lettera **N** identifica la condizione di fornitura normalizzata o laminata normalizzata. La designazione di qualità **L** indica un requisito specificato di resilienza a bassa temperatura, diverso da quello della qualità corrispondente priva della lettera L. Questi suffissi non sono aggiunte decorative. Identificano requisiti che incidono sulla documentazione di approvvigionamento, sulle prove e sulla verifica progettuale. La normalizzazione è un trattamento termico nel quale l’acciaio viene riscaldato nell’intervallo austenitico e raffreddato in aria in condizioni controllate. Il trattamento affina e regolarizza la microstruttura ferritico-perlitica dopo la laminazione. Nella laminazione normalizzata, il ciclo di laminazione è controllato in modo tale che la deformazione finale avvenga in un intervallo di temperatura capace di produrre una condizione strutturale comparabile; non è necessariamente eseguita una successiva operazione di normalizzazione in forno. I due processi sono quindi correlati, ma non rappresentano storie di lavorazione identiche. L’obiettivo metallurgico è ottenere una struttura a grano fine ragionevolmente uniforme, con carico di snervamento, resistenza a trazione, allungamento e comportamento all’urto prevedibili nell’intervallo di spessori specificato. Il tenore di carbonio e degli elementi di lega, le aggiunte affinanti il grano come niobio, vanadio o titanio, la pratica di laminazione e la storia di raffreddamento contribuiscono tutti al risultato. La fornitura normalizzata non equivale alla fornitura ricotta e non sostituisce la bonifica quando il progetto richiede la maggiore resistenza associata a una condizione Q. Per la saldatura, i requisiti relativi alla struttura a grano fine e alla saldabilità della norma devono essere considerati insieme ai controlli sullo spessore e sul carbon equivalent. Una lamiera contrassegnata S355NL non viene valutata esclusivamente in base alla sua classe nominale di carico di snervamento. Anche la designazione di qualità, la temperatura della prova d’urto, lo spessore del prodotto, il certificato di controllo e i limiti chimici applicabili fanno parte della documentazione di conformità. La EN 10025-3 definisce una categoria di prodotto; non certifica ogni lamiera commercializzata come “acciaio strutturale normalizzato”. ### DIN EN 10025-6:2023-06 e fornitura bonificata La DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani laminati a caldo di acciai strutturali ad alto carico di snervamento, forniti allo stato bonificato. La forma del prodotto è più limitata rispetto a quella prevista dalla EN 10025-3: questa parte riguarda i prodotti piani, non l’intera combinazione di prodotti piani e lunghi contemplata dalla parte relativa agli acciai a grano fine normalizzati. I simboli di fornitura utilizzano **Q** per l’acciaio temprato e rinvenuto, ossia bonificato. In funzione del requisito di resilienza specificato, le designazioni comprendono forme quali S460Q, [S460QL](/it/materiali/numero-materiale/1.8906 " — composizione, corrispondenze e norme") e [S460QL1](/it/materiali/numero-materiale/1.8916 " — composizione, corrispondenze e norme"), con famiglie corrispondenti che si estendono a classi di resistenza superiori come S500, S550, S620, S690, S890 e S960, ove contemplate dalla norma e dai relativi limiti di spessore. Il grado, la qualità e lo spessore esatti devono essere verificati sulla base dell’edizione vigente e della documentazione d’ordine; un riferimento generico all’“acciaio Q” è insufficiente. La tempra trasforma l’acciaio austenitizzato in una struttura dura, prevalentemente martensitica o contenente martensite, mediante un raffreddamento rapido. Tale condizione conferisce un’elevata resistenza, ma può anche aumentare la durezza e le tensioni residue, nonché la suscettibilità alla criccatura assistita dall’idrogeno se i controlli di saldatura sono inadeguati. Dopo la tempra segue il rinvenimento. L’acciaio viene nuovamente riscaldato al di sotto dell’intervallo di trasformazione, riducendo l’eccessiva fragilità e regolando i livelli di resistenza, tenacità e tensione residua. Questo processo spiega il principale contrasto con la fornitura normalizzata. I gradi normalizzati ottengono generalmente l’equilibrio specificato tra resistenza e tenacità dalla composizione, associata alla laminazione controllata o al raffreddamento in aria. I gradi Q raggiungono una maggiore capacità di resistenza in funzione dello spessore mediante l’indurimento seguito dal rinvenimento. Il trattamento non è semplicemente un’etichetta applicata dopo la produzione: determina la microstruttura che le prove meccaniche intendono rappresentare. Per una lamiera bonificata, il certificato dovrebbe identificare il grado e la qualità, lo spessore, il numero di colata, l’analisi chimica, i risultati delle prove di trazione, i risultati delle prove d’urto ove richiesti e la documentazione attestante l’esecuzione del trattamento previsto. Ulteriori operazioni di formatura, saldatura o riscaldamento per distensione eseguite dal fabbricante possono alterare lo stato di fornitura. Le procedure di saldatura devono quindi prevedere limiti di apporto termico, preriscaldo, temperatura tra le passate e controllo dell’idrogeno compatibili con lo specifico grado Q e con lo spessore. ### Prodotti piani, spessore e acciai saldabili a grano fine Lo spessore fa parte della definizione tecnica, non è soltanto un dettaglio dimensionale. Il carico di snervamento può diminuire all’aumentare dello spessore, poiché il raffreddamento, la trasformazione e lo sviluppo dei grani risultano meno uniformi attraverso una sezione più spessa. Le tabelle della EN 10025 assegnano pertanto i requisiti meccanici in funzione di intervalli di spessore. Il nome del grado, senza l’indicazione dello spessore, non fornisce la specifica completa delle proprietà. È altrettanto importante distinguere la forma del prodotto. La BS EN 10025-3:2019 comprende prodotti piani e lunghi laminati a caldo, mentre la DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani laminati a caldo. Un documento di acquisto o di fabbricazione che riporti soltanto “acciaio strutturale EN 10025” lascia senza risposta quale parte della norma sia applicabile, se il materiale sia una lamiera o un prodotto lungo e se la condizione richiesta sia N, NL, Q, QL o un’altra qualità definita. Anche lo stato superficiale rientra nella specifica di fornitura. Calamina, riparazioni superficiali, imperfezioni ammissibili ed eventuali requisiti superficiali concordati possono influire sull’ispezione e sulla fabbricazione, in particolare quando sono coinvolti il controllo ultrasonoro, la resistenza a fatica o la preparazione dei giunti saldati. La designazione della condizione non sostituisce tali requisiti. Questa struttura è comune a numerose norme. La ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e fucinati forniti in condizioni definite di trattamento termico e superficiale. Analogamente, la ASTM A668/A668M-16 classifica i fucinati in base al trattamento di fornitura, comprese le condizioni ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata-temprata e rinvenuta. La ASTM A508/A508M-16 va oltre per i fucinati destinati a recipienti a pressione, richiedendo la produzione di base in forno elettrico, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. Questi esempi rafforzano il punto centrale: il processo di produzione, il trattamento metallurgico e la condizione di fornitura definita dalle norme sono collegati, ma non sono intercambiabili. Per i prodotti strutturali EN 10025, la parte della norma, il grado, la qualità, la forma del prodotto, lo spessore e la condizione di fornitura devono comparire tutti nella descrizione tecnica. In assenza di tale combinazione, “acciaio normalizzato” o “acciaio strutturale bonificato” rimane un’espressione troppo vaga per decisioni affidabili sulle proprietà o sulla conformità. ## Barre, finitura a freddo e ASTM A434/A434M-24 ### Barre lavorate a caldo e barre finite a freddo La finitura della barra e la condizione termica sono descrittori separati. | Descrizione | Significato principale | Possibili effetti | |---|---|---| | Lavorato a caldo | Laminazione o fucinatura a temperatura elevata | Forma, riduzione e storia generale del flusso dei grani | | Finito a freddo | Trafilatura, tornitura, pelatura, rettifica o combinazioni di queste operazioni | Dimensioni più precise, superficie modificata e possibile incrudimento | | Lavorato meccanicamente | Asportazione di materiale per ottenere una geometria specificata | Asportazione superficiale, controllo dimensionale e possibili tensioni residue | | Bonificato | Austenitizzazione, tempra e rinvenimento | Resistenza, durezza, duttilità e tenacità controllate | Il processo di fabbricazione e il processo di finitura di una barra descrivono fasi diverse della sua storia produttiva. La lavorazione a caldo trasforma una sezione colata o semilavorata in una barra mediante laminazione, forgiatura o un altro processo di deformazione condotto a temperatura elevata. Tale deformazione riduce la struttura di colata, interrompe la segregazione su scala pratica, chiude alcune discontinuità interne e produce la sezione circolare, quadrata, esagonale o di altro tipo richiesta. Stabilisce inoltre l’andamento generale delle fibre e la riduzione di lavorazione associati al prodotto. Il processo di finitura avviene successivamente, oppure descrive almeno uno stato distinto del prodotto. Una barra lavorata a caldo può conservare la superficie formata durante la laminazione o la forgiatura a caldo, insieme alla calamina e alle tolleranze dimensionali associate a tale processo. Una barra finita a freddo viene ulteriormente trafilata, tornita, rettificata, pelata o sottoposta a una combinazione di queste operazioni a temperature sufficientemente basse da impedire all’acciaio di subire la ricristallizzazione tipica della lavorazione a caldo. L’operazione modifica il diametro o la geometria della sezione trasversale, migliora il controllo dimensionale e può produrre una superficie più pulita o più liscia. Questa distinzione è importante perché la finitura a freddo non è una semplice caratteristica estetica. La trafilatura e altre deformazioni a freddo possono aumentare la resistenza allo snervamento e la durezza mediante incrudimento, riducendo al contempo la duttilità, a meno che un successivo trattamento termico non modifichi lo stato del materiale. Anche quando la resistenza a trazione finale è controllata mediante tempra e rinvenimento, la lavorazione a freddo può alterare le tensioni residue, la rettilineità, la distribuzione della durezza e il modo in cui un componente lavorato si deforma durante le fasi successive. La tornitura o la rettifica possono inoltre rimuovere materiale decarburato o ricoperto di calamina senza produrre la stessa deformazione di massa della trafilatura. Pertanto, «finito a freddo» non identifica un unico stato metallurgico. ASTM A434/A434M-24 riguarda sia le barre di acciaio legato lavorate a caldo sia quelle finite a freddo, entrambe bonificate. Tali descrizioni del prodotto non devono essere ricondotte esclusivamente al grado dell’acciaio. Una designazione nominale della lega può essere fornita come barra lavorata a caldo, con una determinata superficie e un determinato intervallo di tolleranza, oppure come barra finita a freddo, con un diverso stato superficiale, requisito dimensionale e profilo delle tensioni residue. Lo stato di fornitura è il risultato combinato della forma del prodotto, della lavorazione, del trattamento termico, dello stato superficiale, delle dimensioni e delle prove meccaniche specificate. ISO 683-1:2016 stabilisce la stessa separazione generale in un campo di prodotti più ampio. I suoi requisiti tecnici di fornitura riguardano prodotti semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati forniti in stati definiti di trattamento termico e di finitura