Acciaio al carbonio 1066: Equivalente, proprietà, prezzo

L'acciaio al carbonio 1066 è un tipo di acciaio al carbonio puro ad alto tenore di carbonio, trattabile termicamente con circa 0,60-0,71% C (target tipico ≈0,66%), manganese bilanciato e bassi limiti di impurità. Offre un'elevata durezza e una lunga durata all'usura dopo un'appropriata lavorazione di tempra, ed è comunemente specificato per molle, taglienti, parti soggette a usura, lame e componenti per impieghi gravosi in cui sono richieste tenacità e ritenzione dei bordi. Per le specifiche e la chimica di riferimento, consultare la norma SAE J403 / UNS G15660 e gli standard correlati.

Scheda tecnica dell'acciaio 1066

Composizione chimica

Di seguito è riportata una tabella di composizione rappresentativa costruita sulla base degli intervalli di specifiche comuni utilizzate dalle cartiere e dagli enti normativi per la famiglia 1066 / UNS G15660.

Note sulla composizione: L'elevata frazione di carbonio è intenzionale: consente di ottenere un'elevata durezza finale dopo la tempra. Il manganese è il secondo elemento di lega principale ed è tipicamente mantenuto nella finestra 0,85-1,15% per produrre una temprabilità coerente nelle dimensioni comuni delle sezioni. Queste finestre di composizione corrispondono agli elenchi SAE/UNS utilizzati dai fornitori di acciaio e alle specifiche delle acciaierie.

Microstruttura e comportamento metallurgico

• Nella condizione di laminazione o ricottura, la 1066 presenta una matrice di ferrite-pearlite con una frazione di perlite relativamente alta a causa dell'elevato contenuto di carbonio; la spaziatura della perlite e lo spessore delle lamelle dipendono dalla velocità di raffreddamento.

• Dopo un'adeguata tempra, la microstruttura diventa martensitica (temprata) con martensite temperata dopo il rinvenimento. La martensite temperata bilancia durezza e tenacità; la selezione della temperatura di rinvenimento controlla il compromesso tra durezza e duttilità.

• Il controllo della granulometria durante la lavorazione a caldo e il raffreddamento controllato influenzano la tenacità e la durata a fatica; le cartiere che forniscono stock di molle o lame spesso specificano il TMCP o la laminazione controllata per mantenere la granulometria desiderata.

Proprietà meccaniche tipiche

Il comportamento meccanico varia fortemente a seconda delle condizioni (normalizzato, bonificato, lavorato a freddo). I seguenti sono intervalli tipici per la stima ingegneristica - si noti che i valori finali devono sempre essere verificati dai rapporti di prova della cartiera o dai certificati del fornitore.

Osservazioni pratiche: Le misure variano a seconda del processo di produzione, dello spessore della sezione e della storia termica. I produttori di coltelli e lame riportano una durezza raggiungibile nell'intervallo 56-58 HRC per le sezioni sottili con tempra aggressiva, mentre i componenti più spessi mostreranno una temprabilità inferiore a causa delle dimensioni della sezione, a meno che non si regoli il Mn o altri ausiliari della tempra.

Trattamento termico

Il trattamento termico converte la microstruttura ricca di carbonio della lega in martensite e la tempra fino a raggiungere l'equilibrio richiesto di durezza e tenacità. Di seguito sono riportate le sintesi degli approcci utilizzati a livello industriale (indicazioni generali; convalidare sempre su campioni di produzione).

Sequenze di processo tipiche

1. Ricottura completa (distensione/ammorbidimento per la lavorazione)

   • Riscaldare a 760-820°C (1400-1510°F) e mantenere un'immersione sufficiente (il tempo dipende dalla sezione), quindi raffreddare lentamente in forno a ~550°C, quindi raffreddare all'aria. Scopo: eliminare le tensioni e ammorbidire per la modellazione o la lavorazione.

2. Normalizzazione (affinare la grana, migliorare la tenacità)

   • Riscaldare a 830-900°C (1526-1652°F), immergere e raffreddare all'aria. Produce ferrite/pearlite raffinata per una maggiore tenacità rispetto alla struttura grezza della fusione.

