# Acciaio

> Ferro con il giusto carbonio

- Data: c. 1000 a.C.
- Epoca: Antichità
- Ambito: [Materiali e chimica](https://lastcodex.org/it/domains/materials/)
- Fase: III (Mestieri e città)
- Difficoltà: 4/5
- URL: https://lastcodex.org/it/inventions/steel/

L'acciaio è ferro con una piccola quota di carbonio, dosata, di solito tra lo 0,1 e l'1,5% circa. Si forgia a caldo; con abbastanza carbonio si indurisce scaldandolo e temprandolo, e il rinvenimento lo rende poi più tenace a scapito di un po' di durezza.

![Acciaio · Ferro con il giusto carbonio](https://lastcodex.org/_astro/plate.CqU-mOHI_CdAUJ.webp)

## Legenda

1. Mantici
2. Forgia
3. Acciaio caldo tenuto con le tenaglie
4. Vasca di tempra
5. Convertitore Bessemer
6. Ugelli dell'aria sul fondo del convertitore

## Che cos'è

Il ferro puro è tenero: un coltello fatto di ferro si piega e perde presto il filo. Basta aggiungere un po' di carbonio, da qualche decimo di punto percentuale fino a circa uno e mezzo, e il metallo si forgia ancora a caldo. Con abbastanza carbonio, scaldato e immerso in acqua o in olio, diventa abbastanza duro da incidere il ferro. Quella lega è l'acciaio.

Per il suo carbonio sta a metà fra altri due materiali. Il ferro battuto non contiene quasi carbonio: è tenace e si salda bene, ma non indurisce. La ghisa ne contiene dal 2 al 4%: si cola nelle forme, ma è fragile e non si forgia. L'acciaio invece passa da duro a tenace a seconda di come il fabbro lo scalda e lo raffredda. Oggi è di gran lunga il metallo più usato.

## Come funziona

Gli atomi di carbonio sono piccoli e si sistemano negli spazi fra quelli del ferro. Il ferro freddo ne trattiene pochissimo, e l'eccesso forma carburo di ferro, durissimo. In un acciaio raffreddato lentamente il carburo si dispone in lamelle sottili alternate a ferro tenero: un insieme robusto, che si lima ancora.

Sopra i 727 °C circa il cristallo del ferro comincia a riorganizzarsi in una forma che scioglie il carbonio, e a trasformazione compiuta la calamita non lo attira più. La temperatura e il tempo di permanenza necessari per sciogliere abbastanza carburo dipendono dal tipo di acciaio. Se il pezzo si raffredda piano, il carbonio torna fuori come carburo. Se viene temprato non ne ha il tempo: resta intrappolato in un cristallo deformato, la martensite, durissima e fragile come il vetro.

![Uno scalpello da ferro con fasce di colori di rinvenimento, paglierino chiaro al tagliente, poi bruno, porpora e blu verso il gambo](https://lastcodex.org/_astro/v1.CLXHzJ9B_Z2u2L27.webp)
_Quando si scalda il gambo, i colori avanzano verso il tagliente; il fabbro raffredda l'utensile quando vi arriva quello giusto._

Per questo si fa il rinvenimento: l'acciaio viene riscaldato fra 200 e 350 °C circa, la tensione si allenta e il metallo diventa molto più tenace a scapito di un po' di durezza. Sull'acciaio lucidato si forma una sottile pellicola di ossido il cui colore segue la temperatura, dal paglierino chiaro verso 210 °C fino al blu scuro verso 290 °C, passando per il bruno e il porpora. Quei colori, che dipendono anche dal tempo e dallo stato della superficie, sono stati per secoli la guida approssimativa del fabbro: paglierino per un rasoio o uno scalpello da legno, porpora o blu per una molla. La ricottura, che scalda e poi raffredda molto lentamente, porta invece allo stato più tenero, facile da segare e da limare.

Sotto lo 0,3% circa di carbonio l'acciaio indurisce poco; con più carbonio diventa più duro e sopporta peggio i colpi. Un ferro chiuso nel carbone di legna e tenuto al rosso per ore assorbe carbonio dalla superficie. Temprato in seguito, acquista una pelle dura sopra un cuore tenace: è la cementazione seguita da tempra.

