I migliori materiali per gli alberi: Acciaio al carbonio, acciaio legato, ferro duttile

I materiali più comuni per gli alberi sono l'acciaio strutturale al carbonio, l'acciaio legato e la ghisa duttile. Gli alberi in acciaio grezzi sono per lo più laminati in acciaio tondo o forgiati.

I. Acciaio al carbonio

Gli acciai di alta qualità a medio tenore di carbonio 30~50 sono comunemente utilizzati per alberi relativamente importanti o fortemente sollecitati, tra i quali l'acciaio 45 è il più utilizzato. Per questi materiali, le loro proprietà meccaniche possono essere migliorate e potenziate attraverso metodi di trattamento termico come la tempra o la normalizzazione.

L'acciaio al carbonio ordinario Q235, Q275, ecc. può essere utilizzato per gli alberi a bassa velocità con carichi leggeri non importanti o per gli alberi di trasmissione generici.

II. Acciaio legato

L'acciaio legato ha proprietà meccaniche complete più elevate e migliori prestazioni di trattamento termico. Pertanto, per gli alberi importanti che trasportano un carico elevato e sono limitati nel peso e nelle dimensioni o che hanno requisiti elevati di resistenza all'usura e alla corrosione, è possibile utilizzare l'acciaio legato e sottoporlo a determinati trattamenti termici.

Va notato che:

• L'acciaio legato è più sensibile alla concentrazione delle tensioni ed è più costoso;
• Poiché il modulo elastico dell'acciaio al carbonio e dell'acciaio legato è quasi lo stesso a temperature normali, l'uso dell'acciaio legato al posto dell'acciaio al carbonio non può raggiungere lo scopo di migliorare la rigidità dell'albero;
• Vari trattamenti termici, chimici e di rinforzo superficiale (come pallinatura, laminazione, ecc.) possono migliorare significativamente la resistenza alla fatica o all'usura dell'albero, ma hanno scarso effetto sulla sua rigidità.

III. Ferro duttile

La ghisa sferoidale è adatta alla produzione di alberi con forme complesse, come alberi a gomito, a camme, ecc. e presenta i vantaggi di essere poco costosa, avere una resistenza relativamente elevata, una buona resistenza all'usura, l'assorbimento delle vibrazioni, la lavorabilità e una minore sensibilità alla concentrazione delle sollecitazioni. Tuttavia, la qualità dei getti non è facile da controllare e l'affidabilità è relativamente scarsa.

I materiali più comuni per gli alberi e le loro principali proprietà meccaniche sono riportati nella tabella seguente.

Tabella: Materiali comuni per gli alberi e loro principali proprietà meccaniche