Acciaiinossidabili

Stainless steelsRostfreie EdelstählOn CD-ROM

Domenico Surpi

INDICE

NozioNi Di BASE ....................................................................................................................................................................................5

FErritici .....................................................................................................................................................................................................6

MArtENSitici .......................................................................................................................................................................................... 8

AuStENitici ........................................................................................................................................................................................... 13

FuSioNE E proDuzioNE ................................................................................................................................................................. 21

ElEMENti chiMici .............................................................................................................................................................................. 24

lAvorAzioNi E FiNiturE SupErFiciAli .................................................................................................................................. 27

lAMiNAzioNE A FrEDDo ................................................................................................................................................................ 31

FiNiturE SupErFiciAli .................................................................................................................................................................... 32

FiNiturE DEi SEMilAvorAti ......................................................................................................................................................... 33

lAvorAzioNi A FrEDDo ................................................................................................................................................................. 34

SAlDAturA ............................................................................................................................................................................................ 36

trAttAMENti tErMici ..................................................................................................................................................................... 38

trAttAMENti SupErFiciAli ......................................................................................................................................................... 48

pASSivAzioNE ....................................................................................................................................................................................... 51

corroSioNE ......................................................................................................................................................................................... 52

MANutENzioNE DEllE SupErFici ............................................................................................................................................. 56

StoccAggio ......................................................................................................................................................................................... 58

ForMulE EMpirichE ........................................................................................................................................................................ 59

curvE Di trANSizioNE ................................................................................................................................................................... 60

tABEllA Di coMpArAzioNE ........................................................................................................................................................ 61

ElEMENti Di FiSSAggio .................................................................................................................................................................. 62

NorME Di riFEriMENto ................................................................................................................................................................. 64

5

NozIoNI DI BASE

gli inossidabili sono acciai con elevata percentuale di cromo messi a punto per contrastare le diverse forme di

corrosione. Questi metalli e leghe hanno la particolare proprietà di resistere all’attacco sia per via secca, all’aria

o ad alta temperatura, sia per via umida. Si usa distinguere la corrosione a secco (chiamata corrosione ad alta

temperatura od ossidazione) dalla corrosione a umido che si osserva in ambienti liquidi o atmosferici.

in linea generale si può affermare che la resistenza alla corrosione a caldo degli acciai inossidabili è legata alla

formazione, e al successivo mantenimento in loco, di uno strato fine, compatto e aderente di ossido protettivo,

il quale fa da barriera e impedisce un ulteriore attacco del materiale base. il processo di corrosione a umido è

invece di tipo elettrochimico e la resistenza alla corrosione degli acciai inossidabili è dovuta alla formazione di

uno strato superficiale passivato che necessita, per instaurarsi, di almeno un contenuto di cromo del 10,5%.

per ogni tipo di acciaio inossidabile questo film deve essere continuo e aderente alla superficie, non poroso e inso-

lubile, in grado di riformarsi una volta lesionato se riesposto all’aria o all’azione di ambienti ossidanti. D’estrema

importanza sono pure le strutture di questi materiali metallici, tanto che proprio in base a esse vengono classificati

in acciai: ferritici, martensitici, austenitici, austeno-ferritici e indurenti per precipitazione.

EvoluzionE dEllE lEghE fErrosE

I valori di C - Cr - Ni degli acciai inossidabili sono riferiti ai tipi contemplati nel presente catalogo

In via di sviluppomateriali compositi, liquid-metal,

leghe a memoria di forma

Super Leghehastelloy, incoloy, inconel, monel, udimar

Acciai MartensiticiFe + cr

c% 0.06 - 1.20

cr% 11.5 - 19.0

Acciai Non Legati e Microlegatistrutturali, dual phase, trip...

Acciai Legaticr, Mo, Ni, v, W...

