ASTM A108 è la principale specifica americana per le barre di acciaio al carbonio e legato finite a freddo utilizzate quando sono richieste tolleranze ristrette, lavorabilità affidabile e prestazioni meccaniche costanti; comprende molti gradi comunemente utilizzati (1010 → 1144 e altre denominazioni), supporta diverse condizioni di trattamento termico ed è la scelta del settore per alberi, elementi di fissaggio, assi, mandrini e componenti torniti nell'ingegneria generale. La scelta del grado e delle condizioni corrette di A108 offre un equilibrio prevedibile di resistenza, lavorabilità e finitura per la produzione di grandi volumi o di componenti di precisione unici.
Cosa copre la norma ASTM A108
ASTM A108 è una specifica che definisce i requisiti per Barre di acciaio al carbonio e legato rifinite a freddo prodotti in barre e rotoli. L'intento principale è quello di fornire barre di qualità standard adatte al trattamento termico, alla lavorazione in pezzi finiti o all'uso allo stato grezzo per alberi e usi costruttivi simili. Il documento stabilisce i limiti di composizione chimica, identifica i gradi mediante designazione numerica (molti dei quali corrispondono ai comuni numeri AISI/SAE) e definisce i test e i criteri di accettazione richiesti.
Breve storia ed edizione attuale
La norma ASTM A108 ha una lunga storia (adottata per la prima volta all'inizio del XX secolo) e viene periodicamente rivista. L'ultima edizione approvata è stata pubblicata nel 2024 (A108-24) e riflette chiarimenti e aggiornamenti editoriali, pur mantenendo la copertura principale per le barre lavorate a freddo. Gli acquirenti e gli ingegneri devono citare la designazione completa e l'anno (ad esempio: "ASTM A108-24") negli ordini di acquisto per evitare ambiguità.
Come è organizzato A108: voti, numerazione ed equivalenti
L'A108 elenca molti gradi, tipicamente espressi dai noti numeri AISI/SAE, come ad esempio 1010, 1018, 1020, 1045, 1060, 1117, 1144, 12L14, 1215 e altri. Ogni grado specifica i limiti di composizione e, in alcuni casi, le proprietà meccaniche tipiche o le istruzioni per il trattamento termico. Molti fornitori e stabilimenti fanno riferimento alla designazione equivalente AISI o SAE insieme al grado A108 per semplificare la scelta del materiale a macchinisti e progettisti. I cataloghi dei fornitori spesso riportano i gradi A108 a prodotti in barre disponibili in commercio.
Grado comune A108 → equivalenti
Nota: per "equivalente" si intendono le denominazioni di riferimento comunemente utilizzate. Confermare sempre i limiti chimici e le proprietà meccaniche per la propria applicazione.
-
A108 Grado 1018
-
Designazione tipica: AISI/SAE 1018, UNS G10180. Ampiamente fornito come A108 1018 rifinito a freddo.
-
-
A108 Grado 1045
-
Designazione tipica: AISI/SAE 1045, UNS G10450. Equivalente comune europeo: EN C45 / 1.0503 (C45).
-
-
A108 Grado 1117
-
Designazione tipica: AISI/SAE 1117, UNS G11170. Riferimento incrociato in molte specifiche ASTM/SAE (ad esempio, A29, A576).
-
-
A108 Grado 1215
-
Designazione tipica: AISI/SAE 1215 (acciaio al carbonio resolforato per la lavorazione libera). Compare anche negli elenchi A108.
-
-
A108 Grado 4140 (se chiamato sotto A108 come opzione di lega)
-
Designazione tipica: AISI/SAE 4140 (acciaio legato al cromo-molibdeno). Equivalenti europei: vari EN 1.7225, ecc. (verificare le specifiche).
-
Composizioni chimiche tipiche
Nota: Gli intervalli di composizione riportati di seguito sono rappresentativi; l'accettazione finale è regolata dall'edizione di ASTM A108 citata nell'ordine di acquisto e dai certificati di prova del fornitore.