superficiale. Una barra descritta come bonificata non è equivalente a una barra descritta soltanto come laminata a caldo, normalizzata o trafilata a freddo. Tali termini rispondono a domande tecniche diverse. ### Requisiti per le barre di acciaio legato bonificate La tempra e il rinvenimento costituiscono una sequenza di trattamento termico metallurgico, non un’indicazione del fatto che la barra sia stata laminata, forgiata, trafilata o rettificata. La tempra raffredda rapidamente l’acciaio austenitizzato per formare una microstruttura dura, comunemente martensitica nei gradi e nelle sezioni di lega idonei. Il rinvenimento riscalda quindi nuovamente l’acciaio al di sotto dell’intervallo della trasformazione critica inferiore, per ridurre l’eccessiva fragilità e stabilire l’equilibrio richiesto tra resistenza, tenacità e duttilità. Gli elementi di lega influenzano la temprabilità; pertanto, le dimensioni della sezione e la modalità di raffreddamento determinano se la struttura e le proprietà specificate raggiungano il centro della barra oltre che la sua superficie. ASTM A434/A434M-24 utilizza questo stato bonificato come base per i requisiti applicabili alle barre di acciaio legato. La conformità non è dimostrata dalla sola indicazione del trattamento termico. Il grado applicabile, le dimensioni della barra, il tipo di prodotto, la pratica di trattamento termico, le prove meccaniche e i requisiti di accettazione devono essere conformi alla norma e all’ordine o alla specifica che la richiama. La resistenza a trazione, la resistenza allo snervamento, l’allungamento, la riduzione percentuale di area e la durezza possono descrivere ciascuno un aspetto diverso del risultato; un valore di durezza, da solo, non può stabilire tutte le proprietà meccaniche richieste. Le dimensioni della barra sono particolarmente importanti. Una barra tonda di grandi dimensioni si raffredda più lentamente al centro che sulla superficie, e tale differenza influisce sulla trasformazione, sulla durezza, sulle tensioni residue e sulla tenacità. Il fornitore può quindi dover adottare una temperatura di austenitizzazione, un tempo di mantenimento, un mezzo di tempra, un’agitazione e un ciclo di rinvenimento adeguati, invece di applicare semplicemente il ciclo utilizzato per una barra di piccole dimensioni. Le prove e i limiti di accettazione specificati dalla norma forniscono il quadro per la conformità; non trasformano ogni grado e ogni diametro in una ricetta universale di trattamento termico. L’espressione «barra di acciaio legato bonificata» non deve inoltre essere confusa con le classificazioni utilizzate per i forgiati. ASTM A668/A668M-16 classifica i forgiati di acciaio al carbonio e legato in base al trattamento termico allo stato di fornitura, comprese le condizioni ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata, temprata e rinvenuta. Una specifica per forgiati e una specifica per barre possono utilizzare denominazioni simili per i trattamenti termici, imponendo però requisiti diversi relativi al prodotto, alle prove e alle dimensioni. La forma del prodotto rimane determinante. ### Processi di fusione consentiti ASTM A434/A434M-24 identifica la produzione in forno Martin, con processo a ossigeno basico e in forno elettrico come processi di fusione consentiti per le barre di acciaio legato contemplate dalla norma. La parola operativa è «consentiti». Essa identifica i processi ammessi dalla specifica; non significa che ogni barra sia prodotta mediante tutti e tre i processi e non rende un determinato processo una caratteristica obbligatoria dello stato di fornitura, salvo che un requisito separato lo prescriva. La distinzione tra i processi inizia prima della laminazione della barra. La World Steel Association ha dichiarato nel 2024 che i due principali processi siderurgici sono quello basato sull’altoforno e sul convertitore a ossigeno basico e quello basato sul forno elettrico ad arco. Nella descrizione delle materie prime, essa distingue il processo integrato, che utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e rottame riciclato, dal processo con forno elettrico ad arco, che utilizza principalmente rottame riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed elettricità. Anche la U.S. Environmental Protection Agency ha descritto il processo a ossigeno basico come l’affinazione della ghisa liquida d’altoforno con rottame, trattando invece la produzione di acciaio nel forno elettrico ad arco come un processo distinto. La produzione di acciaio in forno Martin è un processo più antico e non coincide con la fusione a ossigeno basico o in forno elettrico. L’inclusione di tutti e tre i processi in ASTM A434/A434M-24 costituisce pertanto un limite della specifica, non l’affermazione che i relativi dettagli operativi o bilanci delle materie prime siano intercambiabili. Il controllo della composizione chimica, gli elementi residui, la pulizia, la gestione dell’idrogeno, la solidificazione e le successive operazioni di condizionamento continuano a influenzare il prodotto, nel rispetto dei requisiti imposti dalla norma. Dopo la fusione e l’affinazione, la colata continua può produrre bramme, billette o blumi, che la World Steel Association descrive come prodotti semilavorati successivamente laminati per ottenere prodotti piani e lunghi. L’origine da colata, la riduzione a caldo, il trattamento termico e le operazioni di finitura di una barra sono collegati, ma rimangono descrittori distinti. Il processo di fusione non specifica se la barra sia lavorata a caldo o finita a freddo; la finitura a freddo non rivela se la colata sia stata prodotta in un forno elettrico o mediante ossigeno basico; e la condizione bonificata descrive lo stato termico, non il forno utilizzato per produrre l’acciaio. Questa separazione evita un errore comune di conformità: trattare il nome di un grado noto come se fosse una definizione completa del prodotto. ASTM A434/A434M-24 stabilisce una relazione controllata tra composizione della lega, forma della barra, categoria di finitura, trattamento termico, dimensioni e requisiti meccanici, consentendo al contempo le alternative di processo di fusione indicate. Altre norme possono effettuare una scelta diversa. ASTM A508/A508M-16, per esempio, richiede la produzione in forno elettrico basico per i suoi forgiati bonificati destinati a recipienti a pressione, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. L’obbligo relativo al processo appartiene alla specifica norma e al particolare prodotto, non all’acciaio legato in generale. ## Forgiati e classi di trattamento termico di fornitura nella norma ASTM A668/A668M ### La forgiatura come processo di produzione della forma Un forgiato è definito innanzitutto dal modo in cui viene prodotta la sua forma, non dal trattamento in forno che riceve successivamente. Nella forgiatura, una billetta, un blumo, una barra o un lingotto di acciaio riscaldato viene deformato plasticamente mediante pressatura, martellatura o ricalcatura, fino a ottenere una forma prossima a quella finale. La deformazione può chiudere i vuoti interni, disgregare le strutture di colata e creare un flusso direzionale della grana che segue la geometria principale del componente. Questi effetti distinguono un forgiato da un prodotto ottenuto per colata, anche quando entrambi sono realizzati con lo stesso grado nominale di acciaio al carbonio o basso-legato. Il processo precedente alla forgiatura rimane una questione distinta. La World Steel Association afferma che le due principali vie di produzione dell’acciaio sono quella dell’altoforno-convertitore a ossigeno basico (BF-BOF) e quella del forno elettrico ad arco (EAF). La via integrata utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato; la via EAF utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed elettricità. Si tratta di vie di produzione del metallo fuso, non di condizioni di fornitura. Dopo la produzione e l’affinazione dell’acciaio, la colata continua può produrre bramme, billette o blumi. Un produttore di forgiati può quindi utilizzare un semiprodotto colato oppure, quando la specifica e le dimensioni del componente lo richiedono, un lingotto, seguito da riscaldamento e deformazione. Nel 1995, la U.S. Environmental Protection Agency descriveva il processo basico a ossigeno come l’affinazione della ghisa liquida d’altoforno con rottame, identificando il processo al forno elettrico ad arco come una via distinta di produzione dell’acciaio. Nessuna delle due vie di fusione stabilisce, di per sé, se un forgiato finito sia ricotto oppure temprato e rinvenuto. Il ciclo di deformazione è importante. La riduzione, la ricalcatura, la trafilatura, i riscaldamenti intermedi tra le diverse operazioni e la temperatura finale di forgiatura influenzano la dimensione della grana, la distribuzione della segregazione, l’allineamento delle inclusioni e la quantità di struttura direzionale conservata nel componente. Un mozzo, un anello, un albero o un corpo destinato a contenere pressione di grande spessore può quindi rispondere in modo diverso rispetto a un piccolo forgiato di prova, anche quando entrambi recano la stessa designazione di grado e ricevono istruzioni nominalmente identiche per il trattamento in forno. ASTM A668/A668M-16 organizza i forgiati in acciaio al carbonio e basso-legato in base al trattamento termico di fornitura. Le sue classi non sono semplicemente descrizioni del fornitore: collegano la condizione termica dichiarata ai requisiti meccanici specificati, alle disposizioni relative alle prove e alle regole di accettazione. Le classi pertinenti sono: ricotto, normalizzato, normalizzato e rinvenuto, temprato e rinvenuto, nonché normalizzato, temprato e rinvenuto. ### Condizioni ricotta, normalizzata e normalizzata e rinvenuta Un forgiato ricotto viene riscaldato a una temperatura idonea, mantenuto abbastanza a lungo da permettere alla sezione di raggiungere lo stato metallurgico previsto e raffreddato a velocità controllata, generalmente nel forno. Lo scopo è in genere ridurre la durezza e le tensioni residue, migliorare la lavorabilità e produrre una struttura ferritico-perlitica, o una struttura correlata, più uniforme. Il ricottimento non significa che il forgiato non abbia avuto una storia termica precedente al ciclo finale. I precedenti riscaldamenti per la forgiatura e la deformazione possono lasciare effetti che il ricottimento finale modifica, ma non cancella automaticamente. Un forgiato normalizzato viene riscaldato al di sopra del relativo intervallo di trasformazione e raffreddato in aria calma. Il raffreddamento in aria è più rapido di quello in forno; pertanto, la struttura ferritico-perlitica risultante è generalmente più fine e resistente rispetto a una struttura ricotta della stessa composizione. La normalizzazione può inoltre ridurre alcuni effetti della struttura di colata grossolana e dei gradienti termici prodotti dalla forgiatura, ma il risultato dipende fortemente dallo spessore della sezione e dalla temprabilità. Una sezione sottile disperde rapidamente il calore; una sezione di grandi dimensioni si raffredda più lentamente nella zona centrale. La condizione normalizzata e rinvenuta aggiunge un trattamento di rinvenimento dopo la normalizzazione. Il rinvenimento al di sotto della temperatura di trasformazione regola la durezza, la tenacità e le tensioni residue e può rendere la risposta meccanica meno sensibile alle differenze locali di raffreddamento. Non è equivalente alla tempra e al rinvenimento. La velocità di raffreddamento dopo la normalizzazione rimane quella del raffreddamento in aria e la microstruttura formata prima del rinvenimento differisce dalla struttura martensitica prodotta dall’indurimento e dalla tempra. ASTM A668/A668M utilizza queste condizioni come categorie di fornitura, non come ricette universali per ogni geometria. Le dimensioni del forgiato, la composizione chimica e la classe applicabili determinano