Metallurgia fisica, struttura atomica dei metalli

Metallurgia Fisica

Comprendere la materia scomponendola in unità elementari, scoprire i legami e i fenomeni alla base della metallurgia fisica per l’impiego industriale.

Questo articolo introduce la metallurgia fisica, come risultato del mio studio su questa materia ampia e complessa, lasciando spazio e tempo per ulteriori e successivi approfondimenti.

Inserito dai docenti all’inizio del corso IFTS, questo argomento mi sembrava distante dalle funzioni di un disegnatore, ma presto ho capito che le conoscenze di un tecnico devono spaziare in diversi ambiti.

L’interesse è rivolto allo studio e alla comprensione dei meccanismi fondamentali che sono alla base dei fenomeni metallurgici. La loro conoscenza è estremamente importante per la valutazione della interazione dei parametri che controllano la qualità dei metalli e le loro caratteristiche di impiego.
 

Tipi di materiali da costruzione

I materiali da costruzione vengono classificati in quattro gruppi:

Ceramici (ossidi e silicati): hanno una struttura cristallina, sono duri e fragili e cattivi conduttori di calore e di elettricità.

Polimerici: sono composti organici macromolecolari, sintetici o naturali, hanno scarsa stabilità dimensionale e densità; amorfi e facilmente modellabili, si deformano o bruciano con l’aumentare della temperatura.

Compositi: materiali composti dalla combinazione di almeno due materiali tra loro chimicamente differenti: rinforzo e matrice.

Metalli: hanno una struttura cristallina, buona resistenza meccanica, elevata densità e buona elasticità; sono deformabili, buoni conduttori di calore e di elettricità, sono opachi (non trasparenti).

Legame metallico

Il reticolo cristallino è una struttura molto regolare formata da una massa di ioni metallici positivi, equidistanti e immersi in una nube di elettroni negativi che hanno lasciato gli atomi trasformandoli appunto in ioni positivi. Tale teoria è chiamata Modello di Drude.

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Modello di Drude

Questa struttura rende molto forte il legame di attrazione elettrostatico fra le cariche positive e quelle negative. Ciò spiega le caratteristiche proprie dei metalli quali l’alta densità, la non solubilità e i punti di ebollizione e fusione molto alti. La presenza di tale legame di natura elettrostatica non impedisce comunque lo scorrimento degli atomi esistenti in seguito a forti sollecitazioni meccaniche, la malleabilità e la duttilità dipendono proprio da questo scorrimento.

Reticolo cristallino, struttura cristallina e celle unitarie

Da un esame ai raggi X, risulta che gli atomi dei metalli sono allineati ed equidistanti, assumendo una struttura regolare.

Se proviamo ad unire tramite segmenti i vari atomi si ottiene una struttura reticolare, detta reticolo cristallino, il quale si può considerare essere generato da una struttura semplice più volte ripetuta, chiamata cella elementare o unitaria. Nella cella elementare si possono trovare:

  • atomi (sito dell’atomo)
  • spazi interstiziali

Esistono 14 strutture cristalline definite da Auguste Bravais nel 1848, nei metalli le strutture più diffuse sono:

Cella Cubica a Corpo Centrato – CCC

Ci sono 2 atomi per cella, il 68% di spazio è occupato da atomi, lo spazio libero (tetraedrici e ottaedrici) rimanente è disposto in modo da lasciare spazi vuoti piccoli.

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Cella Cubica a Corpo Centrato (CCC)
Cella Cubica a Facce Centrate – CFC

Ci sono 4 atomi per cella, il 74% di spazio è occupato da atomi, lo spazio libero (tetraedrici e ottaedrici) rimanente è disposto in modo da lasciare spazi vuoti più ampi rispetto alla cella CCC.

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Cella Cubica a Facce Centrate (CFC)
Cella Esagonale Compatta – EC

Ci sono 6 atomi per cella, il 74% di spazio è occupato da atomi, anche in questo caso, lo spazio libero (tetraedrici e ottaedrici) rimanente è disposto in modo da lasciare spazi vuoti più ampi rispetto alla cella CCC.