## Come costruirlo

Il trattamento termico è la parte della siderurgia alla portata di una piccola officina. Conviene partire da una barra di acciaio da utensili non legato ad alto carbonio, di qualità nota, e conservare la scheda del fornitore, che indica temperature, tempi di permanenza e mezzo di tempra esatti. Una vecchia lima è la fonte tradizionale, ma il suo acciaio è sconosciuto e alcune lime economiche sono indurite solo in superficie.

**Addolcire e sagomare.** Ricuocere la barra come indica la sua scheda. Il metodo tradizionale, portarla al rosso scuro e lasciarla raffreddare per una notte nella cenere di legna, è solo approssimativo. Molare la barra addolcita in un piccolo punzone o in uno scalpello da ferro, tenendola fredda.

**Temprare.** Scaldare in modo uniforme l'estremità di lavoro nel fuoco di carbone di legna o con un cannello a gas. Il segno tradizionale è che la calamita non si attacchi più, poi ancora un po' di calore, fino al rosso ciliegia visto in ombra, ma temperatura e permanenza indicate dalla scheda sono più affidabili. Immergere il pezzo diritto e per intero nel mezzo di tempra indicato, di solito olio per un piccolo utensile, in un bagno di parecchi litri tenuto ben al di sotto del suo punto di infiammabilità. Muovere il pezzo su e giù finché non si raffredda.

**Verificare.** Una lima nuova passata sull'estremità temprata deve scivolare senza mordere. Se morde, forse solo la superficie ha perso carbonio nel fuoco, oppure la tempra non è riuscita: molare un piccolo punto fino al metallo lucido e riprovare prima di scaldare di nuovo.

**Rinvenire subito.** La scheda indica temperatura e durata del rinvenimento, che un forno mantiene meglio: un ciclo comune è un'ora in temperatura, un raffreddamento fino a temperatura ambiente e una seconda ora. Il metodo tradizionale è più rapido e solo approssimativo. Lucidare l'estremità con carta abrasiva, scaldare lentamente il gambo e guardare i colori che avanzano verso la punta. Raffreddare l'utensile quando il bruno o il porpora, verso 260–270 °C, raggiunge il tagliente di uno scalpello da ferro, o il paglierino, verso 220 °C, quello di uno scalpello da legno.

> **Sicurezza.** Il calore della forgia provoca ustioni profonde, e l'acciaio sotto il rosso sembra freddo anche quando non lo è: trattare ogni pezzo come caldo. Indossare occhiali protettivi, con una visiera sopra durante la tempra, guanti di cuoio per maneggiare i pezzi caldi ma mai alla mola, scarpe di cuoio e abiti di cotone o di lana. Lavorare all'aperto o con forte ventilazione, perché la forgia libera monossido di carbonio e l'olio caldo fumo. Usare un contenitore metallico per l'olio con un coperchio metallico a portata di mano, e immergere il pezzo per intero e in fretta, il che limita le fiammate. Se si incendia, chiudere il coperchio; non gettare mai acqua sull'olio in fiamme né lasciare che l'acqua entri nell'olio caldo. Tenere vicino un estintore a polvere. Non battere, piegare, lasciar cadere o tentare di spezzare mai un acciaio temprato e non rinvenuto: può spaccarsi e lanciare schegge taglienti.

## Storia ed evoluzione

Frammenti da Kaman-Kalehöyük, in Anatolia, del 1800 a.C. circa, contengono già acciaio, probabilmente per caso. Un piccone da minatore del monte Adir, in Galilea, a lungo datato al XII secolo a.C., mostra una struttura temprata e leggermente rinvenuta, ma la sua data è stata poi messa in dubbio. Nessun ritrovamento fissa l'inizio della produzione intenzionale di acciaio. Questa tavola adotta per convenzione il 1000 a.C. circa, l'epoca in cui il ferro entrò nell'uso comune nel Levante, fra il 1100 e il 900 a.C. circa.

![Un crogiolo d'argilla rotto accanto al lingotto rotondo d'acciaio che vi si è solidificato](https://lastcodex.org/_astro/v2.BAII-_RH_15zMU9.webp)
_Un crogiolo spezzato dopo la cottura e la focaccia d'acciaio che conteneva._

Nell'India meridionale il ferro veniva chiuso in crogioli d'argilla con materia ricca di carbonio e fuso in focacce uniformi con l'1–1,5% di carbonio; i crogioli di Kodumanal, nel Tamil Nadu, risalgono al II secolo a.C. circa. Questo acciaio al crogiolo, che gli europei chiamarono poi wootz, è quello delle lame dal disegno marezzato note come acciaio di Damasco. In Sri Lanka, forni sui pendii soffiati dal monsone produssero acciaio fra il VII e l'XI secolo, forse per il commercio nell'oceano Indiano.