Acciai Inossidabili

Acciai FerriticiFe + cr

c% 0.03 - 0.08

cr% 16.0 - 19.0

Acciaicarbonio < 2%

Duplex e indurentiper precipitazione

Acciai AusteniticiFe + cr +Ni

c% 0.03 - 0.10

cr% 16.0 - 20.0

Ni% 8.0 - 13.0

Ghisegrigie, bianche, malleabili,sferoidali, legate carbonio

min. 2%

FerroFe

6

FErrItICI

Non posseggono i punti critici e tale struttura è garantita da un’alta percentuale di cromo e basso carbonio.

lo stato di impiego è pertanto quello che si ottiene dopo ricottura di ricristallizzazione.

la struttura di quest’acciaio è ferritica, a qualsiasi temperatura venga riscaldato il materiale. Dopo la lavorazione a

caldo, si può anche eseguire il raffreddamento in aria, poiché non indurisce e non c’è grave pericolo di tensioni.

la formatura a caldo va terminata a 850 - 900 °c perché a circa 1150 °c può esserci il rischio di ingrossare

il grano e nessun trattamento termico potrebbe rigenerarlo. per rimediare il danno, si dovrebbe deformare a

freddo per frantumare il grano e sottoporre il materiale a un trattamento termico di ricristallizzazione.

il rapporto calibrato di cr/c fa in modo che il materiale non presenti alcun punto di trasformazione: nessun

trattamento termico può modificare le proprietà meccaniche e fisiche.

ElEmEnti carattErizzanti:• C 0,03 - 0,8 / Cr 16 - 19

• resistenza alla corrosione che da moderata cresce a buona con l’aumentare del tenore di cromo

• buona resistenza alla corrosione sotto tensione

• resistenza a caldo fino a 1175 °C e alla scagliatura fino a 750 - 800 °C

• caratteristiche meccaniche limitate, non innalzabili con trattamenti termici e scarsamente aumentabili con incru-

dimento a freddo; questo incrudimento risulta inferiore rispetto a quello che possono assumere gli austenitici

• brusco abbassamento della tenacità (resilienze Kv) a temperature vicine a zero °C e sotto zero

• buona resistenza all’usura

• buona formabilità a freddo

• mediocre predisposizione alla saldatura che può creare infragilimento da tensioni

l’elevata permeabilità magnetica li classifica come ferromagnetici.

i tipi a lavorabilità migliorata hanno una resistenza alla corrosione ridotta rispetto agli stessi acciai di origine.

presentano una notevole predisposizione all’infragilimento, anche a permanenze brevi, a temperatura fra 400 e

600 °c; questo fenomeno può essere attenuato con l’aggiunta di alcuni elementi stabilizzanti in fase di colata.

acciai dEl catalogo:AcciAio 1.4016 • EN X6cr17 • AiSi 430Non adatto al trattamento termico di tempra.

Facilmente deformabile a freddo per innalzare i valori di durezza, rottura e snervamento.

per spessori oltre i 3 mm si raccomanda di preriscaldare il materiale a 100 - 300 °c prima della trafilatura

o laminazione a freddo. lo stato di impiego per particolari poco sollecitati è normalmente allo stato ricotto

con struttura ferritica a qualsiasi temperatura venga sottoposto.

7

la rettifica e un’accurata lucidatura aiutano a innalzare la resistenza alla corrosione.

consigliato per impieghi ad alte temperature e sconsigliato per ambienti con temperature inferiori a 0 °c

perché infragilisce.

impiego: posaterie, elettrodomestici (es. lavelli e cestelli per lavatrici e lavastoviglie), industria petrolchimica

e dei detersivi, rifiniture settore automobilistico, marmitte di scarico, contenitori per benzina, impianti per la

produzione di acido nitrico e utensili da cucina, sensori magnetici, elettroiniettori, contenitori per carburanti,

camere di combustione diesel, riscaldatori, cerniere, contenitori per gelati, apparecchiature per la fissazione

dell’azoto, bruciatori per nafta, cappe aspirazione fumi industriali, soffiatori di fuliggine, tele metalliche,

valvole elettromagnetiche, tubazioni igienico sanitarie, bulloni e viti.

i prodotti piani sono usati per: coperture, gronde, pluviali, scossaline, elementi portanti per coperture, rive-

stimenti per ascensori, canaline per climatizzazione; negli impianti dell’energia alternativa come conforma-

zione dei pannelli solari e moduli fotovoltaici; l’ottima predisposizione alla lucidatura lo rende idoneo nelle

applicazioni decorative interne.

