BRONZI

BRONZI ALLO STAGNO.

Contengono dall’1 al 12 % di stagno e sono generalmente conosciuti anche come fosforosi , essendo il fosforo sempre aggiunto come disossidante il che lascia  un tenore di fosforo residuo tra lo 0.01 e lo 0.5 % . Come si può vedere dal diagramma di equilibrio il rame e lo stagno formano , per tenori fino al 16 % , una soluzione solida primaria a ; per tenori di Sn superiori si forma anche un’altra fase b che a 586 °C si trasforma nella miscela a + g il cui componente g a 520 °C da’ luogo a un’ulteriore trasformazione in a + d la quale d a 350 °C produce le fasi a  + e  .
La cinetica di formazione delle fasi d e e è tuttavia talmente lenta che per leghe fino al 7 % di Sn con raffreddamenti  anche lenti si ottiene la sola fase a mentre per contenuti di Sn superiori è presente anche la fase d finemente dispersa in una matrice dendridica di a .
I bronzi allo stagno mostrano caratteristiche meccaniche e durezza superiori a quelle del rame accoppiate un’ottima resistenza alla corrosione in ambiente marino ; presentano inoltre una migliore resistenza all’usura e quindi alla corrosione erosione e  una maggiore opposizione al biofouling .
Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C50500	98.7 Cu 1.3 Sn	Ricotto	27.6	7.6	47
		Duro	42	41.4	5
C51000	94.8 Cu 5 Sn 0.2 P	Ricotto	34	14	58
		Duro	56	51.5	10
C52100	92 Cu 8 Sn	Ricotto	40	---	65
		Duro	64	49.5	10
C52400	90 Cu 10 Sn	Ricotto	45.5	---	68
		Duro	69	---	13

 

BRONZI AL SILICIO.

In queste leghe commerciali il tenore di silicio varia dall’1.5 al 3 % e in genere è aggiunto un terzo elemento di lega come ferro , manganese , zinco o stagno in quantità fra lo 0.25 e l’1.25 % . I bronzi al silicio mostrano caratteristiche meccaniche e resistenza alla corrosione buone e crescenti al crescere degli elementi di lega mentre la lavorabilità decresce all’aumentare degli alligati  .
Essendo , per i tenori di silicio usati , presente una sola fase su questi bronzi non sono possibili trattamenti termici di rafforzamento che può essere ottenuto solo per deformazione plastica a freddo .
Fra i molti usi di questi materiali segnaliamo quelli in apparecchiature chimiche resistenti alla corrosione , in scambiatori e parti di valvole o pompe .
Caratteristiche meccaniche  :

 

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C65100	98.5 Cu 1.5 Si	Ricotto	27.5	10.5	50
		Duro	48.5	38	12
C65500	97 Cu 3 Si	Ricotto	40	15	60
		Duro	63.5	38	22

 

BRONZI ALL’ALLUMINIO.

Sono leghe rame alluminio apprezzate ed usate per le loro ottime caratteristiche meccaniche , di resistenza all’usura e all’ossidazione a caldo e di resistenza alla corrosione . Quest’ultima in particolare è dovuta alla formazione superficiale di un sottile strato protettivo di allumina che se anche asportato si riforma quasi istantaneamente .
I cuproallumini commerciali possono esibire 3 diverse fasi : la fase a in cui rame e alluminio danno una soluzione solida sostituzionale C.F.C. che è stabile per tenori di alluminio del 7.4 % a 1035 °C e del 9.4 % sotto i 565 °C , la fase b che presenta un reticolo C.C.C. e che , pur potendo essere presente a temperatura ambiente se raffreddata velocemente , a 565 °C subisce una trasformazione eutettoidica per dare un eutettoide di tipo lamellare costituito dalla fase a e dalla terza fase g2 . Le fasi b e g2 hanno il loro campo di esistenza rispettivamente fra il 10 e il 15 % e tra il 15.6 e il 20 % di alluminio .
Variando il tenore di alluminio e dosando altri opportuni elementi di lega è possibile ottenere molti tipi di cuproallumini che per semplicità classificheremo come :

• Cuproallumini binari monofasici
• Cuproallumini binari bifasici
• Cuproallumini complessi monofasici
• Cuproallumini complessi polifasici