l’intervallo di trattamento e le prove richiesti. Le proprietà a trazione vengono comunemente valutate mediante il limite di snervamento, la resistenza a trazione, l’allungamento e la strizione; quando la specifica richiede prove d’urto o esami aggiuntivi, anche tali requisiti fanno parte della conformità. Una temperatura del forno dichiarata senza indicare le dimensioni della sezione, il tempo di mantenimento, la pratica di raffreddamento e la posizione di prelievo della provetta costituisce un’evidenza incompleta della condizione del materiale. La distinzione è inoltre specifica per il prodotto. ISO 683-1:2016 stabilisce i requisiti tecnici di fornitura per semiprodotti, barre, vergella, prodotti piani e forgiati realizzati con acciai non legati da tempra e rinvenimento, comprese condizioni normalizzate e temprate e rinvenute definite. BS EN 10025-3:2019 tratta i prodotti laminati a caldo in acciaio strutturale forniti allo stato normalizzato o laminato normalizzato, mentre DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda i prodotti piani laminati a caldo forniti allo stato temprato e rinvenuto. Tali norme non possono sostituire ASTM A668/A668M quando il componente è un forgiato conforme ad ASTM. ### Condizioni temprata e rinvenuta e normalizzata, temprata e rinvenuta Nella condizione temprata e rinvenuta, il forgiato viene austenitizzato, raffreddato abbastanza rapidamente da formare un prodotto di trasformazione duro e quindi rinvenuto. A seconda della composizione e della severità del raffreddamento, la tempra può produrre martensite, bainite o una miscela di entrambe in una parte della sezione. Il rinvenimento riduce la fragilità e regola la resistenza e la tenacità. Le proprietà ottenute dipendono dal tenore di carbonio, dagli elementi di lega aggiunti, dalla dimensione dei grani di austenite precedente, dal mezzo di tempra, dall’agitazione, dal tempo di trasferimento e dalla distanza tra la superficie e la posizione di prelievo della provetta. La condizione normalizzata, temprata e rinvenuta inserisce un trattamento di normalizzazione prima dell’austenitizzazione, della tempra e del rinvenimento. La normalizzazione può affinare o omogeneizzare la struttura dopo la forgiatura e fornire una condizione iniziale controllata per l’indurimento. Non garantisce una durezza uniforme attraverso una sezione di grandi dimensioni. Un forgiato massiccio può formare martensite rinvenuta vicino alla superficie, mentre nella zona centrale può svilupparsi una miscela diversa, perché il cuore si raffredda più lentamente durante la tempra. Per questo motivo, la classe di fornitura non può essere interpretata come sinonimo del grado di resistenza. AISI 4140, per esempio, può essere fornito in diverse forme di prodotto e in diversi stati termici, ma un forgiato A668/A668M classificato come temprato e rinvenuto è disciplinato dai requisiti della specifica per forgiati, non da una scheda tecnica generica per barre in 4140. ASTM A434/A434M riguarda barre in acciaio basso-legato lavorate a caldo e finite a freddo, temprate e rinvenute; i suoi requisiti si applicano alle barre e non automaticamente ai forgiati. ASTM A508/A508M-16 tratta separatamente i forgiati in acciaio al carbonio e basso-legato, temprati e rinvenuti e trattati sotto vuoto, destinati a componenti di recipienti a pressione, e richiede la produzione in forno elettrico di base, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. La stessa cautela si applica a un prodotto ottenuto per colata. L’acciaio colato si raffredda a partire da una forma e conserva una struttura dendritica di colata, a meno che lavorazioni successive non la modifichino; la forgiatura impone deformazione plastica ed effetti di flusso della grana prima del trattamento termico di fornitura. Una lamiera, una barra, un prodotto colato e un forgiato realizzati con composizioni chimiche ampiamente simili non condividono quindi un’unica condizione intercambiabile “normalizzata” o “temprata e rinvenuta”. Per un forgiato A668/A668M, un’interpretazione sostenibile combina la classe, la composizione chimica, le dimensioni massime e minime della sezione, la riduzione di forgiatura e la geometria, il ciclo del forno, il metodo di raffreddamento, la posizione di campionamento e le prove meccaniche specificate. La storia termica fornisce la denominazione del trattamento. Le dimensioni della sezione e la storia della deformazione determinano il modo in cui tale trattamento è stato effettivamente subìto, mentre le prove previste dalla norma stabiliscono se il forgiato fornito soddisfa realmente i requisiti della classe assegnata. ## Controllo, apparecchiature e verifica del trattamento termico Uno stato di fornitura non viene stabilito scrivendo “temprato e rinvenuto” su un certificato. Viene stabilito controllando il forno, il carico, il ciclo termico, l’operazione di raffreddamento e le prove che dimostrano il conseguimento del risultato richiesto. SAE AMSH6875C considera il trattamento termico proprio in questo senso pratico: i suoi requisiti riguardano le apparecchiature, le procedure, le temperature e i metodi di prova per il trattamento termico degli acciai. Lo stato indicato è quindi un risultato supportato da evidenze di produzione controllata, non una descrizione informale del fornitore. La distinzione è importante perché il ciclo di produzione, il trattamento metallurgico e lo stato di fornitura sono collegati, ma non intercambiabili. La World Steel Association identifica il ciclo altoforno-convertitore a ossigeno basico e il ciclo con forno ad arco elettrico come i due principali cicli di produzione dell’acciaio. La colata continua può quindi produrre bramme, billette o blumi, che vengono laminati per ottenere prodotti piani o lunghi. Il trattamento termico avviene successivamente, oppure tra diverse operazioni di formatura, e modifica la struttura e le proprietà del prodotto. Un acciaio prodotto mediante il ciclo con forno ad arco elettrico non è automaticamente temprato e rinvenuto; un acciaio prodotto attraverso il ciclo integrato non è automaticamente normalizzato. Le norme di prodotto possono controllare sia il ciclo sia lo stato di fornitura, ma li trattano come questioni tecniche distinte. ![Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi](/images/uploads/4d8131cf-27f2-4e8e-95b1-6d8b8b5e0b00/wiki-inline-a-large-industrial-heat-treatment-furnace-containing-a-steel-forging-with-load-t-1920x1288.jpg)[](/images/uploads/4d8131cf-27f2-4e8e-95b1-6d8b8b5e0b00/wiki-inline-a-large-industrial-heat-treatment-furnace-containing-a-steel-forging-with-load-t-1920x1288.avif "Ingrandisci immagine — Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi")Verified heat treatment depends on the temperature of the steel load, not only the furnace set point. ### Requisiti del forno e controllo della temperatura Il forno deve essere in grado di portare l’intero carico nell’intervallo di temperatura specificato e di mantenerlo al suo interno senza variazioni eccessive di temperatura. Questo requisito è più rigoroso del semplice fatto che un regolatore del forno visualizzi la temperatura obiettivo. Un regolatore misura comunemente la temperatura dell’atmosfera o di una zona del forno, mentre l’acciaio si riscalda più lentamente e può essere più freddo al centro di una sezione spessa rispetto alla superficie. Le mappature del forno, le misurazioni nella zona di lavoro e le termocoppie applicate al carico servono a stabilire se l’apparecchiatura garantisce un’uniformità di temperatura accettabile nelle condizioni operative previste. Le apparecchiature di rilevamento della temperatura richiedono la taratura rispetto a un riferimento noto. La procedura applicabile definisce normalmente l’accuratezza dello strumento, il tipo di termocoppia, l’intervallo di taratura, il posizionamento e il trattamento dei sensori guasti o soggetti a deriva. Un set point registrato non equivale a una temperatura del metallo verificata. Per forgiati spessi, barre di grandi dimensioni e carichi strettamente impilati, la posizione di controllo può essere il punto che si riscalda più lentamente, anziché l’atmosfera del forno. La disposizione del carico deve pertanto essere specificata: i pezzi non devono schermarsi reciprocamente, ostacolare la circolazione o creare una massa che il forno non sia stato sottoposto a mappatura per gestire. SAE AMSH6875C è utile proprio perché considera il trattamento termico come un sistema controllato. Riguarda quattro classi di acciaio e non riduce la conformità a un unico valore di temperatura. La capacità dell’apparecchiatura, la misurazione della temperatura, la procedura operativa e la verifica fanno tutte parte del processo. La specifica di prodotto pertinente fornisce comunque i limiti specifici del grado. Per esempio, ISO 683-1:2016 stabilisce i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati realizzati in acciai non legati destinati alla tempra e al rinvenimento, compresi gli stati normalizzato e temprato e rinvenuto. Il responsabile del trattamento termico deve applicare lo stato richiesto alla forma effettiva del prodotto e alle dimensioni della sezione. Anche l’atmosfera del forno può influire sulla conformità. L’ossidazione, la decarburazione e la carburazione possono modificare la composizione chimica superficiale, il sovrametallo dimensionale e lo strato superficiale sensibile alla fatica. Una specifica può richiedere un’atmosfera controllata, un trattamento protettivo o una successiva rimozione della superficie. Il registro del forno dovrebbe identificare l’apparecchiatura, la ricetta, l’atmosfera ove applicabile, le letture della temperatura, gli allarmi e le deviazioni. Se un lotto è stato sottoposto a un’escursione non controllata, la decisione sulla sua accettabilità non può essere dedotta dal solo aspetto. ### Procedure, tempo di mantenimento e modalità di raffreddamento Una procedura di trattamento termico dovrebbe definire la sequenza, non soltanto il nome nominale del ciclo. Normalmente identifica il materiale da trattare, il forno, la velocità di riscaldamento o le fasi di riscaldamento quando sottoposte a controllo, l’intervallo di temperatura di austenitizzazione o di trasformazione, il tempo minimo di mantenimento, i limiti di trasferimento, il mezzo di tempra, l’agitazione, l’operazione di rinvenimento e il metodo di raffreddamento finale. Il periodo di mantenimento richiesto è correlato alla geometria del prodotto e alle condizioni del carico. Non si può presumere che una matassa sottile di vergella e un grande forgiato in acciaio legato raggiungano la stessa temperatura interna nello stesso tempo. Il mantenimento inizia soltanto quando la parte del carico che determina il controllo ha raggiunto la temperatura richiesta, salvo che la norma applicabile consenta esplicitamente un criterio diverso. Avviare il timer quando il forno raggiunge il proprio set point può produrre un centro non sufficientemente riscaldato in una sezione pesante. Questo errore può lasciare fasi non disciolte, una trasformazione incompleta o un gradiente di durezza, anche quando il diagramma sembra mostrare un ciclo corretto. La tempra è un’operazione distinta e controllata. La specifica o la procedura approvata può definire acqua, soluzione polimerica, olio, gas o un altro mezzo, insieme ai limiti relativi a concentrazione, temperatura, circolazione, agitazione e contaminazione. Il ritardo prima della tempra è importante perché il raffreddamento inizia durante il trasferimento dal forno alla vasca. Il carico deve entrare nel mezzo entro l’intervallo consentito, con movimento o agitazione sufficienti a prevenire la formazione di manicotti di vapore e un raffreddamento non uniforme. La temperatura della vasca di tempra e la concentrazione del polimero devono essere misurate; “temprato in olio” non identifica le condizioni dell’olio il giorno del trattamento. La velocità di raffreddamento influisce su aspetti che vanno oltre la