Potremmo definirlo un materiale di transizione in molti sensi diversi: non solo storicamente l’Età del Ferro ha segnato l’avvio di una serie di modifiche che hanno contribuito a forgiare la produttività industriale così come la conosciamo oggi.

Ma il ferro è anche chimicamente parte dei metalli di transizione, essendo il 26esimo elemento della tavola periodica.

La storia del ferro

Le sue origini risalgono probabilmente alla Turchia, o più precisamente all’Anatolia. Già veniva ampiamente utilizzato durante l’età del bronzo, ma del suo impiego in utensili e armi non abbiamo traccia fino al 1200 a.C.

È in quel periodo che la fusione lo ha reso un materiale di facile lavorazione, e questo spartiacque tecnologico segna l’inizio dell’Età del Ferro. 

Durante la rivoluzione industriale, il ferro ha assunto simbolicamente un’importanza forse ancora superiore, che si intreccia con la storia dell’acciaio.

Il suo basso costo, la sua robustezza e la facilità di produzione di massa lo resero una scelta ideale per i trasporti,navali e ferroviari, le miniere e l’edilizia. 

Caratteristiche del ferro

Il ferro sfuso ha un aspetto grigio-argenteo e ha un’elevata conducibilità termica ed elettrica. Ha quattro isotopi presenti in natura: il 56Fe è il più abbondante e il più comune nell’universo. È il quarto elemento più abbondante sulla Terra, con una distribuzione del 4,7% della massa rispetto ai 18 elementi più comuni. Gli stati di ossidazione più comuni del ferro sono +2 e +3, che sono reattivi con gli agenti ossidanti. 

Ha una temperatura di fusione di 1530ºC.

È dotato della proprietà del ferromagnetismo, grazie ai suoi elettroni spaiati nell’orbitale 3d. Presenta quindi una proprietà magnetica chiamata ferromagnetismo. Al di sopra di una certa temperatura (temperatura di Curie = 770°C), il ferro ferromagnetico diventa paramagnetico. 

In generale, le proprietà meccaniche del ferro lo rendono ideale per applicazioni strutturali e meccaniche, anche se dipende dalle leghe. Gli acciai con molto o poco carbonio, quelli legati debolmente, e la ghisa (tutte leghe del ferro) hanno un alto carico di snervamento, e gli acciai inossidabili presentano un alto carico di rottura, a volte una buona elasticità e una ottima conducibilità termica, con un alto coefficiente di espansione termica lineare.

La forza del ferro: le leghe

Gli acciai ad alta lega sono utilizzati per la produzione di acciai inossidabili resistenti alla ruggine e alle macchie (grazie al cromo presente nella lega), una proprietà molto desiderata per le applicazioni strutturali. Altre applicazioni degli acciai inossidabili sono gli utensili, dato che nelle leghe si può ottenre una buona facilità di lavorazione. Abbiamo anche le cosiddette superleghe, che garantiscono resistenza al calore nelle applicazioni ad alta temperatura. 

Le ghise invece hanno temperature di fusione relativamente basse e possono essere modellate nella forma desiderat, grazie agli stampi. 

Abbiamo infine una serie di leghe ferrose ad alta resistenza alla corrosione, e con una grande rapidità di solidificazione.