Tabella 1 - Intervalli chimici rappresentativi per i comuni gradi A108 (wt %)
| Grado (A108 / AISI comune) | C (carbonio) | Mn (manganese) | Si (silicio) | P (max) | S (max) | Note speciali |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1010 | 0.08-0.13 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | basso tenore di carbonio, buona formabilità |
| 1018 | 0.15-0.20 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | acciaio per lavorazioni generiche |
| 1020 | 0.18-0.23 | 0.30-0.60 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | leggermente più forte di 1018 |
| 1045 | 0.42-0.50 | 0.60-0.90 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | carbonio medio per una maggiore resistenza |
| 1117 | 0.12-0.18 | 0.60-0.90 | ≤0.10 | 0.04 | 0.05 | Variante piombata per una maggiore lavorabilità |
| 1144 | 0.40-0.50 | 0.60-1.00 | 0.15-0.35 | 0.04 | 0.05 | lavorazione libera, elevata resistenza in condizioni di tornitura. |
| 12L14 | 0.10-0.15 | 0.60-1.00 | ≤0.10 | 0.04 | 0.06 | con piombo, eccellente controllo del truciolo per la tornitura ad alta velocità. |
Interpretazione: scegliere il basso tenore di carbonio (1010/1018) per l'imbutitura profonda, la piegatura e le lavorazioni moderate; scegliere il medio tenore di carbonio (1045) per i pezzi che necessitano di una maggiore resistenza del nucleo o di una maggiore durezza dopo il trattamento termico; scegliere i gradi piombati (1117/1144/12L14) per le operazioni di tornitura ad alta produttività.
(Fonti: tabelle di composizione ASTM A108 e schede tecniche di materiali comuni).
Proprietà meccaniche e condizioni di trattamento termico
Gli attributi meccanici dipendono fortemente dal grado e dalla condizione (ricotto, normalizzato, bonificato o tornito/macinato). A108 copre qualità standard rifinita a freddo e consente una varietà di finiture e trattamenti termici per ogni grado.
Tabella 2 - Campi meccanici tipici
| Grado | Condizione | Resistenza alla trazione (ksi / MPa) | Snervamento (offset 0,2%) (ksi / MPa) | Allungamento (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1018 | tornito, ricotto | 60-75 ksi (415-520 MPa) | ~48-60 ksi (330-415 MPa) | 15-20% |
| 1045 | normalizzato | 80-110 ksi (550-760 MPa) | 60-90 ksi (415-620 MPa) | 10-16% |
| 1144 | trasformato, alleggerito dallo stress | 90-130 ksi (620-900 MPa) | 70-110 ksi (480-760 MPa) | 8-14% |
| 12L14 | tornito, ricotto | 70-110 ksi (480-760 MPa) | 50-90 ksi (345-620 MPa) | 10-16% |
Note:
-
I valori sopra riportati sono dati tipici della cartiera e variano in base al trattamento termico e alle dimensioni della sezione. Per la progettazione, utilizzare sempre i rapporti di prova del fornitore (certificati di prova della cartiera) legati al numero di calore specifico.
Tolleranze dimensionali, finiture superficiali e forme disponibili
La norma A108 definisce le tolleranze per le barre rifinite a freddo (tonde, quadre, esagonali, piatte) e consente di specificare nei disegni le finiture tornite, rettificate o lucidate. La finitura a freddo consente un più stretto controllo dimensionale e una migliore integrità superficiale rispetto alle barre laminate a caldo.
Forme comuni:
-
Lunghezze diritte (tagliate a misura).
-
Barre arrotolate rifinite a freddo (per alcuni gradi).
-
Barre tornite, rettificate e lucidate per applicazioni su cuscinetti e alberi.
Le classi di tolleranza sono spesso indicate nei cataloghi dei fornitori; quando sono richiesti accoppiamenti stretti, indicare nell'ordine la finitura e la classe di tolleranza (ad esempio, "tornito e rettificato a ±0,002 in"). McMaster e i principali distributori elencano le dimensioni e le tolleranze degli articoli A108.
Percorsi di produzione e controlli di qualità
Tipiche fasi di produzione di una barra A108 rifinita a freddo:
-
Produzione di billette battute a caldo (fusione, colata, laminazione a caldo).
-
Finitura a freddo mediante trafilatura, laminazione a freddo o tornitura per ottenere dimensioni e finitura superficiale.
-
Trattamento termico (se richiesto dal grado).
-
Test - analisi chimiche, prove di trazione, controlli di durezza e talvolta PMI (identificazione positiva del materiale) o test a ultrasuoni per i pezzi critici.
-
Rapporto di prova del mulino (MTR) che accompagna ogni lotto, documentando la conformità all'edizione specificata della norma ASTM A108.
Gli acquirenti dovrebbero richiedere un MTR completo e, se necessario, un'ispezione da parte di terzi o prove testimoniali per i componenti strutturali critici.
Applicazioni tipiche e regole di selezione
Le barre A108 sono destinate a settori quali l'industria automobilistica, i macchinari agricoli, l'ingegneria generale, la trasmissione di potenza (alberi, perni), i dispositivi di fissaggio e i mandrini per utensili. Regole di selezione:
-
Per le operazioni di tornitura ad alta produttività, scegliere le qualità per la lavorazione libera (1117, 1144, 12L14).