Gli usi dei cuproallumini sono molti e in molti campi ; per quanto riguarda quelli tipici dell’industria chimica possiamo ricordare gli impieghi per serbatoi o apparecchiature in contatto con soluzioni acide o saline , per tubi e piastre di scambiatori o condensatori , per evaporatori , parti di pompe o valvole e tubature in genere anche in ambiente marino .
Cuproallumini binari monofasici : contengono fino al 7 % di alluminio e sono costituiti dalla solo fase a il che gli conferisce un’ottima lavorabilità a freddo ma una certa fragilità a caldo .
Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C60600	96 Cu 4 Al	Ricotto	31	11.5	40
		Duro	41.5	16.5	25

 

Cuproallumini binari bifasici : Sono leghe con alluminio compreso fra l’8 e il 12 % lavorabili a caldo sopra i 565 °C dove è presente la sola fase b . A temperatura ambiente possono presentare insieme alla fase a le fasi b ( con raffreddamenti abbastanza rapidi ) o g2 ; nel primo caso la struttura aciculare dura e fragile ottenuta dalla tempra di b deve essere rinvenuta dando luogo a un materiale tenace ed adatto allo stampaggio a caldo ; nel secondo caso la presenza della fase g2 come eutettico lamellare al bordo dei grani aumenta la durezza e la resistenza meccanica ma peggiora la lavorabilità e da’ problemi di dealluminazione .
Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / m2	A  %
C61000	92 Cu 8 Al	Ricotto	48	20	65
		Duro	55	38	25

 

Cuproallumini complessi monofasici : in queste leghe sono aggiunti al rame e all’alluminio altri elementi come ferro ( 1.5 – 3 % ) , nichel ( 2 % ) , manganese ( 0.5 – 1 % ) e cobalto ( 1 – 3 % ) per migliorare le caratteristiche di base della fase a senza pregiudicarne la lavorabilità a freddo .
Il ferro viene aggiunto per affinare la grana cristallina ed aumentare il carico di rottura ( + 30 MPa per ogni 1 % di ferro ) ma per tenori superiori al 3 % può dare problemi di corrosione preferenziale . Il nichel aumenta la resistenza a corrosione e il limite di snervamento oltre a facilitare la solubilità del ferro . Il manganese migliora la colabilità , la lavorabilità a caldo e la saldabilità infine stabilizza la fase b rispetto alla g2 che per applicazioni in determinati ambienti non è desiderata essendo più soggetta ad attacco corrosivo dalla matrice a . Il cobalto riduce fortemente fino ad annullarla la presenza della fase g2 aumentando la plasticità e la resistenza corrosiva del materiale .

Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C61300	92 Cu 7 Al 2.7 Fe 0.3 Co	Ricotto	54	24	42
		Duro	59	40	35

 

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C61400	91 Cu 7 Al 2 Fe	Ricotto	56.5	31	40
		Duro	61.5	41.5	32
C61500	90 Cu 8 Al 2 Ni	Ricotto	58.5	34.5	36
		Duro	86	62	5
C62300	87 Cu 10 Al 3 Fe	Ricotto	60	30	15

 

Cuproallumini complessi polifasici : contengono anch’essi ferro , nichel , cobalto e manganese ma in tenori molto maggiori che modificano pesantemente la struttura e le caratteristiche del materiale .
Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composiz.	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C62500	87.2 Cu 13 Al 4.3 Fe	Ricotto	69	38	1
C63000	82 Cu 10 Al 5 Ni 3 Fe	Ricotto	76	47	10
C63200	82 Cu 9 Al 5 Ni 4 Fe	Ricotto	64	33	18
		Duro	62	28	20

OTTONI.

 