La Cina seguì ancora un'altra strada. Una tomba dello stato di Yan, dell'inizio del III secolo a.C., contiene già acciaio temprato, ma il ferro cinese era allora soprattutto ghisa. Togliendole carbonio si ottenevano metalli più teneri: tenuta calda all'aria per giorni, oppure rimestata in un focolare di affinazione sotto il soffio dei mantici, la ghisa diventava acciaio o ferro dolce. I focolari di affinazione scavati risalgono al I secolo a.C.

![Una cassa di cementazione piena di barre di ferro fra strati di carbone di legna, accanto a una barra d'acciaio vescicolare](https://lastcodex.org/_astro/v3.Cheh_ZgR_26yvzA.webp)
_Nella cassa di cementazione le barre di ferro restano una settimana o più nel carbone ed escono coperte di vesciche._

L'Europa moderna usò la cementazione, messa a punto prima in Germania. A Derwentcote, in Inghilterra, dal 1730 circa, barre di ferro svedese sepolte nel carbone di legna restavano da sei a dieci giorni sopra i 1.100 °C; l'acciaio vescicolare veniva poi riunito in pacchi e saldato alla forgia per renderlo più uniforme. Verso il 1740 l'orologiaio Benjamin Huntsman fuse l'acciaio vescicolare in crogioli e lo colò in un acciaio omogeneo.

Nel 1856 Henry Bessemer soffiò aria attraverso la ghisa fusa: carbonio e silicio bruciarono e il loro calore mantenne liquido il metallo. Negli anni Sessanta dell'Ottocento arrivarono i forni Martin-Siemens. Nel 1952, a Linz, in Austria, entrarono in funzione convertitori soffiati con ossigeno puro; producono ancora la maggior parte dell'acciaio, mentre i forni elettrici, alimentati soprattutto con rottami, ne danno circa il 29%.

## Dati chiave

- Carbonio: Circa 0,1–1,5%; il ferro battuto ne ha meno, la ghisa il 2–4%
- Calore di tempra: La trasformazione inizia verso 727 °C; ogni qualità ha la sua temperatura di tempra e il suo tempo di permanenza a temperatura
- Colori di rinvenimento: Paglierino verso 220 °C, porpora verso 270 °C, blu scuro verso 290 °C
- Soffiaggio Bessemer: Circa 15 tonnellate di ghisa trasformate in acciaio in 10–20 minuti
- Produzione mondiale nel 2024: Circa 1,9 miliardi di tonnellate, il 29% da forni elettrici

## Richiede

- [Siderurgia del ferro](https://lastcodex.org/it/inventions/iron-smelting/): Uso più diffuso intorno al 1200 a.C.; minerale, carbone e basso fuoco (c. 1200 a.C.)
- [Carbone di legna](https://lastcodex.org/it/inventions/charcoal/): Legna cotta piano sotto la terra (c. 4500 a.C.)

## Porta a

- [Motore a combustione interna](https://lastcodex.org/it/inventions/combustion-engine/): Piccole esplosioni, potenza costante (1876)
- [Bussola](https://lastcodex.org/it/inventions/compass/): Un ago che indica il nord (c. 1088)
- [Torchio da stampa](https://lastcodex.org/it/inventions/printing-press/): Caratteri mobili, copiati a migliaia (c. 1440)
- [Cemento armato](https://lastcodex.org/it/inventions/reinforced-concrete/): Acciaio a trazione, calcestruzzo a compressione (c. 1848)
- [Macchina da cucire](https://lastcodex.org/it/inventions/sewing-machine/): Mille punti al minuto (1830)
- [Turbina a vapore](https://lastcodex.org/it/inventions/steam-turbine/): Il vapore che fa girare i generatori (1884)
- [Turbina idraulica](https://lastcodex.org/it/inventions/water-turbine/): Il salto d'acqua trasformato in elettricità (1827)
- [Turbina eolica](https://lastcodex.org/it/inventions/wind-turbine/): Il vento trasformato in elettricità (1887)