-
Per i pezzi che richiedono una maggiore resistenza del nucleo o la cementazione, utilizzare il 1045 o una variante a più alto tenore di carbonio e specificare il trattamento termico.
-
Per gli alberi che richiedono concentricità e finitura strette, specificare la finitura tornita e rettificata e la fascia di tolleranza appropriata.
Nota sul caso: Un produttore che è passato dal 1018 al 1144 per un accoppiamento tornito ha risparmiato 22% di tempo ciclo per pezzo grazie a un migliore controllo del truciolo e a una minore usura degli utensili: un esempio di come la scelta del materiale influisca sull'economia di produzione.
Fabbricazione, lavorazione, saldatura e finitura delle superfici
Lavorazione: I tipi a bassa lega e basso tenore di carbonio lavorano facilmente; i tipi al piombo offrono un eccellente controllo del truciolo e velocità di avanzamento più elevate. Scelta degli utensili: inserti in metallo duro per l'alta velocità; HSS accettabile per le piccole officine.
Saldatura: Molti gradi A108 sono saldabili, ma si prevede che la saldabilità si riduca con l'aumentare del contenuto di carbonio (ad esempio, 1045). Per sezioni più spesse o per applicazioni critiche possono essere necessari un preriscaldamento, un controllo interpass e un trattamento termico post-saldatura.
Trattamenti di superficie: I trattamenti più comuni includono la nitrurazione, la carburazione (su gradi di carbonio medio), la fosfatazione e vari sistemi di placcatura o verniciatura per la protezione dalla corrosione.
Migliori pratiche di ispezione, certificazione e tracciabilità
Richiedere sempre:
-
Rapporto di prova completo del mulino (analisi chimica e prove meccaniche).
-
Tracciabilità del numero di calore su ogni mazzo o pezzo.
-
Rapporti di ispezione dimensionale se sono state ordinate tolleranze strette.
-
Revisione del certificato corrispondente all'edizione ASTM citata nell'OP.
Per i componenti critici per la sicurezza, aggiungete al contratto clausole di ispezione da parte di terzi o di controllo non distruttivo (NDT).
Lista di controllo per l'approvvigionamento ed esempio di ordine
Lista di controllo:
-
Designazione ASTM e anno (ad esempio, ASTM A108-24).
-
Grado (numero AISI/SAE, ad esempio 1018).
-
Stato e finitura (tornito, rettificato, lucidato).
-
Trattamento termico (ricotto, normalizzato, temperato).
-
Quantità, lunghezze e banda di tolleranza.
-
Requisiti di ispezione (MTR, NDT, test dei testimoni).
-
Istruzioni per l'imballaggio e la spedizione.
Esempio di ordine:
"Fornitura di ASTM A108-24, grado 1045, barre tornite e rettificate finite a freddo, diametro 1,25 ±0,002, lunghezza 300 mm ±5 mm, stato normalizzato, MTR per numero di calore, 2.000 pezzi".
Guida alla spedizione, allo stoccaggio e alla movimentazione
-
Conservare in ambienti asciutti e ventilati per evitare la corrosione.
-
Proteggere le superfici tornite e rettificate con un involucro di carta o con prodotti anticorrosione per le spedizioni all'estero.
-
Etichettare i fasci per grado e numero di calore per mantenere la tracciabilità.
Guida ai riferimenti incrociati e alle sostituzioni
-
ASTM A29 riguarda le barre battute a caldo e viene spesso utilizzato quando è accettabile il materiale laminato a caldo. L'A108 offre generalmente tolleranze più strette per le applicazioni finite a freddo.
-
Equivalenti europei: Gli standard EN differiscono per enumerazione; potrebbero non esistere equivalenti diretti uno a uno per ogni grado A108. In caso di sostituzione, è necessario che le proprietà chimiche e meccaniche corrispondano e che l'equivalenza sia documentata nell'OP.