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Cella Esagonale Compatta (EC)

Metalli e strutture cristalline, il ferro (Fe)

Nella tabella seguente è possibile conoscere le strutture cristalline dei metalli, in particolare del ferro puro in fusione che assume strutture diverse:

NomeSiglaStruttura
BarioBaCCC
CromoCrCCC
Ferro Alfa ( raffreddamento 911 °C)Fe-αCCC
Ferro Delta (punto di fusione 1536 °C)Fe-δCCC
LitioLiCCC
MolibdenoMoCCC
NiobioNbCCC
PotassioKCCC
SodioNaCCC
TantalioTaCCC
TungstenoWCCC
VanadioVCCC
AlluminioAlCFC
ArgentoAgCFC
CalcioCaCFC
Ferro Gamma (raffreddamento 1392 °C)Fe-γCFC
NichelNiCFC
OroAuCFC
PalladioPdCFC
PiomboPbCFC
RameCuCFC
BerillioBeEC
CadmioCdEC
CobaltoCoEC
MagnesioMgEC
TitanioTiEC
ZincoZnEC

Il ferro puro in fusione è allotropico (assume forme diverse) durante il raffreddamento:

Ferro Delta Fe-δ: a 1536°C (punto di fusione del ferro) verso il basso, la struttura cristallina è di tipo cubico a corpo centrato CCC  e rimane stabile fino a 1392°C

Ferro Gamma Fe-γ: a 1392°C la struttura cristallina cambia in cubico a facce centrate CFC  e rimane stabile fino a 911°C

Ferro Alfa Fe-α: a 911°C la struttura cristallina cambia nuovamente in cubico a corpo centrato CCC e rimane stabile (ferromagnetico fino alla temperatura di 769°C)

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Diagramma del ferro puro (temperatura-pressione)

Fusione e solidificazione dei metalli

Un metallo fuso inizia a solidificarsi formando i seguenti elementi:

  • Embrioni (primo avvicinamento di atomi)
  • Nuclei (nucleazione, cominciano a formarsi le prime strutture cristalline stabili)
  • Accrescimento (i nuclei si aggregano alle strutture più grandi seguendo le strutture cristalline)
  • Grani

I nuclei solidificati attraggono gli atomi di liquido circostanti accrescendo il proprio volume; in tal modo a solidificazione avvenuta si genera il grano cristallino.

Il metallo solidificato è un aggregato di grani avente forma irregolare e bordi frastagliati. Le impurità del materiale di fusione si raccolgono lungo i bordi dei grani sotto forma di materia amorfa, la cui resistenza meccanica a bassa temperatura è considerevole.

La crescita dei grani dei metalli è di tipo dendritico (dal greco dendrite, arboreo, a forma arborescente) come quella del ghiaccio, sono visibili i bordi dei grani che durante la crescita entrano in contatto tra di loro.

Difetti cristallini

Difetti di punto (puntuali)
  • Vacanza: mancanza di un atomo proprio del materiale in un sito del reticolo
  • Autointerstiziale: atomo proprio che occupa uno spazio interstiziale
  • Sostituzionale: atomo estraneo che occupa un sito di atomo proprio
  • Interstiziale: atomo estraneo che occupa uno spazio interstiziale
Difetti di linea (dislocazioni)
  • Dislocazione a spigolo: una porzione del reticolo, delimitata da un piano detto fronte di separazione o piano di scorrimento, scorre sulla porzione sottostante secondo una direzione parallela al piano. Si ha quindi una configurazione deformata, caratterizzata dal fatto che si ha un intero piano di atomi della porzione dislocata che non ha corrispondenza nella zona non dislocata e quindi, a causa del disordine locale che si verifica tra gli atomi disposti da una parte e dall’altra del piano si verifica uno stato di tensione.
  • Dislocazione a vite: lo scorrimento interessa solo una parte del cristallo.
  • Dislocazione mista: a spigolo + a vite
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Dislocazione a spigolo
Difetti di superficie
  • Processo di solidificazione: i grani, di forma poligonale irregolare, hanno un orientamento nello spazio differente rispetto a quella dei grani che lo circondano. Si forma quindi una zona di confine, di transizione, un difetto visibile detto bordo grano. Ricordiamo che le zone di confine tra i grani hanno una resistenza alla deformazione plastica maggiore rispetto all’interno dei grani stessi.
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Aspetto al microscopio ottico metallografico della struttura policristallina del ferro puro ARMCO13: allo stato ricotto (in alto), deformato plasticamente a freddo (in basso); Nital 2% – Laboratori del Dipartimento di Meccanica del Politecnico di Milano
Incrudimento a freddo

L’aumento delle dislocazioni può essere provocato con deformazioni meccaniche a freddo, le deformazioni plastiche facilitano lo scorrimento dei piani cristallini che si spostano attraverso il materiale.