Gli ottoni sono essenzialmente leghe rame zinco con possibilità di aggiunte di altri elementi come piombo , stagno o alluminio in piccoli tenori al fine di ottenere opportune caratteristiche di colore, lavorabilità , resistenza meccanica o alla corrosione .
Le leghe rame zinco di interesse pratico sono quelle con un tenore di zinco fino al 45 % campo che, come si può vedere dal diagramma di equilibrio , comprende ottoni costituiti dalla sola fase a e ottoni bifasici a+b . La fase a è una soluzione solida primaria disordinata con reticolo C.F.C. che presenta una buona lavorabilità  sia caldo che a freddo , la fase b è invece una soluzione solida secondaria con reticolo C.C.C. che fra i 468 e 454 °C subisce una trasformazione disordine-ordine dando luogo a una struttura in cui gli atomi di rame occupano le posizioni ai vertici e gli atomi di zinco quelle al centro dei cubi  . La lavorabilità della fase b è possibile solo a caldo .
Le caratteristiche meccaniche degli ottoni variano all’aumentare del contenuto di zinco : l’allungamento cresce fino a un massimo in corrispondenza del 30 % di Zn per poi diminuire ,  il carico a rottura cresce fino a tenori di Zn del 45 % così come la durezza . ( al crescere del tenore di zinco si fa sentire in misura maggiore  la presenza della fase b  più dura e fragile della fase a .
Grazie alle loro diversificate caratteristiche meccaniche , di colore , lavorabilità e resistenza chimica gli ottoni sono impiegati nell’industria elettrica , meccanica , automobilistica , militare e non ultima in quella chimica ( scambiatori , evaporatori e altre apparecchiature anche in ambiente marino ) sotto forma di laminati, nastri, tubi, barre, trafilati e profilati .

OTTONI a ROSSI.

 

Sono gli ottoni a più basso tenore di zinco ( dal 5  al 20 % ) , risultano facilmente lavorabili a freddo ( la lavorabilità decresce al crescere del tenore di Zn ) , hanno colore variabile dal rosso al giallo e una resistenza alla corrosione migliore degli altri ottoni essendo praticamente immuni ai  problemi di dezincificazione e di season cracking , risultano però più costosi a causa dell’alto contenuto di rame .

Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composizione	Stato	R   kg / mm2	Rs  kg / mm2	A  %
Dorato	95 Cu 5 Zn	Ricotto	24	7.6	45
		Duro	38.5	34.5	5
Commerciale	90 Cu 10 Zn	Ricotto	26	8.3	45
		Duro	42	37	5
Rosso	85 Cu 15 Zn	Ricotto	28.5	9.7	46
		Duro	48	39	5
Basso	80 Cu 20 Zn	Ricotto	31.5	10.5	48
		Duro	51	40	7

OTTONI a GIALLI.

 

Sono leghe contenenti dal 20 al 36 % di Zn ; accoppiano buone caratteristiche meccaniche a una ottima duttilità prestandosi per lavorazioni plastiche a freddo e con piccole aggiunte di piombo anche a quelle per asportazione di truciolo alle macchine utensili .
Questi ottoni sono però soggetti a season cracking e dezincificazione ; problemi che vengono ridotti  , anche se non eliminati , con rispettivamente : un trattamento termico di distensione e piccole aggiunte di Sn ( 1 % ) o di Al ( 2 % ) .
Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composizione	Stato	R   kg / mm2	Rs  kg / mm2	A  %
Cartridge	70 Cu 30 Zn	Ricotto	34	11.5	57
		Duro	52.5	43.5	8
Giallo	65 Cu 35 Zn	Ricotto	34	11.5	57
		Duro	51	41.5	8
Al piombo	65 Cu 34 Zn 1 Pb	Ricotto	34	11.5	54
		Duro	51	41.5	7
Ammiragliato	71 Cu 28 Zn 1 Sn	Ricotto	36.5	11.5	65
		Duro	67	-----	4

 

 

OTTONI a+b.

Contengono dal 35 al  40 % di Zn e hanno di conseguenza una struttura a temperatura ambiente di tipo bifasico . Sono lavorabili a caldo quando , al di sopra dei 460 °C , la fase b diventa disordinata  e , mostrano una suscettibilità maggiore degli ottoni a alla dezincificazione .
Fra i più usati ricordiamo il “ Muntz “ ( 60 Cu 40 Zn ) che accoppia elevata resistenza e lavorabilità a caldo e , il “ Navale “ ( 60 Cu 39 Zn 1 Sn ) ottimo per la resistenza a corrosione in ambiente marino . Accanto a queste si possono avere altre leghe con aggiunte di piombo , ferro o manganese per migliorare la lavorabilità alle macchine o la colabilità nelle leghe da fonderia .

Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composizione	Stato	R   kg / mm2	Rs  kg / mm2	A  %
Muntz	60 Cu 40 Zn	Ricotto	37	14.5	45
		Semiduro	48.5	34.5	10
Free-cutting	61.5 Cu 35.5 Zn 3 Pb	Ricotto	34	12.5	53
		Semiduro	40	31	25
Navale	60 Cu 39 Zn 1 Sn	Ricotto	40	18.6	45
		Semiduro	55.2	39	20

 

 

CUPRONICHEL.