Matrice di selezione pratica (tabella)
Tabella 3 - Matrice di selezione rapida
| Requisiti | Tipici gradi A108 | Perché |
|---|---|---|
| Elevata lavorabilità, tempi di ciclo ridotti | 12L14, 1117, 1144 | Le qualità al piombo riducono l'usura degli utensili e migliorano la rottura dei trucioli. |
| Maggiore resistenza del nucleo, può essere trattato termicamente | 1045, 1060 | Carbonio medio; risponde alla tempra. |
| Basso tenore di carbonio, buona formabilità | 1010, 1018 | Formatura e saldatura più facili. |
| Tolleranza dimensionale ridotta, finitura dei cuscinetti | Tornito e rettificato 1018 o 1045 | La finitura a freddo garantisce l'integrità e la concentricità della superficie. |
Consigli pratici dagli ingegneri di produzione
-
Quando si aumenta la produzione, eseguire prove comparative per la durata dell'utensile tra 1018 e 1144; a volte il costo del materiale leggermente superiore è compensato da un costo di lavorazione inferiore.
-
Per piccoli lotti di alberi di precisione, specificare tornitura e rettifica e richiedere un obiettivo di rugosità superficiale (ad esempio, Ra ≤ 0,8 µm).
-
Se i pezzi saranno placcati, eseguire test di adesione dopo il trattamento termico finale per verificare la compatibilità del rivestimento.
Tabelle di riferimento rapido
Tabella 4 - Bande di tolleranza rappresentative per barre tonde A108 tornite e rettificate
| Diametro nominale (in) | Tolleranza tipica (girato e terra) |
|---|---|
| 0.125 - 0.500 | ±0,001-0,003 in |
| 0.501 - 1.000 | ±0,002-0,004 in |
| 1.001 - 2.000 | ±0,003-0,005 in |
(Confermare le fasce di tolleranza esatte con il fornitore o fare riferimento alle tabelle di tolleranza A108 della norma).
Le insidie più comuni e come evitarle
-
Trappola: Ordinare "A108" senza anno di edizione. Correggere: Includere sempre l'anno (ad esempio, A108-24).
-
Trappola: Assumendo proprietà identiche tra il prodotto tornito e rettificato e la barra laminata a caldo. Correggere: Specificare la finitura e la classe di tolleranza.
-
Trappola: Omissione del requisito MTR. Correggere: Rendere obbligatorio l'MTR per ogni lotto.
Domande frequenti
1. Qual è la principale differenza tra ASTM A108 e ASTM A29?
Coperture A108 rifinito a freddo barre con tolleranze e finiture più strette; la norma A29 si occupa delle barre battute a caldo e dei requisiti generali. Indicare l'edizione standard nell'ordine di acquisto.
2. Posso trattare termicamente qualsiasi grado A108?
Molti gradi A108 accettano il trattamento termico; i gradi a medio tenore di carbonio rispondono meglio. Confermare con la cartiera e specificare nell'ordine il processo di trattamento termico desiderato.
3. I gradi piombati sono adatti per le parti strutturali?
I gradi al piombo migliorano la lavorabilità, ma possono ridurre la tenacità; evitarli per strutture critiche per la sicurezza o sensibili alla fatica. Usarli per parti tornite non strutturali.
4. Come posso garantire la tracciabilità dei materiali?
Richiedere i rapporti di prova del mulino (MTR) con i numeri di calore e richiedere al fornitore di contrassegnare i fasci con i numeri di calore e il grado. Includere clausole di tracciabilità nei contratti.
5. Quale finitura devo ordinare per i cuscinetti di precisione?
Tornito e rettificato con una rugosità superficiale specificata (ad esempio, Ra ≤ 0,8 µm) e una tolleranza di runout. Confermare con l'approvazione del campione.
6. Il materiale A108 può essere formato a freddo dopo la consegna?
I gradi a basso tenore di carbonio (1010, 1018) possono essere piegati e formati; i gradi a medio tenore di carbonio sono meno duttili e possono incrinarsi senza ricottura.
7. Il grado 1045 accetta la carburazione?
Sì. Il 1045 è una scelta comune per la cementazione, a condizione che le dimensioni della sezione e i parametri del ciclo siano controllati. Specificare sempre i controlli post-trattamento.
8. Esistono equivalenti EN per i gradi A108?
Non esiste un'esatta corrispondenza universale uno-a-uno; scegliere i gradi EN in base alla corrispondenza tra chimica e proprietà meccaniche e documentare la sostituzione.
9. Quali sono gli esami tipici al momento del ricevimento?
Controlli visivi, dimensionali, controlli incrociati dei certificati, prove di durezza (controlli a campione) e prove di trazione dei campioni quando richiesto dal contratto.
10. Come conservare le barre per evitare la corrosione?
Conservare in ambienti interni asciutti, utilizzare carta VCI (inibitore di corrosione volatile) per uno stoccaggio prolungato ed evitare il contatto diretto con pavimenti in cemento.
IT 
EN 
AR 
JA 
KO 
DE 
ES