A bassa temperatura questi difetti tendono a moltiplicarsi e ad accumularsi quando il materiale viene lavorato (ad esempio a causa del meccanismo di Frank-Read), finendo per interferire tra loro, bloccandosi a vicenda, incrementando i difetti puntiformi ed aumentando quindi la resistenza meccanica.

Le dislocazioni in movimento si accumulano contro i bordi di grano (che sono barriere al moto delle dislocazioni), provocandone la rottura. Il risultato di tale sconvolgimento è la deformazione dei grani cristallini e il loro allungamento nella direzione dello sforzo.

L’effetto è sfruttato per migliorare le proprietà meccaniche dei prodotti in campo elastico, come le corde da chitarra e le molle.

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Corde in acciaio per chitarra elettrica.

Nei prossimi articoli dedicati alla metallurgia fisica, si parlerà delle leghe di ferro (ghise e acciai) con diagramma ferro-carbonio (Fe-C) e dei trattamenti termici.

Ripartitore di coppia ATC 400

Il differenziale centrale BMW xDrive del modello X3 E83, tecnica, malfunzionamenti e manutenzione meccanica

Il ripartitore di coppia ATC 400 (Active Torque Control) è parte della trazione integrale permanente xDrive BMW, il sistema per il controllo e distribuzione della coppia motrice tra l’asse posteriore e quello anteriore

Salone di Francoforte, settembre 2003. BMW presenta il primo SUV compatto X3 modello E83, sull’onda del successo commerciale del fratello maggiore X5 E53, rivelando nel contempo l’innovativa trazione integrale permanente xDrive.

Per il marchio bavarese la trazione integrale non era comunque una novità assoluta, già nel 1985 la serie 3 E30 325iX ne era dotata, nella declinazione berlina a 2 e 4 porte.

Ripartitore di coppia ATC 400
BMW 325iX

Ripartitore di coppia ATC 400, teoria e panoramica del sistema

In meccanica, il differenziale aperto è un sistema di trasmissione che ripartisce la coppia motrice proveniente dal motore attraverso il cambio, verso le ruote appartenenti allo stesso asse. Nella condizione ideale, quando un veicolo marcia in rettilineo con normale aderenza, il differenziale è neutro perché le ruote girano alla stessa velocità.

In curva, la ruota più interna gira più lentamente di quella esterna e il diffenziale appunto gestisce questa “differenza” di velocità relativa tra le ruote. La versione autobloccante permette di annullare o contenere l’eventuale slittamento di una delle due ruote per scarsa aderenza o per eccesso di coppia, trasferendo la coppia alla ruota ferma e quindi in presa sul terreno.

Nel sistema a trazione integrale la coppia motrice viene distribuita su tutte le ruote presenti nel veicolo. In questa configurazione occorre quindi un differenziale centrale a valle del cambio e a monte degli assi ruote, inseribile a discrezione del conducente, se esistono le condizioni per farlo, oppure permanente come nelle applicazioni BMW.

Ripartitore di coppia ATC 400
Sistema di trazione integrale permanente a rapporto fisso della BMW 325iX,

Il sistema xDrive, a differenza dei precedenti sistemi che hanno un rapporto fisso di distribuzione, cambia dinamicamente la percentuale di coppia assegnata ai due assi, sfruttando i sofisticati sistemi di controllo elettronici di bordo del DSC (Dynamic Stability Control) e di altre centraline, assecondando le mutevoli condizioni della strada o della guida tipicamente sportiva di una BMW.

Ripartitore di coppia ATC 400
Ripartitore di coppia ATC 400

Il cuore del sistema xDrive è il ripartitore di coppia ATC 400, il cui case (scatola) è montato in uscita del cambio meccanico o automatico. Gli elementi fondamentali del ripartitore sono:

  • 1) frizione multidisco
  • 2) leve di regolazione
  • 3) camma a disco
  • 4) catena

In condizioni normali, la frizione multidisco è azionata e una parte della coppia motrice viene “prelevata” dall’asse posteriore e inviata all’asse anteriore, con un rapporto 60% posteriore e 40% anteriore. Quando la frizione è completamente aperta, la coppia viene totalmente trasferita all’asse posteriore che è in presa permanente sull’uscita del cambio, tramite un accoppiamento con profilo scanalato.