durezza. Essa governa la formazione di ferrite, perlite, bainite e martensite, mentre le dimensioni della sezione e la composizione determinano il grado di avanzamento della trasformazione richiesta. Il rinvenimento riduce quindi le tensioni e regola resistenza, tenacità e durezza. Un prodotto temprato e rinvenuto non può essere rappresentato accuratamente dalla sola temperatura di tempra. ASTM A668/A668M-16 illustra l’approccio normativo per i forgiati distinguendo gli stati di fornitura ricotto, normalizzato, normalizzato e rinvenuto, temprato e rinvenuto, e normalizzato-temprato e rinvenuto. Tali designazioni descrivono storie termiche diverse e non sono intercambiabili. Il ciclo specificato può imporre obblighi aggiuntivi. DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda i prodotti piani laminati a caldo in acciai strutturali ad alta resistenza allo snervamento forniti allo stato temprato e rinvenuto, mentre BS EN 10025-3:2019 riguarda i prodotti laminati a caldo in acciai strutturali a grana fine saldabili forniti allo stato normalizzato o laminato normalizzato. Un prodotto laminato normalizzato non è semplicemente un prodotto temprato e rinvenuto con durezza inferiore; il suo ciclo di lavorazione e la microstruttura risultante sono diversi. Analogamente, ASTM A508/A508M-16 riguarda i forgiati in acciaio al carbonio e legato, trattati sotto vuoto, temprati e rinvenuti, destinati a componenti di recipienti a pressione, e richiede la produzione mediante forno elettrico di base, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. Il trattamento termico non può eliminare un requisito relativo al ciclo di produzione della colata. ### Metodi di prova e documentazione La verifica deve collegare il materiale sottoposto a prova alla colata, al prodotto e all’esatto ciclo di trattamento. Le evidenze tipiche comprendono analisi chimica, durezza, resistenza a trazione, carico di snervamento, allungamento, riduzione di area, prova d’urto ove specificata, esame metallografico e controllo superficiale o interno. La norma di prodotto applicabile determina quali prove siano obbligatorie e da quali posizioni debbano essere prelevati i provini. Un provino lavorato a macchina in una posizione conveniente può non rappresentare la regione più spessa o raffreddata più lentamente; pertanto devono essere registrati la posizione di campionamento, l’orientamento e la distanza dalla superficie. La durezza è utile per il controllo del processo, ma non costituisce un sostituto universale delle prove di trazione o d’urto. Due prodotti possono presentare una durezza simile pur differendo per tenacità, segregazione, struttura dei grani o tensioni residue. Le prove meccaniche dimostrano quindi la conformità ai requisiti di proprietà dichiarati, mentre la metallografia e i registri di processo contribuiscono a spiegare se sia stata prodotta la struttura richiesta. Anche le regole per le riprove, la validità dei provini, la taratura delle macchine di prova e l’identificazione del laboratorio fanno parte della catena delle evidenze. Il registro dovrebbe identificare la colata o il materiale, le dimensioni del prodotto, la quantità, il forno e il numero del carico, la revisione della procedura, l’operatore o il documento del sistema, il diagramma della temperatura, le posizioni delle termocoppie, i tempi di mantenimento, le condizioni di tempra, il ciclo di rinvenimento, le deviazioni e la decisione finale. I certificati dovrebbero fare riferimento incrociato ai rapporti di prova, anziché presentare numeri isolati. La tracciabilità deve essere mantenuta durante il taglio, la forgiatura, la laminazione, il trattamento termico e il prelievo dei provini. In assenza di tali registrazioni, un certificato che dichiari “normalizzato” oppure “temprato e rinvenuto” costituisce un’asserzione con un supporto tecnico limitato. Con apparecchiature controllate, una procedura definita e risultati collegati alla stessa identità del materiale, lo stato di fornitura diventa dimostrabile. Questa è la differenza tra uno stato dichiarato e uno stato verificato. ## Stato della superficie, stato dimensionale e proprietà meccaniche Lo stato di fornitura descrive più del semplice nome di un tipo di acciaio. Collega la forma del prodotto, lo stato della superficie, la precisione dimensionale, lo stato di trattamento termico e le proprietà meccaniche specificate. Tali caratteristiche devono tuttavia essere mantenute distinte. Una barra può essere fornita allo stato bonificato con superficie allo stato di laminazione, oppure nella stessa ampia famiglia di leghe dopo finitura a freddo e lavorazione meccanica. La designazione del tipo di acciaio può rimanere invariata, mentre i risultati dei controlli, le tensioni residue e il comportamento in esercizio possono differire. Il ciclo produttivo costituisce un’ulteriore distinzione. La World Steel Association afferma che i due principali cicli siderurgici sono quello altoforno-convertitore a ossigeno basico (BF-BOF) e quello basato sul forno elettrico ad arco (EAF). Il ciclo integrato utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato; il ciclo EAF utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed elettricità (World Steel Association, 2024). Questi cicli di fusione influenzano la purezza, gli elementi residui e i controlli di processo, ma di per sé non definiscono se un prodotto sia ricotto, normalizzato, bonificato, finito a freddo o lavorato meccanicamente. Dopo la colata, le bramme, i blumi e le billette vengono laminati per ottenere prodotti piani e lunghi. Questa sequenza determina in larga misura la forma e la tessitura del prodotto, ma lo stato finale di fornitura può richiedere ulteriori operazioni termiche, meccaniche o superficiali. ### Superfici allo stato di laminazione, lavorate meccanicamente, disincrostate e finite “Stato di laminazione” identifica normalmente una superficie conservata dalla laminazione a caldo, non una descrizione completa del trattamento termico. La superficie può presentare calamina, cioè uno strato di ossido formatosi a temperatura elevata. Il suo aspetto e il suo spessore dipendono dal riscaldamento, dalla temperatura di laminazione, dal raffreddamento, dalla composizione chimica dell’acciaio e dal tempo trascorso prima della disincrostazione. Una lamiera può quindi essere fornita allo stato di laminazione e normalizzata, oppure allo stato di laminazione e in un altro stato termico specificato, purché la norma di prodotto applicabile consenta tale combinazione. La disincrostazione rimuove in parte o completamente la calamina mediante trattamento con getti d’acqua, granigliatura, decapaggio o un altro processo definito. Essa modifica la superficie presentata per l’ispezione visiva, il rivestimento, la saldatura o l’esame ultrasonoro. Non normalizza, tempra o rinviene automaticamente l’acciaio in massa. Una disincrostazione aggressiva o non adeguatamente controllata può rendere visibili pieghe, cordoni o calamina laminata che in precedenza erano mascherati; si tratta di un effetto sul controllo, non necessariamente di un difetto del materiale appena creato. La lavorazione meccanica asporta materiale e può produrre un diametro, una planarità, un profilo o una rugosità controllati. Può inoltre rimuovere la decarburazione superficiale, la calamina e le discontinuità poco profonde. Una barra lavorata meccanicamente non appartiene a un tipo di acciaio diverso semplicemente perché la sua superficie è stata asportata. Tuttavia, la lavorazione può rendere visibili indicazioni subsuperficiali, ridurre la sezione disponibile per le prove di collaudo e creare tensioni locali di trazione o segni termicamente alterati se i parametri di taglio non sono adeguati. La rettifica può introdurre riscaldamenti locali, bruciature o danni superficiali orientati, mentre la tornitura può lasciare segni dell’utensile che agiscono da concentratori di tensione durante il servizio a fatica. La finitura a freddo comprende la trafilatura a freddo, la pelatura, la tornitura, la rettifica o combinazioni di queste operazioni, a seconda della norma di prodotto. A differenza della semplice pulizia, la deformazione a freddo può aumentare il limite di snervamento e la durezza, ridurre l’allungamento, modificare la precisione dimensionale e lasciare tensioni residue. Un prodotto finito a freddo può quindi conservare la stessa designazione nominale dell’acciaio, pur presentando proprietà diverse da quelle di un prodotto laminato a caldo ottenuto dalla stessa colata. La norma ISO 683-1:2016 considera lo stato della superficie e lo stato di trattamento termico come parti distinte dei requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e fucinati realizzati con acciai non legati da bonifica. Lo stato della superficie specificato determina inoltre ciò che un controllo può dimostrare. L’esame visivo di un acciaio lucido e lavorato meccanicamente differisce da quello eseguito attraverso la calamina. La rugosità superficiale influisce sulle misurazioni dello spessore dei rivestimenti, sulle prove di durezza per contatto e sul rilevamento delle cricche. Per un componente critico per la sicurezza, il certificato dovrebbe identificare lo stato della superficie fornita, invece di lasciare il termine “finito” all’interpretazione. ### Tolleranze dimensionali e tensioni residue Lo stato dimensionale riguarda le dimensioni, la forma e le deviazioni ammesse: spessore, diametro, larghezza, lunghezza, rettilineità, planarità, ovalità e profilo. Non è sinonimo né di finitura superficiale né di trattamento termico. La laminazione a caldo produce comunemente variazioni dimensionali più ampie rispetto alla lavorazione meccanica o alla trafilatura a freddo, perché il prodotto si contrae durante il raffreddamento e perché i controlli della luce tra i cilindri, della temperatura e della bombatura hanno limiti intrinseci. La finitura a freddo può restringere le tolleranze, ma può anche produrre curvatura, deformazione plastica non uniforme o variazioni dimensionali anisotrope. Anche il trattamento termico può modificare le dimensioni. La tempra introduce contrazioni termiche non uniformi e trasformazioni di fase; la formazione di martensite comporta un volume diverso da quello dell’austenite di partenza e le differenze tra superficie e cuore possono deformare un componente. Il rinvenimento riduce alcune delle tensioni create dalla tempra, ma non garantisce un prodotto privo di tensioni. La normalizzazione può affinare e ristabilire la struttura dopo la lavorazione a caldo; tuttavia, le differenze di raffreddamento attraverso una sezione spessa possono comunque produrre variazioni dimensionali. La tensione residua è una tensione interna che permane dopo la rimozione del carico esterno o della forza di processo. Può derivare da laminazione, raddrizzatura, trafilatura a freddo, lavorazione meccanica, saldatura, rettifica o trattamento termico non uniforme. La tensione può essere di trazione in superficie e di compressione al di sotto di essa, oppure viceversa. Un componente può rispettare la tolleranza dimensionale al momento del controllo e tuttavia deformarsi quando viene asportato del materiale, quando un rivestimento viene polimerizzato o quando il componente viene saldato. Al contrario, il trattamento di distensione può migliorare la stabilità dimensionale senza modificare la designazione del tipo di acciaio. I requisiti di tolleranza devono pertanto figurare nell’ordine e nella specifica di controllo, non essere presunti in base al nome dell’acciaio. Una lamiera fornita secondo BS EN 10025-3:2019 allo stato normalizzato o normalizzato-laminato è soggetta a requisiti tecnici di fornitura che comprendono più della sola composizione chimica. Analogamente, un prodotto piano bonificato secondo DIN EN 10025-6:2023-06 è disciplinato da requisiti dimensionali, superficiali e meccanici oltre che dal suo stato termico specificato. ### Durezza, resistenza, duttilità e tenacità