3. Tempra (austenitizzazione + tempra)

   • Austenitize gamma tipica: 780-820°C (1440-1510°F) - la temperatura esatta dipende dalle indicazioni del fornitore. Immergere per uniformare, quindi temprare rapidamente (la tempra in olio è tipica per molte sezioni; l'acqua o il polimero sono utilizzati per parti sottili e piccole in cui è richiesta una maggiore temprabilità). Le sezioni più spesse possono richiedere un'immersione più lunga e ambienti protettivi.

   • La selezione del mezzo di tempra bilancia il rischio di distorsione e la formazione di martensite.

4. Tempra

   • Temperamento a 200-600°C (390-1110°F) a seconda dell'obiettivo di durezza/durimento desiderato. Le temperature più basse (~180-220°C) preservano l'elevata durezza dei taglienti, mentre quelle più alte (~450-600°C) migliorano la tenacità e riducono la fragilità.

   • Tipico rinvenimento di coltelli e lame per ottenere un bordo durevole: 180-220°C seguito da un trattamento di crio-raffreddamento se è necessaria una riduzione dell'austenite. Le molle o le parti d'urto per impieghi gravosi possono essere rinvenute a temperature più elevate per migliorare la durata a fatica.

Fonti e grafici industriali: le ricette generali di trattamento termico sono conformi ai manuali di trattamento termico e ai riferimenti del settore; consultare il libro dei dati di trattamento termico o un fornitore qualificato di trattamenti termici per le prove sulla geometria specifica del pezzo per finalizzare le temperature e i mezzi di tempra.

Note su formatura, lavorazione, saldatura e fabbricazione

Formatura e lavorazione a freddo

• A causa dell'elevato contenuto di carbonio, il 1066 diventa più duro e meno duttile dopo la deformazione a freddo. Limitare le forti deformazioni a freddo; utilizzare ricotture intermedie quando è richiesta una sostanziale modellazione plastica.

Lavorazione meccanica

• Allo stato ricotto, la lavorabilità è discreta ma più dura degli acciai a basso tenore di carbonio. Il controllo di S e P e l'aggiunta di ausili per la lavorabilità possono essere forniti dalle cartiere (ad esempio, esistono varianti con piombo come il 10L66 in altre serie), ma il 1066 standard è privo di piombo.

• Utilizzare un fissaggio rigido, utensili in metallo duro affilati e profondità di taglio prudenti se si lavora in condizioni di tempra o di rinvenimento.

Saldatura

• La saldatura di acciai ad alto tenore di carbonio è difficile a causa della criccatura a freddo e dell'indurimento della ZTA. Raccomandazioni:

  • Preriscaldare (150-300°C) prima della saldatura per sezioni moderate.

  • Utilizzare elettrodi/fili di saldatura a basso contenuto di idrogeno.

  • Rinvenimento post-saldatura o PWHT per ripristinare la tenacità della ZTA.

  • Per le parti critiche ad alta durezza (lame, molle), evitare la saldatura a meno che non siano previste procedure di saldatura e qualifiche specifiche.

Protezione e finitura delle superfici

• Rivestimenti: per la mitigazione della corrosione (gli acciai al carbonio non sono inossidabili): rivestimenti di fosfato, ossido nero, zincatura, elettrodi o sistemi di verniciatura.

• Cementazione vs. indurimento passante: Il 1066 tipicamente indurisce; per una superficie dura con nucleo duttile, considerare acciai da cementazione o trattamenti superficiali come la tempra a induzione e la nitrurazione (ma l'efficacia della nitrurazione dipende dal contenuto di lega).

• Rettifica e affilatura: in condizioni di tempra, le sezioni sottili (coltelli, lame) vengono rettificate con un abrasivo appropriato per evitare il surriscaldamento (che può temprare/causare un rammollimento locale).

Comportamento alla corrosione e ambiente

• 1066 è non inossidabile acciaio al carbonio semplice; si corrode in ambienti umidi o con cloruri, a meno che non sia protetto. Attenuazione comune: rivestimenti (zinco, vernice), oliatura delle lame o scelta di alternative inossidabili se la resistenza alla corrosione è essenziale.