Quando la frizione è completamente chiusa, gli assi anteriore e posteriore ruotano alla stessa velocità, ma la distribuzione della coppia dipende dalle condizioni di aderenza delle ruote sul proprio asse.

Una delle condizioni limite si verifica quando l’asse anteriore si trova su una superficie con un alto coefficiente di attrito e l’asse posteriore è sul ghiaccio. In questo caso, il 100% della coppia motrice disponibile viene trasmessa sull’asse anteriore, dato che virtualmente nessuna coppia può essere utilizzata sull’asse posteriore (le ruote girano a vuoto).

Attuatore della camma a disco, usura della ruota dentata e sostituzione

Ho desiderato guidare la BMW X3 fin dalla sua presentazione e nel 2015 l’ho comprata usata. Nello stesso anno, percorrendo spesso una strada dotata di dossi rallentatori molto pronunciati, mi si è presentata una combinazione di spie che indicavano un’anomalia al ripartitore: ABS (gialla), freno a mano (rossa), airbag (rossa), 4×4 (gialla).

Ripartitore di coppia ATC 400
Anomalia motore attuatore camma

Spegnendo il motore, era chiaramente avvertibile un ticchettio ripetitivo proveniente da sotto il pianale, al centro dell’auto. Un altro componente decisamente importante, possibile fonte di tale rumore, è il motore elettrico inserito sul ripartitore ATC, l’attuatore della camma a disco.

Ripartitore di coppia ATC 400
Attuatore camma a disco

La camma è innestata sulla ruota dentata in materiale composito non metallico (vedi profilo scanalato al centro) e questa ruota è azionata da una vite senza fine (non visibile in foto) in asse col motore elettrico. Per il materiale scelto dai progettisti BMW, in questa parte della ruota a contatto con la vite senza fine, i denti tendono a consumarsi rapidamente.

Facendo qualche ricerca sul web, ho compreso che la combinazione di spie indicava l’impossibilità dell’attuatore di ruotare la camma e di aprire o chiudere la frizione, secondo il test previsto durante lo spegnimento del motore. Il rumore sentito era causato dai salti della vite senza fine sui denti usurati della ruota.

Mi sono rivolto a un riparatore specializzato, che sostituisce la ruota dentata originale con una equivalente nelle dimensioni, ma fabbricata in bronzo.

Una soluzione più economica sarebbe quella di girare di 180° la ruota dentata rispetto la posizione usurata, per sfruttare una zona che, in pratica, non ha mai lavorato. Ma questa possibilità è sconsigliata, per l’alta probabilità di ritrovarsi il medesimo guasto in poco tempo.

Ripartitore di coppia ATC 400
Ruota dentata compatibile in bronzo appena montata.

Situazioni critiche per il ripartitore ATC 400

In base alla mia esperienza e alle testimonianze di altri utenti, è possibile individuare alcune situazioni difficilmente gestibili dal sistema xDrive e che potrebbero causare danni al ripartitore.

L’ipotesi da verificare è che i dossi rallentatori molto pronunciati (semicilindrici, con un raggio corto) ingannino il sistema xDrive, in quanto le ruote che si trovano sul dosso ruotano ad una velocità maggiore di quelle sull’asfalto, simulando uno slittamento.

Quando le ruote anteriori passano sul dosso e “slittano”, il sistema XDrive apre la frizione multidisco per togliere la coppia sull’asse anteriore, viceversa per quelle posteriori, usando l’attuatore in modo impulsivo in entrambe i sensi di rotazione.

A lungo andare, con la ripetizione quotidiana del fenomeno, la ruota dentata già segnata da una normale usura, subisce un danno definitivo.

Un’altra situazione particolare è la presenza di ruote con circonferenze diverse tra l’asse anteriore e quello posteriore.

La carta di circolazione dell’X3 E83 permette il montaggio di pneumatici 235/50 o 255/45 su ruota da 18 pollici, ma una differenza eccessiva sulla circonferenza ruota tra i due assi (quindi velocità di rotolamento) potrebbe essere interpretata come uno slittamento perenne delle ruote di un asse.