La durezza è la resistenza all’indentazione o, in alcune prove, alla penetrazione e al rimbalzo. La resistenza a trazione è la massima tensione ingegneristica raggiunta in una prova di trazione; il limite di snervamento descrive l’inizio della deformazione permanente specificata. L’allungamento e la riduzione di area indicano la duttilità. La tenacità riguarda la resistenza alla frattura ed è comunemente valutata mediante prove d’urto a una temperatura specificata e con un determinato orientamento del provino. Queste proprietà sono correlate, ma nessuna può sostituire tutte le altre. La tempra generalmente aumenta la durezza e la resistenza producendo martensite o prodotti di trasformazione misti. Il rinvenimento riduce parte di tale durezza, migliorando al contempo duttilità e tenacità. La ricottura normalmente riduce la resistenza e la durezza e favorisce una struttura più lavorabile. La normalizzazione produce una struttura ferritico-perlitica in molti acciai al carbonio e bassolegati, con proprietà influenzate dal tenore di carbonio, dalle dimensioni della sezione e dalla velocità di raffreddamento. Lo stato normalizzato-laminato può raggiungere le proprietà specificate mediante laminazione e raffreddamento controllati, senza avere una storia metallurgica identica a quella di un prodotto normalizzato separatamente. La designazione dello stato di fornitura deve pertanto essere letta insieme ai requisiti di prova. ASTM A668/A668M-16 classifica i fucinati in acciaio al carbonio e legato come ricotti, normalizzati, normalizzati e rinvenuti, bonificati oppure normalizzati, temprati e rinvenuti. ASTM A434/A434M-24 riguarda le barre in acciaio legato bonificate, lavorate a caldo e finite a freddo; pertanto, le espressioni “finite a freddo” e “bonificate” descrivono parti diverse dello stato di fornitura. SAE AMSH6875C aggiunge requisiti controllati per le apparecchiature dei forni, le procedure, le temperature e i metodi di prova nell’ambito di quattro classi di acciaio. La sola durezza o la sola resistenza a trazione non possono identificare l’intera microstruttura o la storia di processo. Un acciaio a struttura martensitica rinvenuta e un acciaio con un’altra struttura possono mostrare una durezza simile in una determinata posizione, pur differendo per tenacità all’urto, tensioni residue, purezza o comportamento durante la saldatura. La temperatura di prova, l’orientamento del provino, la posizione nella sezione e la frequenza di campionamento sono importanti. Per i fucinati destinati a recipienti a pressione, ASTM A508/A508M-16 richiede la fabbricazione mediante forno elettrico di base, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione; ciò dimostra che la conformità della fornitura può comprendere un ciclo produttivo definito, oltre al trattamento termico e alle prove meccaniche. Il certificato è significativo solo quando tutte queste condizioni collegate vengono esaminate congiuntamente. ## Ragionamento su saldabilità, tenacità e temperatura di esercizio Lo stato di fornitura non è una descrizione informale del materiale da parte del fornitore. Esso registra una combinazione controllata di forma del prodotto, limiti chimici, ciclo di fabbricazione, stato di trattamento termico, condizioni superficiali e proprietà meccaniche specificate. Questi dettagli sono importanti quando l’acciaio viene saldato, perché il materiale base e la zona termicamente alterata (HAZ) della saldatura sono sottoposti a cicli termici differenti. Due prodotti appartenenti alla stessa ampia famiglia degli acciai strutturali possono quindi richiedere controlli di saldatura diversi e reagire in modo differente al vincolo, alla velocità di raffreddamento e alla temperatura di esercizio. Il ciclo di fabbricazione è una variabile, ma non coincide con lo stato di fornitura. Nel 2024, la World Steel Association ha identificato il ciclo altoforno-convertitore a ossigeno basico (BF-BOF) e il ciclo con forno ad arco elettrico (EAF) come i due principali cicli di produzione dell’acciaio. Il ciclo integrato utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato; il ciclo EAF utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro direttamente ridotto o ghisa liquida ed elettricità. La U.S. Environmental Protection Agency ha descritto separatamente il processo a ossigeno basico come l’affinazione della ghisa liquida d’altoforno con rottame, trattando invece la produzione EAF come un ciclo distinto di produzione dell’acciaio. Dopo la colata, le bramme, i blumi o le billette possono essere laminati per ottenere prodotti piani o lunghi. Il ciclo influenza gli elementi residui, la pulizia e la segregazione, ma la norma di prodotto applicabile determina comunque ciò che deve essere fornito e verificato. ### Acciai strutturali a grano fine e saldatura La BS EN 10025-3:2019 costituisce un utile esempio di acciaio strutturale, poiché riguarda prodotti piani e lunghi laminati a caldo di acciai strutturali saldabili a grano fine, forniti allo stato normalizzato o laminato di normalizzazione. Le qualità comprendono designazioni come S275N, S355N, S420N e S460N, con corrispondenti qualità a bassa temperatura quali S275NL, S355NL, S420NL e S460NL. Il suffisso non è ornamentale. Esso identifica uno stato di fornitura e una categoria di tenacità specificati, mentre lo spessore del prodotto e la designazione della qualità influenzano i requisiti applicabili. La normalizzazione, o la laminazione di normalizzazione controllata ove consentita, affina la struttura a grani ferritico-perlitica e stabilisce una condizione iniziale nota per la fabbricazione. Una granulometria fine favorisce generalmente una combinazione utile di resistenza allo snervamento, saldabilità e tenacità Charpy. Tuttavia, non elimina i rischi di saldatura. La HAZ può contenere una regione a grano grossolano adiacente al bordo di fusione, una zona caratterizzata da prodotti di trasformazione alterati e aree che sono state rinvenute o rammollite dal ciclo di saldatura. La temperatura massima, il tempo trascorso al di sopra degli intervalli critici di trasformazione, la velocità di raffreddamento e il successivo riscaldamento determinano tali regioni. #### Precauzioni per la saldatura degli acciai ad alta resistenza Non trasferire i controlli di saldatura da una qualità normalizzata a una qualità bonificata senza qualificazione. Il preriscaldamento, la temperatura tra le passate, l’apporto termico, il controllo dell’idrogeno, il vincolo e lo spessore possono determinare la formazione di cricche e la tenacità della zona termicamente alterata. Equivalente di carbonio **Equivalente di carbonio** Indice calcolato che combina il carbonio e determinati elementi di lega per stimare la temprabilità e la tendenza alla formazione di cricche correlate alla saldatura. L’equivalente di carbonio e il controllo dell’idrogeno sono fondamentali per la scelta della procedura. Una maggiore tendenza all’indurimento, un vincolo eccessivo, una lamiera fredda o materiali d’apporto contenenti idrogeno possono favorire la criccatura a freddo assistita dall’idrogeno, soprattutto nella HAZ o alla radice della saldatura. Il preriscaldamento riduce la velocità di raffreddamento e favorisce la diffusione dell’idrogeno fuori dal giunto; i limiti della temperatura di interpass impediscono un eccessivo ingrossamento del grano e la perdita di tenacità. L’apporto termico deve essere controllato in entrambe le direzioni. Un apporto termico troppo basso può produrre regioni dure e sensibili alla criccatura, mentre un apporto eccessivo può ampliare la HAZ a grano grossolano e ridurre la tenacità. Il termine «saldabile» descrive una capacità generale in condizioni specificate. Non garantisce che ogni giunto, spessore, processo o saldatore soddisfi i relativi criteri di accettazione. La qualificazione di una procedura di saldatura deve stabilire le variabili pertinenti: configurazione del giunto, processo, classificazione del materiale d’apporto, apporto termico, preriscaldamento, temperatura di interpass, spessore della lamiera, vincolo ed eventuale trattamento termico post-saldatura. Lo stato di fornitura è importante perché una procedura qualificata su S355N normalizzato non è automaticamente trasferibile a S690Q bonificato, anche se entrambi sono definiti acciai strutturali. Il vincolo dimensionale aggiunge un ulteriore elemento. Un assieme spesso e fortemente vincolato non può contrarsi liberamente mentre il metallo di saldatura solidifica e la HAZ si raffredda. Le tensioni residue, la distorsione angolare e la deformazione plastica locale possono essere maggiori rispetto a quelle di un provino sottoposto a un vincolo ridotto. Lo spessore del prodotto, la direzione di laminazione, la sequenza dei giunti e l’accostamento dei lembi devono quindi rientrare nella pianificazione della fabbricazione, non soltanto nel certificato del materiale. ### Acciai bonificati nelle strutture soggette a carico Gli acciai bonificati (Q&T) ottengono le proprietà di fornitura attraverso una sequenza deliberata: austenitizzazione, raffreddamento rapido e rinvenimento. La tempra crea prodotti di trasformazione duri, mentre il rinvenimento riduce la fragilità e regola resistenza, duttilità e tenacità. La DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani laminati a caldo di acciai strutturali ad alta resistenza allo snervamento forniti allo stato bonificato. Designazioni come S690Q, S690QL e [S690QL1](/it/materiali/numero-materiale/1.8988 " — composizione, corrispondenze e norme") distinguono le categorie di resistenza e di tenacità all’urto alle temperature di prova definite. Lo stesso trattamento termico che conferisce elevata resistenza all’acciaio Q&T può alterarne localmente le proprietà durante la saldatura. Una HAZ riscaldata al di sopra dell’intervallo di trasformazione può riformare costituenti martensitici o bainitici duri durante il raffreddamento. Una regione riscaldata al di sotto di tale intervallo può essere nuovamente rinvenuta e perdere durezza e resistenza allo snervamento. In un elemento fortemente sollecitato, questa banda rammollita può determinare la deformazione locale, anche se la lamiera base conserva la resistenza certificata. La qualificazione della procedura deve pertanto verificare l’effettiva combinazione di qualità dell’acciaio, spessore e ciclo termico di saldatura, anziché dedurre le prestazioni dal certificato del metallo base. L’apporto termico, la temperatura di interpass e il preriscaldamento richiedono un controllo particolare. Un apporto termico eccessivo può ridurre la tenacità della HAZ o creare una zona rammollita inaccettabile; un apporto termico insufficiente e un raffreddamento rapido possono produrre microstrutture dure e sensibili all’idrogeno. Il trattamento termico post-saldatura può rinvenire ulteriormente la HAZ e il metallo di saldatura, ma non costituisce un rimedio universale per una procedura inadeguata. Può inoltre modificare la resistenza e la precisione dimensionale. Lo stato di fornitura bonificato non equivale al ciclo di fabbricazione. La ASTM A434/A434M-24 consente la produzione per fusione mediante processo Martin-Siemens, ossigeno basico o forno elettrico per barre in acciaio legato bonificato specificate, mentre la ASTM A668/A668M-16 classifica i fucinati in base al trattamento termico di fornitura, comprese le condizioni ricotta, normalizzata, normalizzata e rinvenuta, bonificata e normalizzata, temprata e rinvenuta. Questi esempi mostrano perché la sola indicazione «acciaio legato» o «acciaio EAF» non identifichi lo stato meccanico o di saldatura. Anche la ISO 683-1:2016 definisce i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e fucinati forniti in specifici stati di trattamento termico e di superficie. ### Prove d’urto, effetti dello spessore e qualificazione La prova d’urto Charpy è una prova definita eseguita a una temperatura definita; non costituisce una promessa universale di tenacità a qualsiasi