Applicazioni comuni e guida alla selezione

• Coltelli e utensili taglienti: lame sottili e temprate che richiedono una buona tenuta del filo e una facile riaffilatura.

• Molle e fili per molle: Alcune applicazioni di molle traggono vantaggio dalla tempra e dalla resilienza se lavorate correttamente.

• Parti di usura e frese: lame di cesoie, coltelli agricoli e taglienti industriali.

• Parti di ingegneria generale: alberi, perni o parti per impieghi gravosi in cui è necessaria un'elevata durezza superficiale.

Nota di selezione: se è necessaria la resistenza alla corrosione o una saldabilità più semplice, considerare acciai inossidabili o martensitici a basso tenore di carbonio (ad esempio, serie 420/440 per gli inossidabili), o acciai a medio tenore di carbonio (1045) per una migliore saldabilità. Per ottenere la massima ritenzione dei bordi, a scapito di una certa tenacità, si possono confrontare acciai a più alto tenore di carbonio (varianti 1095 e 52100). Per un rapido orientamento, utilizzare la tabella di confronto riportata di seguito.

Riferimenti incrociati ed equivalenti

Molte fonti e fornitori elencano gli equivalenti che collegano la nomenclatura "1066" alle denominazioni internazionali:

Avvertenza: Poiché le convenzioni di denominazione e gli standard locali a volte divergono, confermare sempre il certificato di prova del mulino (MTC) con l'analisi chimica e i dati delle prove meccaniche per l'accettazione del contratto.

1066 Acciaio al carbonio Prezzo 2025

I prezzi di mercato degli acciai ad alto tenore di carbonio e per molle "1066 / equivalente 65Mn" variano notevolmente. Il prezzo dipende principalmente da forma del prodotto (bobina/piastra/striscia/filo/barra), stato di trattamento termico (bonificato / ricotto / normalizzato), quantità minima d'ordine (MOQ), paese di origine (Cina / India / Europa / USA) e termini di consegna (FOB / CIF / EXW). Sulla base degli elenchi pubblici dei fornitori e delle osservazioni di mercato, le fasce di prezzo comuni (USD per tonnellata) sono:

• Acciaio al carbonio generico laminato a caldo / generico (riferimento come A36/AISI generico): circa $880-$1.150 / tonnellata.

• Articoli di mercato esplicitamente etichettati 1066 / acciaio per molle equivalente (fornitura tipica di fabbrica): circa $300-$700 / tonnellata (molti fornitori quotano nella fascia $500-$700 / tonnellata; alcuni elenchi mostrano valori inferiori a seconda delle specifiche e del MOQ).

• Acciaio per molle lavorato / nastro per molle 65Mn / 1066 trattato termicamente o prodotti temprati e rinvenuti: circa $1.450-$1.500 / tonnellata (i nastri per molle finiti e trattati termicamente sono molto più costosi).

Nota: si tratta di intervalli osservativi aggregati da piattaforme commerciali pubbliche e cataloghi di fornitori. Le quotazioni effettive variano significativamente in base alle specifiche (spessore, larghezza, durezza), all'imballaggio, all'ordine minimo e alle condizioni commerciali.

Controllo qualità e test di accettazione

Per l'ispezione dell'acquirente e l'accettazione del fornitore, i risultati comuni includono:

• Certificato di prova del mulino (MTC) con numero di calore, chimica, trazione/Y.S., allungamento, durezza.

• Controlli non distruttivi se richiesti (ultrasuoni o particelle magnetiche a seconda della geometria).

• Controlli di durezza (Brinell, Rockwell) dopo il trattamento termico.

• Ispezione dimensionale e visiva secondo l'ordine di acquisto.

Sostenibilità e riciclaggio

• Il 1066, come la maggior parte degli acciai al carbonio, è completamente riciclabile attraverso i flussi standard di rottami ferrosi e il suo riutilizzo è in linea con i modelli circolari di produzione dell'acciaio. L'intensità energetica della rifusione e del controllo delle leghe deve essere considerata nella valutazione del ciclo di vita.