Per lo stesso motivo, è consigliabile uniformare l’usura di un treno di pneumatici dello stesso tipo, eseguendo l’inversione delle ruote ogni 10.000 km.

Usura della catena e riparazione

Nella trasmissione a sistema flessibile di una coppia tra due alberi paralleli, come nel caso del ripartitore ATC 400, la catena a rulli appare come la migliore soluzione.

Altri sistemi, come la cascata di ingranaggi presente nel ripartitore ATC 300, probabilmente non garantiscono un certo livello di oscillazione e di assorbimento dei picchi di coppia che si alternano repentinamente dalla fase di accelerazione a quella di rilascio.

L’olio presente nella scatola del ripartitore è di vitale importanza per il funzionamento e la durata di questo delicato componente della trasmissione, consentendo uno slittamento controllato (limited slip) della frizione e la lubrificazione della catena.

Una sbagliata o mancante sostituzione dell’olio comporta inevitabilmente un’usura precoce con l’allungamento rapido della catena.

Ripartitore di coppia ATC 400
Usura e allungamento della catena, con lasco eccessivo.

Tale indice di usura è riscontrabile dallo sbattimento della catena contro le guide pattino in materiale plastico, udibile dopo una fase di rilascio dell’auto piuttosto prolungata con arresto completo dell’auto in curva.

Alla successiva ripartenza, il tratto lasco (non teso) della catena passa velocemente da un lato all’altro, provocando un caratteristico rumore.

Quando l’allungamento diventa eccessivo, la catena salta i denti delle ruote danneggiandosi completamente.

Cambio olio, preparazione e lista dei materiali

Contestualmente alla riparazione, a 132.000 km percorsi ovviamente ho fatto eseguire anche il cambio olio e il relativo azzeramento del contatore di usura via presa ODB2.

Personalmente, non condivido la scelta del riparatore per l’olio di tipo minerale che ha utilizzato.

Ripartitore di coppia ATC 400
ERG ATF III olio minerale

Dal 2015 non ho più avuto problemi, fino all’estate scorsa, a circa 180.000 km. Con l’arrivo della stagione calda, soffrivo di strattoni e vibrazioni alla trasmissione (cambio automatico) senza accensione di spie, in queste circostanze:

  • in accelerazione, con organi meccanici caldi (dopo diversi km di percorrenza)
  • in rotonda, anche a bassa velocità (i giri del motore e l’auto oscillano leggermente)

Con l’arrivo della stagione fredda, il problema è diminuito facendo pensare all’usura dell’olio, che perde drasticamente le caratteristiche utili con l’alzarsi della temperatura, quindi ho eseguito personalmente un nuovo cambio.

L’operazione DIY (Do It Yourself) è piuttosto semplice, in quanto la scatola dell’ATC è a vista e i tappi di svuotamento-riempimento sono facilmente accessibili.

Occorre preparare per tempo i materiali e gli attrezzi necessari, per operare senza dimenticanze e nel rispetto della propria incolumità.

La sicurezza viene prima di tutto.

Per l’olio ho scelto il Castrol Syntrax Limited Slip 75W-140, un lubrificante multigrado con un ampio range di viscosità (classificazione SAE) e completamente sintetico. È sufficiente una bottiglia da 1 litro.

Castrol Syntrax Limited Slip 75W-140

Intervalli di manutenzione consigliati e conclusione

Ho tralasciato volutamente la gestione della centralina ECU (Engine Control Unit) VGSG83 che controlla il ripartitore di coppia ATC 400, alla quale dedicherò un articolo successivo, con la descrizione dei vari software disponibili e degli scanner OBD2 per uso hobbistico presenti sul mercato.

Il cambio olio del ripartitore ha sensibilmente migliorato il comportamento dell’auto nelle curve strette (rotonde), dove il comportamento sottosterzante delle ruote posteriori che girano più lentamente di quelle anteriori, impone l’apertura e lo slittamento massimo della frizione.

Il ripartitore di coppia ATC 400 si è inoltre dimostrato un sistema sofisticato, in grado di gestire le più difficili situazioni che si presentano nella guida normale e in quella sportiva.

Ripartitore di coppia ATC 400
Situazioni limite in curva durante la marcia (adattamento dinamico)

Tuttavia, non ho risolto il problema degli strappi in accelerazione, quindi ho predisposto anche il cambio dell’olio per il cambio automatico.