AcciAio 1.4105 • EN X6crmoS17 • AiSi 430FMo Non adatto al trattamento termico di tempra.

considerato l’alto contenuto di zolfo è adatto alla lavorazione con macchine automatiche.

per contrastare la leggera diminuzione di resistenza alla corrosione, dovuta all’aggiunta di zolfo e all’inclusioni di

solfuri, è inserita una percentuale calibrata di molibdeno.

Buona resistenza alla tensocorrosione.

impiego: industria acido nitrico, petrolifero, architettura, decorazioni, automobilistico, bulloneria, freni ma-

gnetici, termometri bimetallici (registratori di temperatura-umidità), viteria, bruciatori per nafta, utensili da

cucina, valvole elettromagnetiche, componenti sanitari, iniettori, mobilio, industria mineraria e agricoltura,

componenti di interramento, rotori del magnete, elettrovalvole a solenoide, regolatori di temperatura.

Scarsa resistenza alla corrosione intergranulare. Non consigliato per recipienti in pressione.

AcciAio 1.4106 MoD • X2crmosiS18-2-1 Acciaio a lavorabilità migliorata non adatto al trattamento termico di tempra.

la resistenza alla corrosione è diminuita dall’alta percentuale di zolfo.

l’alta percentuale di molibdeno è in grado comunque di conferire ottima resistenza alla corrosione in pre-

senza di acidi e cloruri.

la particolare composizione chimica permette di ottimizzare le sue caratteristiche magnetiche; la presenza

del silicio procura alta permeabilità magnetica e consistente resistività elettrica.

impiego: elettrovalvole per ambienti corrosivi, pistoni, componenti di messa a terra, schermature, recipienti

in pressione per alte temperature in ambienti corrosivi, nuclei magnetici dei trasformatori, poli della dinamo,

regolatori di flusso, relais, parti di forni industriali e domestici.

8

MArtENSItICI

Sono così denominati perché sono i soli tra gli acciai inossidabili a possedere i punti critici (Ac1, Ac3) e quindi,

dopo tempra, ad assumere la struttura martensitica.

la presenza del cromo, determina un forte spostamento delle curve isotermiche e anisotermiche verso de-

stra, pertanto la struttura viene ottenuta anche con raffreddamento in aria.

come negli acciai da bonifica, le migliori proprietà si ottengono dopo tempra e rinvenimento; particolare atten-

zione però deve essere posta a quest’ultimo trattamento per la precipitazione dei carburi di cromo che possono

alterare la resistenza alla corrosione. per gli acciai martensitici è da evitare l’impiego allo stato ricotto.

ElEmEnti carattErizzanti:• C 0,06 - 1,20 / Cr 11,5 - 19

• moderata resistenza alla corrosione: la semplice esposizione all’atmosfera urbana industriale può danneggiare

il materiale

• buona resistenza all’usura

• modesta tenacità in particolar modo a temperatura sotto zero °C

• mediocre attitudine alla saldatura

una lucidatura accurata (a specchio) favorisce la resistenza alla corrosione.

l’elevata permeabilità magnetica li classifica come ferromagnetici.

i tipi a lavorabilità migliorata hanno una resistenza alla corrosione ridotta rispetto agli stessi acciai di origine.

acciai dEl catalogo: AcciAio 1.4005 • EN X12crS13 • AiSi 416 lo stato di impiego è normalmente quello di bonificato che innalza le caratteristiche meccaniche e la

resistenza alla corrosione.

Acciaio a basso carbonio e con aggiunta di zolfo per migliorare la lavorabilità.

la saldatura è sconsigliata: nel caso fosse indispensabile, procedere con preriscaldo e distensione finale.

la tempra e il rinvenimento possono modificare le caratteristiche meccaniche in funzione delle esigenze di impiego.

impiego: turbine per la produzione di energia, valvole idrauliche, motori e pompe per acqua dolce, attrezzi sportivi,

ambienti aggressivi dell’industria chimica, viteria - bulloneria - chiodi, perni, viti prigioniere, steli di valvole, armamento,

accessori per aerei, estintori, stampi forgiati. Non idoneo ad applicazioni sottoposte a usura o pericolo di grippaggio.