Con il termine cupronichel si indicano le leghe rame nichel con un contenuto di rame superiore al 50 % . Essendo i due elementi completamente miscibili l’uno nell’altro in ogni proporzione i cupronichel sono soluzioni solide primarie monofasiche che non possono essere trattate termicamente . Fra i più usati commercialmente ricordiamo i  70 / 30 e i 90 / 10 . Tutte queste leghe mostrano ottima resistenza alla corrosione e per quelle con aggiunte di ferro o manganese anche una durezza superficiale elevata che si traduce in una aggiuntiva resistenza alla corrosione erosione .
Sono utilizzati in molti campi ed anche nell’industria chimica e dello zucchero per la costruzione di serbatoi , scambiatori ed altre apparecchiature o tubature in genere .

Caratteristiche meccaniche :

Materiale	Composizione	Stato	R   kg / mm2	Rs   kg / mm2	A  %
C70600	90 Cu 10 Ni	Ricotto	36	10	35
		Duro	52	50	5
C71500	70 Cu 30 Ni	Ricotto	38	12	36
		Duro	56	52	3
------------	88 Cu 10 Ni 1.5 Fe 0.5 Mn	Ricotto	33	13	38
		Duro	42	36	12
------------	68 Cu 30 Ni 1 Mn 1 Fe	Ricotto	40	16	40
		Duro	50	43	17

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ALLUMINIO E SUE LEGHE.

 

Alluminio puro. (serie 1XXX) Con purezze di 99,8-99,9% si ha un'ottima resistenza alla c. ma, date le basse caratteristiche meccaniche, s'impiega nell'industria solo come rivestimento.  L'alluminio puro al 99% è quello più impiegato per scopi generali, come pannellature o utensili da cucina.
Al-Cu. durallumini (Serie 2XXX).  Allumini strutturali con impiego in cui la resistenza meccanica è primaria.  Si proteggono con laminati in Al e per verniciatura.
Al-Mn. (Serie 3XXX).  Buona combinazione di resistenza alla c. e caratteristiche meccaniche.  Largamente impiegato per costruzioni e utensili da cucina.
Al-Mg. (Serie 5XXX). Resistenza alla corrosione ottima, come quella dell'Al puro, ma con migliori p.m..  Con tenori di Mg tali da non causare un'intensa precipitazione di Al3Mg2 resiste meglio in H2O mare ed è intensamente impiegato nella costruzione delle barche.  Bisogna fare attenzione se nell'impiego si scalda il materiale, perché la precipitazione degli intermetallici può causare problemi (esfoliazione, CSS).
Al-Mg-Si. (Serie 6XXX).  Induriti per precipitazione.  Sono materiali strutturali che comunque conservano buona resistenza alla c..
Al-Zn-Mg (Serie 7000).  Impieghi strutturali in campo aeronautico.  Minore resistenza alla c. e rischio di SCC se non impiegati bene o con T.T. inadeguato.

COMPORTAMENTO A CORROSIONE

 