Non conoscendo in dettaglio lo stato di manutenzione svolto dal precedente proprietario dell’auto, considero che l’intervallo di sostituzione dell’olio corretto stia tra 60.000 km e 120.000 km. Per semplificare, ho stabilito la manutenzione ogni 90.000 km, quindi ogni 3 cambi di olio motore.

Immagine in evidenza: BMWBLOG.com – BMW UK takes the new BMW X3 on a Trans-Saharan trip

Auto Avio Costruzioni 815, la piccola autovettura sport

Auto Avio Costruzioni 815

1940 – La prima Gran Turismo progettata e costruita interamente da Enzo Ferrari

L’azienda Auto Avio Costruzioni nasce sotto il simbolo del Cavallino Rampante durante lo sviluppo dell’aeronautica, un settore strategico nella storia industriale italiana

Italia 1919-1940. La prima guerra mondiale rappresentò l’esordio mondiale dell’aviazione militare e l’Italia primeggiava in campo tecnico. Molti piloti di fama internazionale, come Francesco Baracca e Gabriele D’Annunzio, compivano imprese sensazionali con nuove e mirabolanti macchine volanti.

Auto Avio Costruzioni 815
Francesco Baracca

Molte aziende, come la Compagnia Nazionale Aeronautica, la Piaggio e la FIAT Aviazione, beneficiarono del notevole impulso dato all’aeronautica dal regime fascista, che ne sfruttò l’immagine a fini propagandistici.

In questo periodo di storia italiana s’incrociano vite e passioni di persone straordinarie come il Commendatore, per meriti in campo sportivo, Enzo Ferrari e il marchese Lotario Rangoni Machiavelli.

Auto Avio Costruzioni 815
Lotario Rangoni Machiavelli

A questo nobile modenese di origini fiorentine, si riconduce questa testimonianza dei fatti accaduti in merito alla vita di Enzo Ferrari e alla sua prima automobile per clienti alla ricerca delle massime prestazioni.


La Storia di Enzo Ferrari

Mi chiamo Lotario Rangoni Machiavelli,

all’indomani del 1° Gran Premio Brescia, un’edizione modificata della Mille Miglia, voglio descrivere la nuova Tipo 815, iniziando dalla storia del suo creatore. A proposito di Enzo, sono sicuro che le aspettative del padre Alfredo sono state completamente disattese.

Auto Avio Costruzioni 815
Enzo Ferrari

A differenza del fratello Dino, Enzo non era proprio uno studente promettente; frequentava molto più volentieri l’officina meccanica del padre, piuttosto che occupare i banchi di scuola. Tra i sogni che gli affollavano la mente c’era già l’impronta che l’avrebbe guidato nella sua promettente carriera di costruttore di automobili sportive; diventare pilota.

L’esigenza di produrre macchinari per la grande guerra e la passione per la meccanica che caratterizzava il mio amico, permisero a Enzo di diventare, a soli 18 anni, istruttore presso l’Officina Pompieri di Modena.

Anche lui venne pesantemente condizionato dal conflitto, subendo una lunga malattia durante un periodo particolarmente difficile, dove gli vennero a mancare sia il padre che il fratello. Nel 1918 si recò a Torino con l’aspettativa di lavorare in FIAT, ma Diego Soria lo liquidò velocemente, togliendo ad Enzo ogni speranza di lavorare nella grande fabbrica italiana di automobili.

La svolta arrivò l’anno successivo a Milano, quando Ugo Sivocci, nella sua piccola impresa meccanica produttrice di autovetture, permise a Enzo di diventare collaudatore e pilota di talento. Finalmente, a 22 anni Enzo lavora per l’Alfa Romeo, un club per gentiluomini alla ricerca di automobili dalle prestazioni eccellenti.

A 31 anni Enzo fonda la propria squadra corse coinvolgendo ingegneri e piloti di successo, nasce a Modena la celebre Scuderia Ferrari per lo sviluppo delle Alfa da corsa, sulle quali compare l’immagine del Cavallino Rampante di Francesco Baracca. Fu la madre, la contessa Paolina Biancoli, che regalò il simbolo a Enzo dicendogli:

Ferrari, metta sulle sue macchine il cavallino rampante del mio figliolo. Le porterà fortuna.