temperatura di esercizio. Una qualità con designazione «L» secondo la BS EN 10025-3:2019 ha una categoria di prova d’urto specificata diversa da quella della corrispondente qualità «N». Il progettista deve correlare tale categoria alla temperatura minima del metallo, allo stato di sollecitazione, alla velocità di deformazione, allo spessore della lamiera e alle conseguenze della frattura. Lo spessore modifica sia la storia termica del materiale sia la domanda strutturale. Dopo la laminazione, la normalizzazione o la saldatura, una lamiera spessa si raffredda in modo diverso rispetto a una lamiera sottile. Può presentare una segregazione maggiore lungo la sezione, sviluppa un vincolo più elevato nel giunto e può mostrare una tenacità diversa tra le zone superficiali e quelle a metà spessore. La saldatura di una lamiera da 100 mm con un apporto termico elevato e molteplici riscaldamenti successivi non è metallurgicamente equivalente alla saldatura di una lamiera da 12 mm della stessa qualità nominale. L’intervallo di qualificazione, la posizione della prova d’urto, la direzione di prelievo dei campioni e l’energia di accettazione devono pertanto seguire le norme di prodotto e di saldatura applicabili. La storia termica comprende anche i riscaldamenti successivi dovuti alle passate di saldatura, ai punti di saldatura, alle riparazioni e al raddrizzamento locale alla fiamma. Ogni ciclo può affinare, ingrossare o rinvenire una parte della HAZ. Nel caso dell’acciaio Q&T, riscaldamenti ripetuti possono ridurre la resistenza; nel caso dell’acciaio normalizzato a grano fine, un’esposizione eccessiva può compromettere l’affinamento del grano. Le prove di qualificazione devono rappresentare l’apporto termico massimo plausibile, le temperature di interpass minima e massima e l’intervallo di spessori pertinente. Per questo un certificato del materiale non può sostituire la qualificazione di una procedura di saldatura. La valutazione in funzione della temperatura di esercizio deve concludersi con l’esame della struttura effettiva, non con il solo nome della qualità. Occorre confermare lo stato di fornitura, lo spessore, la temperatura d’urto specificata, la procedura di saldatura, le evidenze sulla tenacità della HAZ e il livello di vincolo. Solo allora è possibile collegare in modo credibile una qualità dichiarata ai carichi e alle temperature cui sarà sottoposta la struttura fabbricata. ## Forgiati per recipienti a pressione e perché ASTM A508/A508M è diverso ASTM A508/A508M-16 non è semplicemente una designazione per un acciaio al carbonio o legato con una composizione chimica specificata. Il suo titolo identifica una combinazione controllata di forma del prodotto, applicazione in esercizio, stato di trattamento termico e pratica siderurgica: **forgiati in acciaio al carbonio e legato, trattati sotto vuoto, temprati e rinvenuti, per componenti di recipienti a pressione**. È proprio questa combinazione a costituire l’elemento centrale. Un forgiato ottenuto da una famiglia di acciai legati può quindi soddisfare una condizione di fornitura e non un’altra. La stessa composizione chimica generale non stabilisce se l’acciaio sia stato trattato sotto vuoto, forgiato nella forma richiesta, temprato e rinvenuto o accettato secondo i requisiti per recipienti a pressione. Si tratta di questioni tecniche distinte, che ASTM A508/A508M-16 riunisce in un’unica specifica specifica per l’applicazione. ### Campo di applicazione dei forgiati per recipienti a pressione trattati sotto vuoto ASTM A508/A508M-16 riguarda componenti forgiati utilizzati nella costruzione di recipienti a pressione. Il prodotto non è una barra generica successivamente lavorata per ottenere un componente; è una parte forgiata in acciaio al carbonio o legato, destinata a contenere la pressione, fornita allo stato temprato e rinvenuto e soggetta a disposizioni relative al trattamento sotto vuoto. Di conseguenza, il ciclo produttivo e lo stato di fornitura fanno parte dell’identità tecnica della specifica. La forgiatura modifica la forma e, generalmente, anche la struttura interna di deformazione dell’acciaio, ma di per sé non determina le proprietà meccaniche finali. Tali proprietà dipendono dalla composizione, dalla riduzione durante la forgiatura, dalle dimensioni della sezione, dal raffreddamento, dalla tempra, dal rinvenimento e dalla posizione da cui vengono prelevati i provini di qualifica. Un grande forgiato per recipiente a pressione presenta inoltre un problema di temprabilità attraverso lo spessore molto più rilevante rispetto a una barra di piccole dimensioni. La superficie può raffreddarsi rapidamente, mentre il centro si raffredda più lentamente, producendo prodotti di trasformazione e tenacità differenti lungo la sezione se il trattamento termico non è progettato e controllato in funzione del componente. Il trattamento sotto vuoto affronta un’altra parte del rischio. La riduzione dei gas disciolti e il controllo delle inclusioni non metalliche possono essere di grande importanza quando un forgiato di elevato spessore deve conservare la tenacità e resistere a condizioni di esercizio cicliche o ad alta pressione. Il requisito non afferma che ogni inclusione venga eliminata, né sostituisce la forgiatura o il trattamento termico. Si tratta di un controllo aggiuntivo sulle condizioni dell’acciaio liquido prima che il forgiato raggiunga lo stato finale di fornitura. Per questo motivo, la sola indicazione “temprato e rinvenuto” non è sufficiente a descrivere un forgiato conforme ad A508/A508M. ASTM A668/A668M-16, una specifica più ampia per i forgiati, classifica i forgiati in base al trattamento termico di fornitura, includendo gli stati ricotto, normalizzato, normalizzato e rinvenuto, temprato e rinvenuto e normalizzato, temprato e rinvenuto. Tale classificazione indica all’utilizzatore come il forgiato sia stato trattato termicamente. A508/A508M aggiunge requisiti specifici per l’applicazione relativi al trattamento sotto vuoto e al ciclo produttivo consentito. La distinzione emerge anche in altre norme. ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati forniti in condizioni definite di trattamento termico e di superficie. DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani laminati a caldo in acciai strutturali ad alto limite di snervamento, forniti allo stato temprato e rinvenuto. Nessuno dei due riferimenti trasforma un normale prodotto strutturale in un forgiato per recipiente a pressione. La forma del prodotto, la categoria di servizio e il ciclo produttivo specificato rimangono determinanti. ### Produzione mediante processo al forno elettrico basico e alternative consentite ASTM A508/A508M-16 richiede la produzione mediante **processo al forno elettrico basico**, salvo il ricorso a un processo accettato di affinazione secondaria o di rifusione. Questa formulazione costituisce un controllo del ciclo produttivo e non significa che tutti i forni elettrici producano acciai identici. La pratica di forno, i materiali di carica, l’affinazione, la disossidazione, il trattamento sotto vuoto, la colata e la successiva forgiatura influenzano comunque la pulizia e la qualità interna. La World Steel Association individua due principali cicli di produzione dell’acciaio: il ciclo altoforno/forno a ossigeno basico e il ciclo al forno ad arco elettrico. La descrizione delle materie prime del 2024 distingue i relativi input: il ciclo integrato utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato, mentre il ciclo al forno ad arco elettrico utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro ridotto direttamente o ghisa liquida ed elettricità. Anche la U.S. Environmental Protection Agency distingue il processo basico a ossigeno, che affina la ghisa liquida d’altoforno con rottame, dal distinto processo al forno ad arco elettrico. Questa distinzione tra cicli non deve essere confusa con le fasi produttive successive. Secondo la World Steel Association, la colata continua trasforma l’acciaio liquido in bramme, billette e blumi, che vengono poi laminati per ottenere prodotti piani e lunghi. Un forgiato per recipiente a pressione richiede invece un prodotto colato idoneo, seguito da una deformazione sufficiente e da un’operazione di forgiatura controllata. Il trattamento termico viene eseguito dopo tali operazioni di formatura, o in parte parallelamente ad esse; non è un altro nome per il ciclo al forno elettrico. La formulazione di A508/A508M consente alternative attraverso l’affinazione secondaria o la rifusione, invece di considerare equivalenti tutti i possibili cicli di fusione primaria. L’affinazione secondaria può controllare ulteriormente la composizione, i gas e le inclusioni dopo la fusione iniziale. I processi di rifusione producono un nuovo lingotto a partire da acciaio precedentemente prodotto e possono consentire un controllo aggiuntivo della segregazione e della pulizia. La struttura della norma stabilisce quindi, in sostanza, che un ciclo primario diverso può essere accettabile solo quando le condizioni specificate di affinazione o rifusione forniscono la base tecnica richiesta. Il requisito non deve essere applicato indistintamente a ogni prodotto siderurgico. ASTM A434/A434M-24, per esempio, riguarda barre in acciaio legato lavorate a caldo e finite a freddo, temprate e rinvenute, e identifica la produzione mediante focolare aperto, ossigeno basico e forno elettrico come cicli di fusione consentiti. Una specifica per barre può consentire tali alternative perché il suo campo di applicazione, la geometria del prodotto, le ipotesi di servizio e i criteri di accettazione sono diversi. A508/A508M è più restrittiva perché, nel caso di un forgiato per recipiente a pressione, le conseguenze di discontinuità interne, segregazione o proprietà insufficienti attraverso lo spessore sono differenti. ### Perché le specifiche specifiche per l’applicazione impongono controlli sul ciclo produttivo I componenti per recipienti a pressione non vengono valutati soltanto in base al limite di snervamento nominale e alla resistenza a trazione. Il loro cedimento può comportare frattura fragile, fatica, concentrazione delle tensioni, interazione con le saldature, danneggiamento correlato all’idrogeno o un’ipotesi di perdita prima della rottura che dipende dal comportamento verificato del materiale. I controlli sul ciclo produttivo contribuiscono a limitare cause che la sola composizione chimica e la sola prova di trazione potrebbero non rilevare. Per un forgiato conforme ad A508/A508M, il ciclo specificato opera insieme alla riduzione di forgiatura, al trattamento sotto vuoto e al ciclo di tempra e rinvenimento. Il risultato è uno stato di fornitura costituito da diversi livelli interconnessi: una forma di prodotto forgiata; una storia controllata di fusione e affinazione; un acciaio trattato sotto vuoto; e uno stato definito di trattamento termico. Eliminando uno di questi livelli, cambia la descrizione del prodotto. Questa logica spiega perché un’etichetta del fornitore come “acciaio legato forgiato, temprato e rinvenuto” sia tecnicamente incompleta. Può identificare la forma e il trattamento termico, ma non dire nulla sul trattamento sotto vuoto o sul ciclo di fusione consentito. Al contrario, “acciaio prodotto al forno elettrico” fornisce un’informazione sulla produzione primaria, ma non indica se il componente sia stato forgiato, temprato e rinvenuto o accettato secondo una specifica per recipienti a pressione. I controlli sul ciclo produttivo sono quindi giustificati quando l’applicazione rende la qualità interna e la tracciabilità fattori critici per la sicurezza. Non devono essere generalizzati alle normali barre, ai prodotti piani o ai prodotti strutturali solo perché tali prodotti possono contenere gli stessi elementi di lega o essere forniti allo stato temprato e rinvenuto. BS EN 10025-3:2019 riguarda prodotti strutturali saldabili in acciaio a grano fine, normalizzati o laminati