In sol. acide o alcaline l'Al resiste male.  Tuttavia in ambiente acido ma fortemente ossidante (HNO3) l'Al si passiva e con inibitori come silicati si può impiegare fino a pH circa 11.    La forma di c. più comune è il pitting, con diminuzione del pH all’inerno del pit, che rende impossibile la formazione dell'ossido passivante al suo interno.  Una volta che l'Al3+ si allontana dalla regione di basso pH, si riformano precipitati che formano una membrana sull'esterno del pit con incremento della v.c. nel pit.  La presenza di alogenuri aggrava il problema, soprattutto quando sono presenti impurezze di rame ridepositato da altre parti dell'impianto, con formazione di celle galvaniche locali.  Altra forma pericolosa è la c. intergranulare, dovuta alla precipitazione di particelle di Cu2Al (più nobile della matrice) o Mg2Al3 (meno nobile).  Tuttavia, se il trattamento termico condotto è corretto, in genere non si verificano grossi pb..  Ad es., nel sistema Al-Mg in genere tutto il Mg è in soluzione solida e la sensibilizzazione della si ha solo nel caso si formi un film continuo di Mg2Al3 sul bdg.  Per le leghe alto-resistenziali Al-Zn-Mg-Cu si è molto studiato il fenomeno della SCC e si è arrivati alla conclusione che sensibili sovrainvecchiamenti del materiale sono favorevoli (variazione del fattore di forma dei precipitati sul bdg).  Le altre leghe in genere non hanno problemi di tensocorrosione.
Un attacco particolare è quello per 'esfoliazione', anch'esso in prevalenza su leghe alto-resistenziali, anche se, a differenza della SCC, può aver luogo in numerosi ambienti (anche poco aggressivi), soprattutto su componenti con forte tessitura indotta da deformazioni plastiche durante il ciclo di lavorazione.
L'effetto degli elementi di lega è riportato in figura, e chiaramente tali dati valgono se l'elemento è in soluzione solida (gli effetti sono all'incirca additivi); sono stati anche valutati i potenziali di soluzione delle particelle secondarie più importanti.  L'utilità dei primi è quella di poter seguire l'andamento della T.T. e quindi del tenore in elementi di lega ancora in soluzione.  Per i secondi, si può valutare separatamente il pot. del bdg e del centro del grano e quindi avere un'idea della ddp responsabile per la c. intergranulare, l'esfoliazione, ecc..

Corrosione atmosferica.  Conservano a lungo il loro colore grigio, reso più cupo per esposizione prolungata in atmosfere industriali.  In atmosfere urbane si può verificare pitting da depositi grafitici (non pericoloso).  In tutti i casi si ha un effetto sensibile solo durante il primo anno, poi l'attacco va a decrescere.  Le leghe Al-Zn-Mg necessitano protezione (cladding, verniciatura).  Le condizioni più gravose sono in atmosfera marina.

Corrosione in acque naturali.  Hanno in genere ottime resistenze, in special modo in H2O distillata o pura ed infatti sono molto impiegate nell'industria per apparecchiature di distillazione o di H2O deionizzata.
Per impieghi in H2O mare si impiegano di solito leghe Al-Mg che devono comunque essere protette contro la possibile formazione di microrganismi e alghe.  Nella formulazione di queste pitture c'è come base ossido rameoso (antivegetativo) che potrebbe innescare c. bimetallica.  Si esegue pertanto un pretrattamento chimico sull'alluminio seguito da una prima mano di vernice contenente cromati.
Acque contenenti Cl- o ioni Cu2+ possono essere pericolose per il pitting. Attenzione ad impiegare leghe di Al e di Cu nello stesso circuito (ricordare che le acque dolci sciolgono più rame delle acque dure).
Molto spesso, in applicazioni in acque naturali fredde, quando non è possibile lavare regolarmente le superfici, si impiegano leghe Al-Mn rivestite con leghe Al-Zn (prot. catodica).

Corrosione nel suolo. Pericolo per contaminanti lisciviati dal terreno.  Si possono usare tutte le leghe a meno di quelle contenenti rame.  In genere comunque vengono protetti con bitume o, nel caso di cavi, con guaine polimeriche.  La prot. cat. è meglio non farla, perché in sovraprotezione si alcalinizza l'ambiente a contatto con il componente e può aumentare la corrosione.

GHISE

 

Quattro classi principali:     

• GHISE BIANCHE, in cui tutto il carbonio è in soluzione solida nella cementite e nella matrice;
• GHISE GRIGIE, nelle quali tutto il carbonio precipita sotto forma di lamelle di grafite:
• GHISE MALLEABILI O NODULARI, in cui tutto o la maggior parte del carbonio si trova sotto forma di particelle rotondeggianti di grafite (nelle malleabili dopo ricottura delle ghise bianche, nelle nodulari dopo solidificazione.

Queste classi possono essere ulteriormente suddivise sulla base delle loro matrici:

• Ghisa bianca -----  matrice perlitica (non dev'essere solidificata velocemente                                              come in conchiglia, altrimenti prende tempra).
• Ghisa grigia ------  in genere matrice perlitica.  Sono le ghise più usate.
• Ghisa malleabile -----  possono essere con matrice ferritica o perlitica, in                                              funzione del processo impiegato. lega ipoeutettica.
• Ghise nodulari (o sferoidali) ----- in buona parte solidificano con matrice                                              perlitica, ma molto spesso si impiegano trattamenti termici                                               per ottenere una matrice ferritica (migliore duttilità), lega                                              ipereutettica.

