LA NASCITA DELL'ACCIAIO
Si sente parlare ogni giorno di acciaio ma esattamente quando è nato e quali furono le sue applicazioni?
Seguendo le epoche storiche, all'età della pietra è seguita l'età del rame, poi quella del bronzo (lega rame-stagno) ed infine l'età del ferro, la cui lavorazione è migliorata col tempo fino ad arrivare al grande utilizzo dell'acciaio nell'epoca moderna.
Mentre molti metalli (titanio, stagno, ecc.) si trovano dispersi in piccoli giacimenti sulla terra, il ferro e l'alluminio sono molto comuni sebbene non sempre facilmente estraibili: questo permise al ferro di soppiantare le leghe del rame per la costruzione di armi tra il XIII ed il III sec. a.C.
Perché una transizione così lunga, ben dieci secoli?
Il ferro se non ben processato non risulta un materiale con buone caratteristiche: il ferrò è si più facilmente reperibile dei minerali del rame (e quindi più economico), ma si corrode facilmente e mal si presta ad essere fuso in stampi.
Si può qui ricordare per esempio come la sconfitta dei Celti da parte dei Romani alla battaglia di Addua nel 223 a.C. (in Lombardia) fu dovuta alla cattiva qualità del ferro delle spade celtiche se confrontato con le armi dei romani ancora prevalentemente in bronzo.
Per essere in grado di competere vantaggiosamente con il bronzo è necessario arricchire il ferro di carbonio mediante un processo di riscaldamento prolungato a contatto con sostanze carboniose (carburazione), per poi subire un rapido raffreddamento (tempra), ed eventualmente una successiva operazione di riscaldamento (rinvenimento) che rende la lega meno dura e fragile ma più duttile.
La lega ferro-carbonio assume caratteristiche differenti a seconda del tenore di carbonio:
con un contenuto di carbonio < 0,15 % è chiamata acciaio extra dolce
con un contenuto di carbonio 0,15-0,30 % è chiamata acciaio dolce
con un contenuto di carbonio 0,30-0,90 % è chiamata acciaio duro
con un contenuto di carbonio 0,90-1,78 % è chiamata acciaio extra duro
con un contenuto di carbonio 1,78-5,00 % è chiamata ghisa
Ma torniamo alla domanda iniziale quando è nato l'acciaio? La produzione di ghisa e acciaio avveniva (più o meno accidentalmente) durante i processi di lavorazione del ferro, infatti sostanze carboniose erano usate quali riducenti per la liberazione del metallo dai minerali che lo contenevano. Parliamo sempre comunque di produzioni limitate, difficilmente riproducibili e destinate all'uso bellico.
In Giappone si produssero le migliori spade d'acciaio fin dal XIII sec. d.C., esse erano composte da più strati di acciaio, solo lo strato esterno subiva il raffreddamento (tempra con incremento della durezza) mentre gli strati interni raffreddavano lentamente mantenendo la lega più debole così da resistere più facilmente agli urti. Sembra che le spade più rinomate fossero state prodotte lasciandole raffreddare all'interno di un cadavere umano.
Alla fine del Medioevo Biringuccio (1540) e Agricola (1561) parlano di una tecnica di produzione per l'acciaio ma ancora in termini qualitativi. I cannoni prodotti in gran quantità nel '400 e '500 è in ghisa e non acciaio.
Dobbiamo arrivare al 1750 quando nello Yorkshire un certo Benjamin Huntsman operò nelle sue fornaci con materiale di scarto, ferro e ghisa, in presenza di precise quantità di carbone ottenendo un ottimo acciaio riproducibile (crucible steel), che aumentò il successo della già avviata metallurgia di Sheffield, tutt'oggi rinomata per la produzione di acciaio: dagli elementi più piccoli, alle posate, agli elementi più grossi per macchinari.
Nel disegno è raffigurata la parte industriale nella città di Sheffield, situata nella parte bassa nella vallata del fiume Don, ora in parte in stato di abbandono.
Bibliografia
J. Newton Friend "Man and the chemical elements" II ed. C. Griffin & C. Ltd, London 1951
Jonathan Norton Leonard "Early Japan" 1970 Time Life int. ed.
Claudio Giardino "I metalli nel mondo antico" II ed. Laterza 1999
J. Edward Vickers "A popular history of Sheffield" Applebaum 1992
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