normalizzati, mentre DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani strutturali temprati e rinvenuti. Le loro condizioni di fornitura rispondono a questioni diverse di servizio e produzione. ASTM A508/A508M-16 è diversa perché considera il ciclo produttivo parte integrante del requisito relativo al materiale per recipienti a pressione. L’acciaio non è definito soltanto dalla composizione chimica del grado, ma da ciò che è, da come è stato prodotto, da come è stato trattato e dall’impiego per il quale è destinato. ![Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi](/images/uploads/537c61fe-dc93-4963-92da-04d38b794bb9/wiki-inline-a-steel-material-certificate-beside-a-traceability-tag-and-a-marked-steel-bar-ca-1920x1920.jpg)[](/images/uploads/537c61fe-dc93-4963-92da-04d38b794bb9/wiki-inline-a-steel-material-certificate-beside-a-traceability-tag-and-a-marked-steel-bar-ca-1920x1920.avif "Ingrandisci immagine — Condizioni di fornitura dell’acciaio e processi produttivi")A certificate is useful only when its grade, product, treatment and test evidence trace to the same material. ## Come leggere un certificato del materiale e il riferimento alla norma Un certificato del materiale non è una descrizione autonoma dell’acciaio. È la prova che un determinato prodotto, identificato mediante designazione, dimensioni e numero di colata o di fusione, è stato fornito in conformità a requisiti definiti. Deve essere letto insieme alla norma di prodotto citata e alla relativa edizione. “S355N secondo EN 10025-3” non ha lo stesso significato di “S355J2+N secondo EN 10025-2” e “42CrMo4 +QT” non è intercambiabile con lo stesso grado fornito allo stato ricotto. ### Grado, norma di prodotto e stato di fornitura Iniziare identificando la norma di prodotto applicabile, il relativo anno di pubblicazione o stato degli emendamenti e la designazione del grado esattamente come riportata. La norma stabilisce i limiti chimici, le forme di prodotto ammesse, gli stati di fornitura, i requisiti meccanici, le dimensioni o tolleranze, le disposizioni relative ai controlli e le eventuali clausole supplementari. Un certificato che riporti soltanto un grado, come S690Q o 42CrMo4, è incompleto ai fini dell’interpretazione tecnica, poiché lo stesso grado può essere disciplinato da norme di prodotto diverse o fornito in forme differenti. Successivamente, identificare la forma del prodotto. “Lamiera”, “prodotto piano”, “barra”, “vergella”, “forgiato”, “billetta” e “tubo senza saldatura” descrivono categorie di prodotto diverse, soggette a regole differenti per quanto riguarda le prove e le dimensioni. La colata continua produce semilavorati quali bramme, billette e blumi; questi vengono poi trasformati in prodotti piani o lunghi, come descritto dalla World Steel Association nel 2024. Pertanto, un certificato relativo a una lamiera laminata non dimostra automaticamente la conformità di un anello forgiato realizzato con acciaio di composizione simile. Lo stato di fornitura è una condizione definita dalle norme, non una descrizione generica del fornitore. Può combinare forma del prodotto, stato superficiale, trattamento termico e requisiti meccanici. La norma ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e forgiati realizzati in acciai non legati destinati a tempra e rinvenimento, compresi gli stati normalizzato e bonificato. La designazione “+N” identifica generalmente il materiale normalizzato o laminato normalizzato, quando tale significato è definito dalla norma applicabile; “+QT” identifica il materiale bonificato. Il significato preciso deriva comunque dalla norma citata. La norma BS EN 10025-3:2019 riguarda prodotti piani e lunghi laminati a caldo in acciai strutturali saldabili a grano fine forniti allo stato normalizzato o laminato normalizzato, compresi gradi quali S275N e S355N. La norma DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda prodotti piani laminati a caldo in acciai strutturali ad alta resistenza allo snervamento forniti allo stato bonificato, comprese designazioni quali S690Q. Non si tratta semplicemente di denominazioni alternative per uno stesso stato di fornitura. La normalizzazione, la laminazione normalizzante, la tempra e il rinvenimento producono microstrutture diverse e, di conseguenza, differenti livelli di resistenza, tenacità e limiti di fabbricazione. Registrare lo spessore nominale, la larghezza, la lunghezza o il diametro e verificare se il certificato riporti dimensioni nominali o effettive. Lo spessore può influire sia sui valori meccanici specificati sia sulla posizione di prelievo dei provini. Anche lo stato superficiale deve essere esaminato separatamente: allo stato laminato, disincrostato, lavorato meccanicamente, pelato o rettificato può avere implicazioni diverse per quanto riguarda i difetti, il controllo dimensionale e le lavorazioni successive. Non dedurre la qualità superficiale da un suffisso relativo al trattamento termico. ### Processo di fusione, numero di colata e tracciabilità Il processo di fabbricazione costituisce un campo distinto dallo stato di fornitura. La World Steel Association individua due principali processi di produzione dell’acciaio: il processo altoforno/convertitore a ossigeno basico e il processo con forno elettrico ad arco. Nella descrizione delle materie prime del 2024, la World Steel Association indica che il processo integrato utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato, mentre il processo con forno elettrico ad arco utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro preridotto o ghisa liquida ed energia elettrica. La U.S. Environmental Protection Agency ha descritto il processo a ossigeno basico come l’affinazione della ghisa liquida proveniente dall’altoforno con rottami, considerando invece il processo con forno elettrico ad arco come un processo siderurgico distinto. Un certificato può indicare il processo di fusione, l’affinazione secondaria, il trattamento sotto vuoto, la rifusione elettroslag o un’altra qualificazione del processo. Non considerare tali indicazioni come prova dello stato di trattamento termico. La norma ASTM A434/A434M-24 consente la produzione con forno a suola, convertitore a ossigeno basico e forno elettrico per le barre in acciaio legato bonificate, lavorate a caldo e finite a freddo, cui si applica. La norma ASTM A508/A508M-16, al contrario, richiede la produzione in forno elettrico basico, salvo il ricorso ad affinazione secondaria o rifusione. Tali clausole impongono requisiti relativi al processo perché così stabilito dalla norma di prodotto; non significano che ogni acciaio bonificato debba essere prodotto mediante fusione in forno elettrico. Il numero di colata, il numero di fusione o l’identificazione della colata costituiscono il collegamento tra il certificato e il materiale fisico. Devono comparire sul certificato, sulla marcatura del prodotto, sul cartellino del fascio, nella documentazione del forgiato o nella registrazione del controllo dei materiali. La tracciabilità può passare attraverso diversi identificativi: colata di forno, linea o colata continua, bramma o billetta, lotto di laminazione, carica di forgiatura e numero del pezzo finito. Verificare che la catena sia continua. Un risultato di prova della colata H1234 non può essere attribuito alla colata H1235 soltanto perché entrambe riportano lo stesso grado e sono state lavorate nello stesso giorno. Quando il certificato riporta “analisi di colata”, “analisi di prodotto” o “analisi di controllo”, leggere attentamente il termine utilizzato. L’analisi di colata rappresenta la composizione dichiarata dell’acciaio liquido della colata; l’analisi di prodotto viene effettuata sul prodotto finito e può essere soggetta a scostamenti ammessi differenti. Carbonio, manganese, silicio, cromo, nichel, molibdeno, fosforo, zolfo, azoto ed elementi di microalligazione devono essere confrontati con i limiti stabiliti dalla norma citata, non con una tabella generica dei gradi tratta da un’altra edizione. ### Prove meccaniche, trattamento termico e criteri di accettazione Distinguere il risultato registrato dal requisito di accettazione. Un certificato può riportare il carico di snervamento, la resistenza a trazione, l’allungamento, l’energia d’urto, la durezza, la riduzione di area o il risultato di un esame non distruttivo. Ogni valore deve essere associato alla direzione di prova, alla posizione del provino, all’intervallo di spessore, alla temperatura di prova, all’unità di misura e al metodo normativo. Per esempio, un risultato d’urto di 40 J non è interpretabile senza sapere se si tratti dell’energia Charpy con intaglio a V a 0 °C, −20 °C o a un’altra temperatura specificata. Verificare se il risultato sia un valore misurato o una dichiarazione di conformità e se la norma richieda prove su ogni colata, ogni lotto, ogni forgiato o su un campione definito. L’accettazione può dipendere dal carico di snervamento minimo, dall’intervallo della resistenza a trazione, dall’allungamento minimo, dalla media dell’energia d’urto e dal valore minimo individuale, dall’intervallo di durezza o dalla procedura di ripetizione della prova ammessa. L’indicazione “conforme” è utile soltanto quando i criteri applicabili sono visibili o chiaramente richiamati. Il registro del trattamento termico deve identificare lo stato, il forno o l’apparecchiatura, il lotto, le date del trattamento ove richiesto, le temperature, il tempo di mantenimento, il metodo di raffreddamento e i dettagli del rinvenimento. La norma SAE AMSH6875C stabilisce requisiti per il trattamento termico degli acciai, comprendenti apparecchiature del forno, procedure, temperature e metodi di prova. La norma ASTM A668/A668M-16 classifica i forgiati in base al trattamento termico di fornitura, comprendendo gli stati ricotto, normalizzato, normalizzato e rinvenuto, bonificato e normalizzato-temprato-rinvenuto. Tali categorie descrivono il trattamento eseguito sul forgiato prima della fornitura; non indicano se l’acciaio sia stato prodotto mediante BOF o EAF. Infine, esaminare i requisiti supplementari. Possono riguardare il controllo ultrasonoro, la prova di trazione attraverso lo spessore, la prova d’urto, la dimensione del grano, la pulizia, i controlli di saldabilità, la mappatura della durezza, l’ispezione superficiale o la limitazione di determinati elementi residui. Tali requisiti sono spesso richiamati da una specifica di acquisto o da una clausola aggiuntiva, anziché dalla denominazione del grado in sé. Il certificato ha significato tecnico soltanto quando grado, norma di prodotto ed edizione, forma del prodotto, dimensioni, stato di fornitura, dichiarazione relativa al processo, identificazione della colata, registro del trattamento e documentazione delle prove si riferiscono tutti allo stesso materiale. ## Interpretazioni errate comuni e quadro di confronto basato sulle norme ### Perché EAF non indica un comportamento universale del materiale “Acciaio EAF” identifica una via siderurgica, non un insieme di proprietà del prodotto finito. La World Steel Association afferma che le due principali vie di produzione dell’acciaio sono quella dell’altoforno–convertitore a ossigeno basico (BF–BOF) e quella del forno elettrico ad arco (EAF). Distingue inoltre i loro principali materiali di carica: la via integrata utilizza minerale di ferro, carbone metallurgico, calcare e acciaio riciclato, mentre la via EAF utilizza principalmente acciaio riciclato, ferro a riduzione diretta (DRI), metallo caldo ed elettricità. Questa distinzione è importante, ma da sola non consente di prevedere lo stato finale di fornitura. Una carica EAF costituita principalmente da acciaio riciclato può contenere elementi residui quali rame, stagno o cromo in quantità diverse rispetto a una carica basata in larga misura su DRI. La selezione del rottame, la diluizione con DRI o metallo caldo, la pratica di fusione, l’iniezione di ossigeno, il controllo della scoria, la raffinazione