Effetto della struttura sulla corrosione.    Una prima differenza essenziale tra le ghise e gli acciai è che gli acciai, corrodendosi in modo uniforme, diminuiscono gradualmente le loro dimensioni globali; le ghise invece, da un primo esame visivo non sembrano sensibilmente corrose, in quanto mantengono pressocché inalterate le loro dimensioni geometriche.  Questo dipende dalla presenza nelle sole ghise di costituenti microstrutturali poco o per nulla presenti negli acciai, come la grafite, la steadite (eutettico ternario Fe-Fe3C-Fe3P) e, anche se in minor misura, i carburi.  Quando la ghisa si corrode, rimane uno scheletro formato dalle lamelle di grafite irrigidite dall'eutettico steadite e riempite dai detriti di carburo della ex-perlite e dall'acido salicidico derivante dal Si della ghisa.  Questa struttura ha una certa consistenza e mantiene il contorno originale del componente.

Corrosione atmosferica.  In genere grosse sezioni e quindi nessun problema.

Corrosione nel suolo.  L'applicazione più diffusa delle ghise è per condutture di acqua potabile, acqua nera e gasdotti.  La velocità dell'attacco dipende fortemente dall'aggressività del suolo, in ragione delle sue caratteristiche chimico-fisiche e di conducibilità elettrica.  Si è cercato di classificare i terreni in base alla loro aggressività per le strutture interrate. Un possibile valore di riferimento è una resistività di 4000 ohm.cm (misurato al livello della tubazione), al di sopra il terreno non è praticamente aggressivo per la ghisa.  Tuttavia, non si può prescindere totalmente dalla natura del terreno: i terreni più aggressivi sono quelli argillosi, che sono conduttivi e scarsamente compattabili sulla superficie della struttura e quindi più capaci di innescare fenomeni di pitting che, in questi terreni, possono procedere a velocità di diversi mm/anno.  Da ricordare, inoltre, la difficoltà e l'incertezza nel caso di valori della misurazione della resistività del terreno e quindi l'incertezza nel caso di valori di resistività non molto alta. 

GHISE AD ALTO CONTENUTO DI NICKEL.  

 

L'aggiunta di circa il 20%Ni alle ghise permette di ottenere una matrice austenitica in leghe denominate ghise Ni-resist.  Oltre ad essere più resistenti agli shock termici e più duttili, sono sensibilmente più resistenti a c..  Disponibili con grafite lamellare e sferoidale, esistono 5 Gradi di quest'ultima e 6 Gradi della lamellare.   La migliore resistenza a c. è in primo luogo dovuto all'effetto del Ni (vedi figura) e il confronto delle curve di polarizzazione mostra una corrente anodica molto minore ai bassi pot. (quindi miglior comportamento in soluzioni acide diluite) e una minore densità di corrente critica.  Un'altro importante vantaggio rispetto alle ghise grigie è una maggior resistenza alla 'grafitizzazione' del materiale, che si manifesta in alcuni ambienti e che consiste nell'accelerazione del fenomeno corrosivo all'interno del materiale a causa della pellicola di grafite formata sulla superficie (la grafite è più nobile del metallo).
Applicazioni ghise ad alto Ni.  Non molto resistenti agli acidi forti (anche se migliori delle non legate); possono essere impiegate per trattare acidi organici (ossalico, formico, acetico).  Buona resistenza agli alcali (migliora con il tenore di Ni), ampiamente impiegato negli impianti produzione soda caustica.  Altre applicazioni nell'imdustria sono mostrate in tabella.

GHISE AD ALTO CROMO. 

 