AcciAio 1.4006 • EN X12cr13 • AiSi 410 Adatto al trattamento termico di tempra e distensione o rinvenimento.

trova impiego anche allo stato ricotto. idoneo alla trafilatura a freddo.

9

la condizione migliore di resistenza alla corrosione si ottiene dopo tempra e distensione a 200 °c e non

oltre i 430 °c.

rinvenimenti effettuati a temperature fra 430 e 700 °c causano perdita di resistenza alla corrosione.

le migliori caratteristiche di tenacità si ottengono con acciai rinvenuti a temperature comprese nell’inter-

vallo 600 - 760 °c.

ottima deformabilità per lo stato di laminato a caldo ricristallizzato o ricotto, difficile su materiale preceden-

temente deformato a freddo sul quale si vuole eseguire una ulteriore deformazione, es. imbutitura o altro.

impiego: rivestimenti di sedi di valvole, coperchi, connettori, parti di pompe, flange e raccordi per l’industria

petrolifera e petrolchimica, corpi valvola, alberi, bielle, bulloneria, staffe, rubinetteria, raggi e cerchioni di

cicli e moto, becchi per bruciatori a gas, battitoi per cartiere, scivoli-rivestimenti-bunker per carbone, chiavi,

micrometri, parti di carabine, forbici, lanterne, turbine a vapore, tele metalliche, armadi, decorazioni interne,

fondi diffusori, lavatrici, decorazioni e profili esterni, sistemi di scarico acque; nelle centrali nucleari come

comandi barre controllo e valvole di sicurezza.

AcciAio 1.4021 • EN X20cr13 • AiSi 420A lo stato di impiego è normalmente quello bonificato.

possiede proprietà autotempranti (prende tempra raffreddando in aria).

consigliato per impieghi dove sono presenti sforzi elevati e azioni corrosive non troppo intense.

impiego: meccanismi soggetti a corrosione marina, coltelleria, strumenti chirurgici e odontoiatrici, cuscinetti

dove non è possibile la protezione con grassi a potere antiruggine, turbine idrauliche e a gas, attrezzature

sportive e agricole, stampi per vetro, palette per turbine, alberi di pompe, armi leggere, zanche e ancoraggi,

valvole, magneti, frullatori per vegetali; attrezzature per la tempra delle molle; nelle centrali nucleari come

barre di controllo.

AcciAio 1.4028 • EN X30cr13 • AiSi 420B raggiunge alte durezze e buona resistenza alla corrosione dopo bonifica.

Autotemprante.

idoneo alla fotoincisione.

ottima resistenza alla corrosione dopo tempra e distensione a 200 °c.

Quando il materiale deve essere lucidato o fotoinciso è opportuno impiegare acciaio con S% 0,015 max.

impiego: fotocamere, stampi per il vetro, parti di arredo architettonico, coltelli da cucina, sedi di valvole, valvole

coniche, molle, viti, strumenti chirurgici, stampi per materie plastiche, alberi per pompe, flange e raccordi.

AcciAio 1.4031 • EN X39cr13 Adatto al trattamento termico di tempra e rinvenimento.

Buona resistenza alla corrosione e al calore.

10

la resistenza massima alla corrosione si ottiene con tempra e distensione a basse temperature circa 180 °c.

la saldatura è difficoltosa e e sconsigliata: nel caso fosse indispensabile, procedere con preriscaldo a 250-

300 °c e a fine saldatura eseguire immediatamente ricottura a 700 - 750 °c.

una lucidatura accurata (a specchio) migliora la resistenza alla corrosione.

Quando il materiale deve essere fotoinciso è opportuno impiegare acciaio con S% 0,015 max.

impiego: lame per coltelli da hobbistica, strumenti da misura come calibri-comparatori-micrometri, stampi

per materie plastiche, molle, strumenti chirurgici, rubinetteria, pompe e filtri per motori diesel, particolari

soggetti a usura in presenza di acqua potabile.

AcciAio 1.4034 • EN X46cr13 • AiSi 420cAcciAio 1.4034 DE a lavorabilità migliorata idoneo al trattamento termico di tempra e rinvenimento.

la saldatura è difficoltosa e generalmente non consigliata.