secondaria e il trattamento sotto vuoto influenzano tutti la composizione chimica e la pulizia risultanti. Il produttore può inoltre colare l’acciaio in bramme, billette o blumi e quindi applicare diversi gradi di riduzione, cicli di raffreddamento e operazioni di finitura. La World Steel Association descrive direttamente questa sequenza: la colata continua produce semilavorati quali bramme, billette e blumi, che vengono successivamente laminati per ottenere prodotti piani e lunghi. La via EAF non determina quindi se un prodotto sarà duttile, a grano grosso, sensibile alle inclusioni, saldabile o adatto a uno specifico servizio a fatica. Tali risultati dipendono dalla composizione chimica del grado, dai limiti relativi agli elementi residui, dal controllo di azoto e idrogeno, dalla pratica di colata e riduzione, dall’affinamento del grano, dalle dimensioni del prodotto e dal trattamento termico. La U.S. Environmental Protection Agency ha definito chiaramente la distinzione tra le vie nel 1995: la produzione dell’acciaio mediante ossigeno basico raffina il ferro fuso d’altoforno con rottame, mentre la produzione dell’acciaio EAF è un processo distinto. Questa affermazione separa la via siderurgica dalla successiva qualificazione del prodotto; non crea una categoria di materiale EAF dal comportamento universale. Anche le norme possono trattare diversamente la via di produzione. ASTM A434/A434M-24 consente le vie di fusione mediante forno Martin-Siemens, ossigeno basico e forno elettrico per barre di acciaio legato sottoposte ai trattamenti di tempra e rinvenimento previsti, fatti salvi gli altri requisiti della norma. Al contrario, ASTM A508/A508M-16 richiede la produzione in forno elettrico basico per i fucinati destinati a recipienti a pressione contemplati dalla norma, salvo il ricorso a raffinazione secondaria o rifusione. La via di produzione costituisce quindi una variabile di conformità nei casi in cui la norma lo specifichi, ma rimane soltanto una delle variabili. Un certificato di colata che riporti “EAF” non può sostituire il grado, la forma del prodotto, le dimensioni, lo stato di trattamento termico e i risultati delle prove prescritti. ### Perché normalizzato non equivale a bonificato “Normalizzato” e “bonificato” descrivono stati metallurgici di fornitura, non denominazioni alternative dello stesso trattamento. Nel processo di normalizzazione, l’acciaio viene riscaldato al di sopra del pertinente intervallo di trasformazione e raffreddato in aria calma. Il trattamento affina o ripristina la struttura ferritico-perlitica e riduce alcuni effetti della laminazione o della forgiatura precedenti. La resistenza e la tenacità risultanti dipendono dal carbonio equivalente, dal contenuto di elementi di lega, dallo spessore della sezione e dalle condizioni di raffreddamento. La tempra è diversa. L’acciaio viene riscaldato in modo da formare austenite e poi raffreddato abbastanza rapidamente da produrre un costituente di trasformazione sostanzialmente più duro, comunemente martensite oppure una miscela martensite–bainite. Segue il rinvenimento, che riduce le tensioni di tempra e regola durezza, resistenza e tenacità. La struttura finale non è quindi la stessa prodotta dalla normalizzazione e i due stati non devono essere intercambiati in una specifica o in una procedura di fabbricazione. Un terzo termine genera frequenti confusioni: “laminato normalizzato”. In un ciclo di laminazione normalizzata, le passate finali di laminazione sono controllate in modo che lo stato risultante assomigli a quello dell’acciaio normalizzato, sebbene il prodotto possa non essere sottoposto a un successivo trattamento completo di normalizzazione in forno. La temperatura, la riduzione e il controllo delle passate di finitura fanno parte della via di produzione. “Normalizzato” e “laminato normalizzato” sono descrizioni correlate dello stato di fornitura, ma non costituiscono indicazioni di processo identiche. BS EN 10025-3:2019 riguarda i prodotti piani e lunghi laminati a caldo in acciaio strutturale saldabile a grano fine, forniti allo stato normalizzato o laminato normalizzato. Questa formulazione è intenzionale. Definisce una famiglia di stati di fornitura ammessi insieme a gradi, qualità e spessori specificati fino a 250 mm; non implica che ogni prodotto della famiglia abbia ricevuto la stessa storia termica. I prodotti bonificati sono disciplinati da una logica diversa in materia di proprietà. DIN EN 10025-6:2023-06 riguarda i prodotti piani laminati a caldo in acciai strutturali ad alta resistenza allo snervamento, forniti allo stato bonificato. La resistenza specificata viene ottenuta mediante tempra e rinvenimento, con requisiti dipendenti dallo spessore e corrispondenti limitazioni relative a saldatura, formatura e riscaldamento per riparazione. Un grado normalizzato con una resistenza nominale allo snervamento simile non costituisce automaticamente un sostituto, perché la microstruttura, la distribuzione della durezza, il comportamento attraverso lo spessore e la risposta della zona termicamente alterata possono essere diversi. ASTM A668/A668M-16 mostra perché la formulazione relativa allo stato di fornitura debba essere letta con precisione. Classifica i fucinati in acciaio al carbonio e legato come ricotti, normalizzati, normalizzati e rinvenuti, bonificati oppure normalizzati, temprati e rinvenuti. Si tratta di classificazioni distinte, non di variazioni stilistiche. Anche ISO 683-1:2016 specifica i requisiti tecnici di fornitura per semilavorati, barre, vergella, prodotti piani e fucinati in stati definiti di trattamento termico e di superficie. “Trattato termicamente” è una formulazione troppo generica quando la norma di riferimento distingue questi stati. ### Perché i gradi equivalenti non corrispondono automaticamente a stati di fornitura equivalenti Una designazione di grado generalmente definisce la composizione chimica e un insieme di requisiti meccanici o tecnologici. Non identifica sempre il prodotto completo che arriva alla fabbricazione. Due documenti possono indicare acciai chimicamente comparabili, pur differendo per forma del prodotto, intervallo di spessore, trattamento termico di fornitura, stato superficiale, posizione di prelievo dei provini, temperatura di prova, frequenza delle prove d’impatto, esame ultrasonoro o via di produzione ammessa. La forma del prodotto è il primo elemento da verificare. Una lamiera, una barra, un fucinato e una vergella non sviluppano la stessa storia di deformazione né la stessa uniformità delle proprietà, anche quando la loro composizione chimica nominale è simile. Anche lo spessore è determinante: le velocità di raffreddamento e gli effetti della segregazione cambiano con la dimensione della sezione, perciò un requisito stabilito per una lamiera da 20 mm non può essere applicato automaticamente a un fucinato da 180 mm. Lo stato di fornitura deve quindi essere abbinato con precisione. Un prodotto normalizzato, un prodotto laminato normalizzato e un prodotto bonificato possono presentare valori simili di resistenza allo snervamento, pur avendo durezza, tenacità e limitazioni alla saldatura diverse. Anche lo stato superficiale è importante. Le diciture “laminato tal quale”, decapato, lavorato meccanicamente, finito a freddo e forgiato implicano presupposti diversi riguardo a decarburazione, scaglia, tolleranze dimensionali e controlli. Le disposizioni relative alle prove possono smentire una pretesa di equivalenza formulata con superficialità. Occorre verificare se le prove di trazione e d’impatto siano obbligatorie, dove vengano prelevati i provini, quale orientamento venga utilizzato e se le prove siano eseguite per colata, lotto, fucinato o intervallo di spessore. ISO 683-1:2016, BS EN 10025-3:2019, DIN EN 10025-6:2023-06 e le norme ASTM sui fucinati associano i requisiti a categorie definite di prodotti, non alla sola composizione chimica. #### Elenco di controllo per il confronto dei materiali - **Percorso** Registrare il percorso di fusione e raffinazione quando richiesto. - **Forma del prodotto** Identificare la lamiera, la barra, la vergella, il fucinato o un’altra forma. - **Trattamento termico** Indicare la condizione ricotta, normalizzata, laminata normalizzata, bonificata o un’altra condizione definita. - **Superficie e dimensioni** Registrare la finitura, lo spessore, il diametro, le tolleranze e la dimensione della sezione. - **Prove** Allineare i requisiti relativi a trazione, urto, durezza, ispezione e campionamento alla norma di riferimento. - **Evidenze** Collegare il certificato, il numero di colata, la registrazione del trattamento e il rapporto di prova al prodotto fisico. Una matrice pratica di confronto dovrebbe quindi riportare la via di produzione in una colonna, senza però considerarla mai la colonna decisiva. Le colonne restanti dovrebbero identificare la forma del prodotto e l’intervallo dimensionale, il grado e la norma di riferimento, il trattamento termico di fornitura, lo stato superficiale, i requisiti meccanici e d’impatto, i controlli supplementari e le evidenze di verifica quali numero di colata, registrazione del trattamento, rapporto di prova e dichiarazione di conformità. Il confronto finale dovrebbe essere letto lungo l’intera riga: **via di produzione → forma del prodotto → trattamento termico → norma e grado → requisiti di prova e superficiali → evidenze documentate**. Solo allora sarà possibile giudicare tecnicamente comparabili due forniture nominalmente simili. ## Riferimenti 1. \[1\] ASTM International. [Standard Specification for Steel Forgings, Carbon and Alloy, for General Industrial Use](https://store.astm.org/a0668_a0668m-16.html). ASTM A668/A668M-16, 2016. [](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#wiki-cite-ref-1) https://store.astm.org/a0668\_a0668m-16.html 2. \[2\] ASTM International. [Standard Specification for Quenched and Tempered Alloy Steel Forgings for Pressure Vessel Components](https://store.astm.org/a0508_a0508m-16.html). ASTM A508/A508M-16, 2016. [](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#wiki-cite-ref-2) https://store.astm.org/a0508\_a0508m-16.html 3. \[3\] International Organization for Standardization. [Heat-treatable steels, alloy steels and stainless steels — Part 1](https://www.iso.org/standard/70642.html). ISO 683-1:2016, 2016. [](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#wiki-cite-ref-3) https://www.iso.org/standard/70642.html 4. \[4\] World Steel Association. [Steelmaking process](https://worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/). World Steel Association technical resource, 2024. [](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#wiki-cite-ref-4) https://worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/ 5. \[5\] World Steel Association. [Steelmaking process](https://worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/). World Steel Association technical resource, 2024. [](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#wiki-cite-ref-5) https://worldsteel.org/about-steel/steelmaking-process/ 6. \[6\] DIN Media. [Hot rolled products of structural steels — Part 6](https://www.dinmedia.de/en/standard/din-en-10025-6/366216503). DIN EN 10025-6:2023-06, 2023. [](/it/wiki/famiglie-di-acciai/condizioni-di-fornitura-dell-acciaio-e-processi-produttivi#wiki-cite-ref-6) https://www.dinmedia.de/en/standard/din-en-10025-6/366216503 **Condizione di fornitura a colpo d’occhio** Principali percorsi di fusione Altoforno–convertitore a ossigeno basico e forno elettrico ad arco Forme dei prodotti Lamiere da treno quarto, lamiere, barre, vergella, prodotti piani e fucinati Condizioni termiche Ricotto, normalizzato, laminato normalizzato, normalizzato e rinvenuto, bonificato Evidenze richieste Composizione chimica, dimensioni, stato superficiale, trattamento termico e prove meccaniche [Torna a Famiglie di acciai](/it/wiki/famiglie-di-acciai "Famiglie di acciai — Steel Wiki")