Tabelle: ricette di trattamento termico e confronti

A - Ricette di trattamento termico esemplificative (per punti di partenza ingegneristici; convalidare con prove)

B - Confronto rapido tra i gradi (1066 e gradi di carbonio simili)

Domande frequenti

D1: Il 1066 è uguale al 65Mn?
A: Molte tabelle dei fornitori ed elenchi di riferimenti incrociati mappano il 1066 a 65Mn (GB) e UNS G15660. Le gamme di carbonio e manganese sono simili, ma le tolleranze esatte possono variare a seconda dell'edizione standard.

D2: Quale durezza posso aspettarmi dopo la tempra?
A: Le sezioni sottili possono raggiungere ~56-58 HRC con ricette aggressive. Le sezioni più spesse mostreranno HRC inferiori, a meno che non si utilizzino ausili per la tempra o varianti di leghe speciali. La durezza dipende dalla severità della tempra, dal modulo della sezione e dalla temperatura di rinvenimento.

D3: Posso saldare il 1066?
A: La saldatura è possibile, ma richiede preriscaldamento, riempimento a basso contenuto di idrogeno e rinvenimento post-saldatura per evitare cricche. Per assemblaggi saldati critici, progettare acciai a basso tenore di carbonio o procedure prequalificate.

D4: La 1066 è adatta alla produzione di coltelli?
A: Sì; il suo contenuto di carbonio lo rende popolare per le lame economiche e di utilità in cui si desidera un equilibrio tra ritenzione del filo e tenacità. Un trattamento termico adeguato è fondamentale per le prestazioni del filo.

D5: In che modo il manganese influisce sulle prestazioni?
A: Il manganese aumenta la temprabilità e la tenacità, favorisce la disossidazione durante la fusione e supporta una maggiore resistenza dopo il trattamento termico. Il tipico 0,85-1,15% Mn è un buon compromesso.

D6: Quali test devo richiedere al fornitore?
A: Richiedere MTC con analisi chimica, valori di trazione e snervamento, allungamento e durezza. Per usi critici, richiedere prove di impatto Charpy o di fatica per convalidare le prestazioni.

Q7: Esistono versioni piombate (lavorabili) di questo grado?
A: Le offerte di fresatura a volte includono varianti di lavorabilità con aggiunta di piombo (gradi L), ma la 1066 standard di solito non ha piombo. Se avete bisogno di una maggiore lavorabilità, richiedete una variante con piombo e confermate la chimica.

D8: Il 1066 può essere nitrurato?
A: L'efficacia della nitrurazione dipende dal contenuto di lega; la nitrurazione degli acciai al carbonio semplici è limitata rispetto a quella degli acciai legati. Può essere preferibile la tempra a induzione o la cementazione di leghe compatibili.

D9: Da dove viene comunemente fornito il 1066 (moduli)?
A: Barre, fili, nastri, bobine e lastre in formati prodotti commercialmente. Il filo per molle è comunemente ricavato da questa chimica in molti mercati.

Q10: Quali sono le principali cautele di progettazione?
A: Evitare progettazioni che intrappolino concentrazioni di tensioni in condizioni di tempra, tenere conto della ridotta duttilità in condizioni di elevata durezza e includere tolleranze per la lavorazione di finitura prima della tempra finale quando sono richieste tolleranze ristrette.

Note conclusive e suggerimenti per l'approvvigionamento

• Richiedere e archiviare sempre il certificato di prova del mulino (MTC) e la descrizione del processo del fornitore quando si effettua un ordine di 1066 in qualsiasi forma.

• Per le parti critiche di sicurezza o soggette a usura, eseguire un'ispezione in entrata: controllare la chimica, la durezza e i test meccanici a campione.

• Se prevedete di trattare termicamente in officina, eseguite piccoli tagliandi di prova per mettere a punto la ricetta prima di lavorare i pezzi in batch: questo riduce il rischio di scarto e di distorsione.

Riferimenti autorevoli

• SAE J403 - Composizioni chimiche degli acciai al carbonio SAE (SAE International)
• Norme ASTM - Specifiche dell'acciaio e documenti correlati (ASTM International)
• ASM Handbooks Online - Metallurgia, trattamento termico e dati sui materiali (ASM International)
• Trattamento termico degli acciai - riferimenti tecnici e manuali (Risorse accademiche/editoriali)