## Fonti

- [Iron and Steel in Early Europe](https://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/iss/kap_a/backbone/ra_3_1.html), H. Föll, Kiel University
- [A Brief History of Martensites](https://sethna.lassp.cornell.edu/Tweed/Martensite_History.html), Sethna group, Cornell University
- [The Transition from Bronze to Iron in Canaan: Chronology, Technology, and Context (Yahalom-Mack & Eliyahu-Behar, 2015)](https://doi.org/10.2458/azu_rc.57.18563), Radiocarbon, Cambridge University Press
- [Early iron in China, Korea, and Japan (Wagner)](https://donwagner.dk/KoreanFe/KoreanFe.html), Donald B. Wagner
- [Crucible steel in South India: preliminary investigations on crucibles from some newly identified sites (Srinivasan & Griffiths)](https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-online-proceedings-library-archive/article/abs/crucible-steel-in-south-indiapreliminary-investigations-on-crucibles-from-some-newly-identified-sites/0C7F9DB996F0DD5758502D8F62201947), MRS Online Proceedings Library, Cambridge University Press
- [Wootz Crucible Steel: A Newly Discovered Production Site in South India (Srinivasan, 1994)](https://student-journals.ucl.ac.uk/pia/article/id/164), Papers from the Institute of Archaeology, UCL
- [Wind-Powered Furnaces](https://archive.archaeology.org/9609/newsbriefs/srilanka.html), Archaeology, Archaeological Institute of America
- [History of Derwentcote Steel Furnace](https://www.english-heritage.org.uk/visit/places/derwentcote-steel-furnace/history/), English Heritage
- [A Crucible of Steel History](https://westyorkssteel.com/blog/a-crucible-of-steel-history), West Yorkshire Steel
- [Bessemer Process](https://www.gracesguide.co.uk/Bessemer_Process), Grace's Guide to British Industrial History
- [Bessemer Converter](https://www.sheffieldmuseums.org.uk/whats-on/bessemer-converter/), Sheffield Museums
- [The history of LD steelmaking: back to the roots](https://www.primetals.com/en/metals-magazine/the-history-of-ld-steelmaking-back-to-the-roots/), Primetals Technologies
- [60 years of the Linz-Donawitz (LD) process](https://www.voestalpine.com/stahl/en/Stories/60-years-of-the-Linz-Donawitz-LD-process), voestalpine
- [The share of EAF in global steel production in 2024 increased to 29.1% (worldsteel data)](https://gmk.center/en/news/the-share-of-eaf-in-global-steel-production-in-2024-increased-to-29-1/), GMK Center
- [Austenitizing, Magnetism, and Heat Treating](https://knifesteelnerds.com/2019/03/18/magnet-heat-treating/), Larrin Thomas, Knife Steel Nerds
- [Steel Tempering Temperatures: Colour Chart](https://westyorkssteel.com/technical-information/steel-heat-treatment/tempering-temperatures), West Yorkshire Steel
- [Micrograph 27: Fe, 0.9 wt% C, martensite, water quenched from 800 °C](https://www.doitpoms.ac.uk/miclib/full_record.php?id=27), DoITPoMS, University of Cambridge
- [Solubility of carbon in iron (H. K. D. H. Bhadeshia)](https://www.phase-trans.msm.cam.ac.uk/2012/solubility.pdf), Phase Transformations group, University of Cambridge
- [The meta-stable microstructure of martensite](https://gearsolutions.com/departments/hot-seat/the-meta-stable-microstructure-of-martensite/), Gear Solutions
- [Tetragonality of Fe-C martensite: a pattern matching electron backscatter diffraction analysis compared to X-ray diffraction (2020)](https://arxiv.org/abs/2002.01142), arXiv
- [AISI carbon steel mechanical characteristics (annealed AISI 1080: 174 HB)](https://engineersedge.com/materials/carbon-steel-properties.htm), Engineers Edge
- [1084 knife-making blade steel: heat treatment data](https://blacksmithsdepot.com/1084-knife-making-blade-steel), Blacksmith's Depot

Fatti verificati il 2026-10-14.

---

The Last Codex · https://lastcodex.org/it/inventions/steel/ · © The Last Codex. Testi, tavole e figure: CC BY-NC-ND 4.0.