Anche se esistono materiali “moderni” quali il widia1 o l’acciaio rapido, data la difficoltà del loro trattamento senza apparecchiature di tipo industriale, il materiale che ancora oggi offre le migliori caratteristiche di lavorabilità e praticità è l’acciaio al carbonio.

Con esso è possibile allo scultore realizzare e modificare continuamente i propri utensili.

 

L’ACCIAIO

È costituito, nella sua struttura più semplice, dalla combinazione del carbonio con il ferro.

Secondo la percentuale di carbonio presente si ottengono acciai di diversa durezza:

Nell’acciaio destinato alla fabbricazione di utensili per la lavorazione del marmo il carbonio presente va da un minimo dello 0,70% ad un massimo del 1,5%.

L’acciaio assume, con appropriati trattamenti termici, particolari caratteristiche fisiche e meccaniche.

1 – Nome commerciale di una classe di leghe di elevata durezza (il nome deriva dalle prime lettere del ted. wie Diamant «[duro] come il diamante») contenenti carburo di wolframio disciolto nel cobalto, usate in sbarrette e piastrine per guarnire lo spigolo di taglio di utensili per la lavorazione di materiali duri.

Il ferro puro esiste in due forme allotropiche1 alfa e gamma aventi la proprietà di sciogliere il carbonio in misura diversa, e di formare con esso leghe di particolari caratteristiche, cioè ghise e acciai.

Il ferro alfa possiede una struttura stabile fino a 911° ed il reticolo spaziale si presenta costituito da nove atomi dei quali otto sono ai vertici di un cubo ed il nono si trova al centro del cubo stesso.

Superando la temperatura di 911°, il ferro alfa si trasforma in gamma ed è costituito da 14 atomi dei quali otto disposti ai vertici del cubo e sei al centro delle facce.

Se la struttura del ferro è gamma, il reticolo offre al carbonio che fosse presente la possibilità di situarsi al centro del cubo; il ferro gamma contenente carbonio in soluzione solida è chiamato austenite2.

Quando, dopo aver riscaldato la soluzione di ferro-carbonio, si raffredda rapidamente, la molecola di carbonio resta “imprigionata” nel reticolo provocando l’aumento di durezza del composto che è chiamato martensite3.

Se il raffreddamento avvenisse lentamente la molecola del carbonio non sarebbe “catturata” al centro del reticolo e non si provocherebbe il conseguente indurimento.

Il trattamento termico che permette di ottenere l’indurimento del composto ferro-carbonio (acciaio) va sotto il nome di TEMPERA o TEMPRA.

 

1 – Consiste nel presentare forme diverse per caratteristiche fisiche (colore, sistema di cristallizzazione) o anche chimiche (reattività); il carbonio,ad esempio, con differente reticolo, cristallizza come diamante nel sistema monometrico e come grafite in quello trigonale.
2 – Dal nome del metallurgista ingl. W. C. Roberts-Austen (1843-1902)]. – In siderurgia, costituente strutturale che si rinviene in alcuni acciai temprati, formato da una soluzione di carburo di ferro (cementite) in ferro gamma, con reticolo cristallino cubico a facce centrate.
3 – Dal nome del metallurgista ted. A. Martens (1850-1914)]. – Soluzione solida di carbonio in ferro alfa in equilibrio instabile, costituente strutturale durissimo degli acciai temprati; si forma dall’austenite per raffreddamento rapido o per rinvenimento, e col riscaldamento si decompone in cementite e ferrite.

Le fasi della lavorazione dell’acciaio che permettono di ottenere uno strumento idoneo alla scultura sono quattro:

 • FUCINATURA

• RICOTTURA

• TEMPERA

• RINVENIMENTO

 

FUCINATURA

Decisa la forma dell’utensile da realizzare e scelta la barra d’acciaio della dimensione più idonea, si procede al suo riscaldamento.
Per tale operazione si adopera la fucina, costituita da un piano di metallo munito di un fornello, sotto il quale, mediante un condotto, giunge aria spinta a forza da una ventola azionata a mano o elettricamente.
Sopra il fornello si colloca il carbone (noisette da forgia) che, alimentato dall’aria sottostante, brucia, portando sino all’incandescenza l’acciaio collocatovi a contatto.
La verga d’acciaio, riscaldata ad una temperatura intorno ai 900°, è lavorabile sull’incudine e con successivi riscaldamenti (calde) portata ad assumere la forma voluta.

A causa di dilatazioni e contrazioni avvenute durante la lavorazione si producono tensioni; l’utensile, perciò, viene sottoposto ad un trattamento di distensione (ricottura).

RICOTTURA

Avviene sottoponendo l’attrezzo, fucinato in precedenza, ad una temperatura di 750° mediante la quale le molecole si distendono rendendo docile l’acciaio alla lima; ciò permette di rifinire l’utensile agevolmente.

 

 

 

TEMPERA

Dopo aver fucinato e sottoposto a ricottura l’attrezzo, si esegue la tempera che lo renderà tagliente.
La tempera si ottiene riscaldandolo ad una temperatura di 720°/800° e raffreddando l’utensile rapidamente mediante immersione in un liquido, normalmente acqua od olio.
La scelta dell’uno o dell’altro liquido dipende dal tipo d’acciaio utilizzato e dalla durezza che si vuole ottenere.
Durante il raffreddamento si susseguono tre fasi:

  1. Intorno al pezzo, che possiede una temperatura all’incirca di 800°, si forma un velo di vapore per calefazione1 quindi il calore viene dissipato molto lentamente.
  2. Il velo di vapore si rompe ed il liquido a contatto con il metallo entra in ebollizione; il vapore che né deriva sottrae il calore all’acciaio.
  3. La temperatura dell’utensile scende sotto a quella d’ebollizione del liquido; lentamente si raggiunge l’equilibrio termico con il liquido stesso.

RINVENIMENTO

L’utensile temprato presenta una durezza notevole; perciò non sopporta nessun tipo di percussione a causa della sua fragilità; in queste condizioni sarebbe inutilizzabile.
Per aumentare l’elasticità senza, perdere tutta la durezza acquisita, si riscalda ad una temperatura che oscilla fra 100° 300°.
Tale rinvenimento permette di ottenere un guadagno di resilienza2 , in altre parole, di resistenza alla rottura senza perdere però la capacità di taglio.

 

1–Fenomeno per il quale delle gocce d’acqua cadute sopra una lastra metallica fortemente riscaldata si riuniscono in un piccolo ammasso di forma globulare appiattita che, isolato dalla lastra da uno straterello di vapore, scorre per un po’ sulla sua superficie senza entrare in ebollizione, per poi evaporare di colpo 2 –Nella tecnologia dei materiali, la resistenza a rottura per sollecitazione dinamica, determinata con apposita prova d’urto