Acciaio al cromo molibdeno

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Più biciclette sono fatte di acciaio di qualsiasi altro materiale, ma non tutto l’acciaio è creato uguale. Le nostre biciclette a Detroit Bikes sono fatte di acciaio al cromo molibdeno americano, comunemente noto come Chromoly. Chromoly è un acciaio in lega di cromo con un contenuto medio di carbonio e .8% – 1,1% di molibdeno per la forza. È un acciaio che è più forte dell’acciaio al carbonio (più comunemente usato nella produzione di biciclette), quindi possiamo usare tubi a parete sottile, dandoti un telaio leggero che durerà per anni di guida.
L’alluminio è il secondo materiale più comunemente usato per la produzione di biciclette. È più leggero e più rigido dell’acciaio, ma è anche più fragile e facilmente danneggiabile. Il Chromoly è leggermente più pesante dell’alluminio, ma il telaio può essere più sottile e ha una rigidità ridotta, che fornisce una guida più fluida.
L’acciaio è duttile, a differenza dell’alluminio, il che rende possibile offrire tubi in acciaio senza saldatura più resistenti. Inoltre, l’acciaio è affidabile: si guasta in modo prevedibile, piegandosi prima di rompersi. L’alluminio, invece, è più simile al vetro, che si rompe prima di piegarsi.

Acciaio inossidabile

L’acciaio 41xx è una famiglia di gradi di acciaio SAE, come specificato dalla Society of Automotive Engineers (SAE). Gli elementi di lega includono cromo e molibdeno, e di conseguenza questi materiali sono spesso informalmente indicati come acciaio al cromo (le varianti comuni includono cromo-moly, cro-moly, CrMo, CRMO, CR-MOLY, e simili). Hanno un eccellente rapporto forza-peso e sono notevolmente più forti e più duri dell’acciaio standard 1020, ma non sono facilmente saldabili, richiedendo un trattamento termico sia prima che dopo la saldatura per evitare la criccatura a freddo.[1]
Esempi di applicazioni per il 4130, 4140 e 4145 includono tubi strutturali, telai di biciclette, bombole di gas per il trasporto di gas pressurizzati, parti di armi da fuoco, componenti di frizioni e volani e gabbie a rulli. Il 4150 si distingue per essere uno degli acciai accettati per l’uso nelle canne dei fucili M16 e delle carabine M4 dall’esercito degli Stati Uniti. Questi acciai sono anche usati in parti di aerei e quindi la tubatura strutturale di grado 41xx è talvolta indicata come “tubatura di aerei”.

Acciaio legato

Il molibdeno aumenta principalmente la resistenza alla corrosione degli acciai inossidabili (vedi Gradi e proprietà). I gradi di acciai inossidabili contenenti molibdeno sono generalmente più resistenti alla corrosione dei gradi senza molibdeno. Essi sono utilizzati in applicazioni che sono più corrosivi, come gli impianti di trattamento chimico o in applicazioni marine. Ci sono molti gradi di acciai inossidabili con diversi contenuti di molibdeno (e cromo, nichel, azoto, ecc.). Il grado migliore per una data applicazione viene selezionato in base alla corrosività dell’ambiente di servizio. Come un grande atomo, il molibdeno aumenta la resistenza alle alte temperature degli acciai inossidabili attraverso l’indurimento solido della soluzione. Questo effetto è utilizzato negli scambiatori di calore e in altre apparecchiature a temperature elevate, come nei sistemi di scarico delle automobili.
Per discutere l’influenza del molibdeno sulla metallurgia degli acciai inossidabili è utile guardare la metallurgia degli acciai inossidabili in generale. Sulla base della loro microstruttura, gli acciai inossidabili sono divisi nelle seguenti famiglie:

4140 acciaio al cromo molibdeno

Gli acciai legati al cromo-molibdeno resistenti al calore si riferiscono a una serie di acciai legati ferritici che presentano un’aggiunta deliberata di elementi di lega di cromo e molibdeno. Di solito contengono dallo 0,5% al 9% di Cr e dallo 0,5% all’1,0% di Mo, che in combinazione conferiscono agli acciai legati una migliore resistenza allo scorrimento e alla corrosione a temperature elevate. Questo è il motivo per cui sono chiamati “resistenti al calore”. Gli acciai legati al Cr-Mo sono ampiamente utilizzati nelle raffinerie di petrolio, nelle industrie chimiche e nelle centrali elettriche a combustibile fossile per tubazioni, scambiatori di calore, tubi di surriscaldamento, valvole, bulloneria, parti di turbine a gas, rotori di turbine a vapore e recipienti a pressione.
A parte il contenuto maggioritario di ferro (Fe), gli acciai resistenti al calore Cr-Mo sono generalmente composti da carbonio (C), manganese (Mn), fosforo (P), zolfo (S), silicio (Si), cromo (Cr), molibdeno (Mo), niobio (Nb), vanadio (V), boro (B) e tungsteno (W), ecc. Gli effetti di ogni elemento di lega sulle proprietà meccaniche sono discussi di seguito:
I tre tipi generali di acciai legati al Cr-Mo resistenti al calore (creep resistant): acciai Cr-Mo comuni, acciai Cr-Mo-V e acciai Cr-Mo modificati. Gli acciai Cr-Mo comuni sono usati principalmente per tubi, tubature e recipienti a pressione, dove le sollecitazioni ammissibili possono permettere una deformazione da scorrimento fino a circa il 5% durante la vita del componente. Gli acciai Cr-Mo-V forniscono una maggiore resistenza allo scorrimento e sono utilizzati per bulloni ad alta temperatura, ruote di compressori o rotori di turbine a vapore, dove le sollecitazioni ammissibili possono richiedere deformazioni inferiori all’1% durante la vita del componente. Gli acciai Cr-Mo modificati contengono vari elementi microleganti come vanadio, niobio, titanio e boro. Di conseguenza, gli acciai Cr-Mo modificati possono essere utilizzati a temperature più elevate, con una forza e una temprabilità migliori e una migliore resistenza all’attacco dell’idrogeno.