Non esiste una profonda differenza tra acciai e ghise ad alto cromo, se non per il tenore di carbonio (<0,3 acciai, 0,6-3 % ghise) e per la necessità di ottenere i componenti per fusione.  Per ottenere film protettivi efficaci, occorre che una certa quantità minima di cromo sia libera (>12%) dal carbonio.  In prima approssimazione occorre quindi %Cr = (%C x10) +12.    Il silicio sembra migliorare sensibilmente (tenore massimo circa 2%) la resistenza a c., probabilmente perché raffina i carburi di cromo.  Comunque migliora la colabilità della lega e l'aspetto superficiale.  La struttura risultante consiste in una matrice ricca in Cr con una dispersione uniforme di carburi tipo Cr7C3 e Cr23C6.   Le proprietà meccaniche sono molto interessanti, con valori di durezza circa 300 HB e sR circa 500 MPa e si capisce come le applicazioni più interessanti siano in ambienti dove la resistenza all'abrasione è importante.
Resistenza a corrosione.  Devono la loro resistenza alla formazione di un fitto reticolo di ossidi di cromo, ossidi di ferro, pertanto lavorano bene in ambienti areati o comunque ossidanti; in condizioni anareobiche si corrodono velocemente, così come in ambienti inquinati con depassivanti come i cloruri. 
In acido nitrico resistono molto bene ed a T elevata per concentrazioni basse dell'acido (comportamento complementare alle ghise al silicio), vedi figura.   L'effetto di aggiunte di 2% Mo può migliorare anche la resistenza in H2SO4, comunque scarsa.   Scarsa resistenza all'HCl.
Resistenza alla corrosione-erosione.   Queste leghe con contenuti di C tra 0,5-2% presentano un'ottima combinazione.  Aumentando il tenore di C diminuisce la resistenza alla c. e aumenta la durezza.  Importanti applicazioni per movimentazione slurry con abrasivi. 

LEGHE SI-FE.

Il contenuto di Si nelle ghise ordinarie (fino a circa il 3%) non conferisce particolari proprietà di resistenza a c..  Tuttavia, per tenori più elevati migliora sensibilmente la resistenza chimica.  Per tenori da 4-10% Si si producono materiali con alta resistenza all'ox. in T, mentre tra 12-18% Si materiali molto resistenti all'attacco acido (chiamate 'ghise al Si').  Tutte queste leghe sono caratterizzate da un'elevato valore di durezza ed elevata fragilità (duttilità nulla) per cui non sono praticamente lavorabili alle macchine utensili.  La microstruttura consiste in una matrice di ferro-silice a in cui la maggior parte del carbonio è sotto forma di lamelle di grafite.  Si è cercato di ottenere noduli, ma è inutile, dato che in questo caso è la matrice ad essere fragile.  Sono talmente fragili che nella fase di produzione del getto è meglio liberarli dalla forma quando sono ancora al colore rosso (senza farli raffreddare a temperatura ambiente) e trattarli termicamente a 850 °C per 4-5 ore con raffreddamento in forno (sono pochi i produttori specializzati).

Comportamento a corrosione.   La resistenza a c. è dovuta allo sviluppo di un film resistente in buona parte costituito da silice.  Tale film sviluppa la sua massima capacità protettiva solo per tenori >14,2 Si%.  Solo un piccolo miglioramento si oserva per tenori superiori, almeno per quanto riguarda la compattezza del film in ambienti contenenti cloruri.
E' da notare che la formazione di questo film non dipende dall'ambiente e che quindi le ghise al Si resistono molto bene in molti ambienti.   Gli ambienti pericolosi per questi materiali, sono in parte quelli che contengono Cl-, Br- e acido solforoso.  L'aggiunta di cromo si è rivelata utile in quanto rafforza la resistenza del film alla penetrazione.  Nell'impiego del materiale si nota nelle prime ore una sensibile velocità di penetrazione, che è necessaria per esporre in modo continuo lo strato di silice.
Negli ambienti naturali in genere non s'impiegano questi materiali, che comunque non soffrono di particolari attacchi corrosivi.  Tuttavia non sono inox e quindi arrugginiscono.

Resistenza agli acidi.  Incompatibile con HF.  Vanno bene con tutti gli acidi, anche se attaccati in modo abbastanza severo da HCl, HBr e H2SO3.  Si è provato ad incrementare la composizione fino a 17-18 %Si oppure ad aggiungere al 14,5%Si cromo più 3%Mo, con buoni risultati.  Il primo lascia uno strato più compatto di SiO2 dopo la prima corrosione, con il secondo si formano (circa 6%Cr) ossidi di cromo molto stabili con eliminazione della grafite.  In figura sono riportati i campi di applicazione (v.c. < 0,1 mm/anno) della lega base e di quella al 18%Si per HCl.  Utilissimi questi materiali per impiego in H2SO4 (non acido fumante), ed HNO3.

Resistenza agli alcali.  Resistenze inferiori alla ghisa grigia.