Tra le persone chiamate a Modena per collaborare al sogno di Enzo c’era il progettista Vittorio Jano, dotato di grande esperienza tecnica maturata in FIAT e piloti di valore come Antonio Ascari, Giuseppe Campari e Tazio Nuvolari.

Auto Avio Costruzioni 815
Alfa Romeo 8C-35

La crisi dell’Alfa Romeo e la nascita della nuova impresa

La grande crisi economica iniziata a Wall Street nel 1929 costringe i dirigenti di Alfa Romeo al ritiro dalle competizioni e la Scuderia Ferrari diventa, di fatto, la filiale tecnico-agonistica della casa del Biscione.

A Modena, Enzo ha scritto la storia della più prestigiosa casa automobilistica sportiva italiana come collaudatore, pilota, funzionario commerciale e infine direttore del reparto sportivo Alfa Romeo.

Nel 1938 l’Alfa Romeo decide di rientrare in gara direttamente costituendo ufficialmente il Reparto Corse Alfa Romeo, togliendo ad Enzo la grande autonomia operativa di cui aveva goduto fino a quel momento. Il nuovo sovrintendente alla progettazione Wifredo Ricart era apertamente in contrasto con Enzo, per i risultati sportivi non adeguati alle aspettative dei dirigenti aziendali.

L’anno successivo Enzo si ritrova libero da impegni con l’Alfa Romeo, con una lauta liquidazione in tasca e con un grande desiderio di riscatto, di rientrare da protagonista in campo automobilistico avvalendosi della propria esperienza.

La tecnologia aeronautica era il fiore all’occhiello dell’industria italiana, sul baratro di una nuova grande guerra, sempre affamata di macchinari e di vite umane, nel 1939 nasce ufficialmente la Auto Avio Costruzioni.

Auto Avio Costruzioni 815
Logo Auto Avio Costruzioni

L’impresa, dal nome volutamente impersonale, è finalizzata alla produzione di componenti di velivoli, ma come si evince dal logo, anche alla realizzazione di auto sportive senza il marchio Ferrari, per non infrangere gli accordi sottoscritti con l’Alfa Romeo.

La Tipo 815

La notizia della riedizione della Mille Miglia con partenza da Brescia il 28 aprile, dopo la sospensione per il grave incidente accaduto a Bologna, si è presentata come una grande occasione per Enzo. Io e Alberto Ascari, la vigilia di Natale dell’anno scorso, per questa prestigiosa competizione gli abbiamo commissionato una piccola vettura a due posti, veloce ed elegante, adatta alle competizioni, ma anche all’uso quotidiano per persone alla ricerca di esclusività.

Sul pieghevole pubblicitario preparato da Enzo, questa nuova auto viene descritta come “Torpedino 2 posti tipo Brescia“, un chiaro riferimento alla Mille Miglia.

La sigla 815 indica un motore a 8 cilindri in linea e cilindrata di 1500 cc. La scelta di Enzo di rimanere nella categoria “sport nazionale” riservata a questa cilindrata è strategica, per evitare la competizione diretta con le più grosse Alfa Romeo 6C e BMW 328 e sfruttare l’esperienza maturata con la monoposto da corsa 158 con motore plurifrazionato.

C’erano pochissime settimane a disposizione per realizzare le due auto, occorrevano soluzioni semplici ed efficaci. Enzo si è avvalso della collaborazione dei suoi migliori tecnici, Massimino e Bellentani, utilizzando come telaio portante quello a longheroni con traverse della FIAT 508 C detta anche 1100.

La carrozzeria, sinuosa, lussuosa nel mio allestimento a coda lunga con selleria in pelle naturale, è stata realizzata dalla Touring di Milano in lega ultraleggera di alluminio-magnesio “Itallumag 35”. Il peso a vuoto è di soli 625 kg e considerando la potenza massima del motore di 72 CV, nel complesso l’auto presenta un ragguardevole rapporto peso/potenza di 8,6 kg per CV.

Auto Avio Costruzioni 815
Alberto Ascari esce dalla carrozzeria Touring con la sua 815 a coda corta – Ruoteclassiche, febbraio 1991

Alla Touring, Bianchi Anderloni ripete spesso che le forme devono essere “profilate al vento“, senza spigoli e che “il peso è il nemico, la resistenza all’aria l’ostacolo“.

Il motore

La filosofia del nuovo produttore di auto da corsa è di privilegiare la potenza del motore, al quale il telaio fornisce un semplice supporto, mentre la carrozzeria deve identificare una personalità unica, riconducibile in maniera inequivocabile a Enzo Ferrari.

Il motore, dunque, è quello che esprime al meglio l’estro ingegneristico di Enzo e dei suoi collaboratori. Molti hanno sostenuto che il propulsore sia il risultato di una semplice sommatoria di due motori FIAT 508 C, in realtà solo le testate e le bielle sono parti di derivazione FIAT.

Il monoblocco in alluminio, dalla consistente lunghezza di oltre 90 centimetri, è stato progettato dall’ing. Massimino con sapienti accorgimenti e fuso magistralmente in un pezzo unico dalla Fonderia Calzoni a Bologna.

L’albero motore è un capolavoro di lavorazione meccanica per asportazione di truciolo dal pieno, sulla lunghezza impegnativa di 88,6 centimetri sono stati realizzati 5 supporti di banco di cui uno doppio, al centro, per ospitare due bronzine affiancate. La fasatura delle manovelle asseconda una sequenza ottimale di movimento degli otto cilindri, dotando il nuovo propulsore di un funzionamento rotondo, progressivo ed elastico ad ogni regime di rotazione.

La distribuzione è gestita da un albero a camme in testa, anch’esso ottenuto per lavorazione dal pieno, con alzata valvola e angolo d’incrocio diversi e più performanti rispetto al motore FIAT d’origine.

Riguardo l’esito della competizione, entrambe le 815 si sono ritirate per problemi meccanici. Ma questo era ampiamente previsto da Enzo, il quale aveva confidato i propri dubbi sull’affidabilità delle auto a Renzo Castagneto, ideatore e organizzatore della celebre corsa:

Siamo qui per un buon collaudo, più che altro, perché credo che difficilmente le mie macchine potranno concludere la gara.

L’Italia e la nuova grande tragedia

Dalla cosiddetta Grande Guerra, l’Italia è riuscita a mantenere lo status di “potenza non belligerante”, esercitando il ruolo di ago della bilancia tra gli schieramenti continentali, che vedono l’asse Francia e Inghilterra contrapposto alla Germania riarmata.

La partecipazione, il ritiro delle 815 alla Mille Miglia sembrano ben poca cosa, di fronte al palesarsi sempre più chiaro di una dichiarazione di guerra dell’Italia, con la gravità di conseguenze che essa ne comporta. Ma per me, per Alberto e per Enzo era importante esserci.


Dati caratteristici

Motoreanteriore longitudinale
Cilindri8 in linea
Cilindrata totale1.496,77 centimetri cubici
Alesaggio x corsa63 mm x 60 mm (corsa corta)
Rapporto di compressione7:1
Distribuzionemonoalbero in testa, 2 valvole per cilindro
Alimentazione4 carburatori invertiti Weber 30 DR2
Accensionea spinterogeno, 8 candele
Potenza massima 72 CV a 5.500 giri/minuto
Trazioneposteriore
Frizionemonodisco a secco
Cambio4 rapporti + retromarcia
Sospensionianteriori a ruote indipendenti,
posteriori a ponte rigido con balestre
Frenia tamburo
Telaioa longheroni con traverse
Passo2.420 mm
Carreggiata anteriore1.240 mm
Carreggiata posteriore 1.240 mm
Lunghezza
Altezza
Peso a vuoto625 kg
Velocità massima170 km/h
Rapporto peso/potenza8,6 kg per CV
Accelerazione 0 – 100 km/h

Il “Marchese Volante” Lotario Rangoni Machiavelli

Auto Avio Costruzioni 815
Lotario Rangoni Machiavelli

nasce il 27 luglio 1913 a Firenze con nobili origini (Rangoni di Modena e Machiavelli di Firenze). Da giovane si trasferisce a Spilamberto per occuparsi del patrimonio agricolo di famiglia, laureandosi poi in giurisprudenza e in scienze politiche e sociali, coltivando nel contempo la passione per le corse automobilistiche e l’aeronautica. Durante la seconda guerra mondiale diventa sottotenente pilota della Regia Aeronautica e presta servizio presso l’aeroporto di Pistoia. Muore il 2 ottobre 1942 in località Bottegone, per un incidente occorso durante il volo di collaudo di un aereo militare.