Buona deformabilità allo stato laminato.

la resistenza massima alla corrosione si ottiene con tempra e distensione.

Buona resistenza alla corrosione e al calore.

resistente alla scagliatura fino a 650 °c.

impiego: contenitori per vegetali, molle, stampi per materie plastiche, cuscinetti antifrizione, forbici e coltelli, in-

dustria meccanica, strumenti chirurgici, raschietti, particolari di pompe per motori diesel, elementi di fissaggio,

sfere per valvole, settore automobilistico, elettrodomestici, strumenti di misura (es. calibri e comparatori).

AcciAio 1.4035 • EN X46crS13 • (AiSi 420c+S) Facilmente lavorabile alle macchine automatiche grazie all’aggiunta consistente di zolfo.

le caratteristiche meccaniche vengono impresse dal trattamento termico di bonifica.

la presenza dello zolfo diminuisce la sua resistenza alla corrosione.

la saldatura è difficoltosa a causa dell’alta percentuale di zolfo ed è pertanto sconsigliata.

impiego: perni di articolazione (pivot pins), piccoli stampi materie plastiche, strumenti da taglio come lame

per rasoi, coltelli da cucina, forbici, raschietti, strumenti chirurgici, viti senza fine, sedi e piste cuscinetti,

valvole a spillo, ugelli. Sconsigliato per recipienti con liquidi o gas in pressione.

AcciAio 1.4057 • EN X17crni16-2 • AiSi 431 Normalmente impiegato allo stato bonificato per alto snervamento e ottima resistenza agli urti.

la bonifica può modificare le caratteristiche meccaniche in funzione delle esigenze di impiego.

Buona resistenza a fatica.

ottima deformabilità per lo stato di laminato a caldo ricotto, difficile su materiale precedentemente defor-

mato a freddo sul quale si vuole eseguire una ulteriore deformazione, es. imbutitura o altro.

11

ottimo comportamento in acqua di mare e nelle atmosfere saline.

Normalmente non viene impiegato per applicazioni che richiedono la saldatura.

impiego: attrezzature subacquee, steli stantuffo, parti esposte ad acqua acida di miniera, costruzioni navali,

bulloneria per l’industrie dell’amido, della carta, parti di valvole, piccoli alberi portaelica per acqua di lago,

mole per il vetro, corpi di centrifughe per casearia e fermentazione, principalmente usato per dispositivi di

fissaggio; nelle centrali nucleari come recipienti in pressione del reattore, nocciolo.

AcciAio 1.4104 • EN X14crmoS17 • AiSi 430F versione a lavorabilità migliorata dell’acciaio X14crMo17.

Adatto al trattamento termico di bonifica.

Buona resistenza alla media corrosione (atmosfera, acqua dolce, acido nitrico al 90% a freddo e al 10% a

caldo, deboli acidi organici).

l’aggiunta di zolfo abbassa leggermente la resistenza alla corrosione puntiforme e interstiziale.

Adatto alle lavorazioni in serie alle macchine automatiche ad alta velocità.

Evitare applicazioni dove è prevista saldatura.

impiego: industria del petrolio e acido nitrico, decorazioni esterne per edilizia, sagome decorative settore

auto, bulloni e viti, parti di bruciatori per nafta, posateria, tubazioni sanitarie, regolatori di temperatura,

regolatori di temperatura e pressione, particolari per aeronautica.

considerato l’alto contenuto di zolfo (che può causare porosità all’interno del manufatto) è sconsigliato

l’impiego per recipienti in pressione.

AcciAio 1.4112 • EN X90crmoV18 • AiSi 440B possiede elevata resistenza all’usura e apprezzabile indeformabilità.

con tempra e distensione raggiunge consistenti durezze.

Buona resistenza in ambiente di media corrosione allo stato temprato e disteso a 300 °c.

considerata l’alta temprabilità va preriscaldato e disteso in fase di saldatura.

lega di non facile laminazione e trafilatura a freddo.

la migliore resistenza alla corrosione si ottiene con rinvenimento a temperatura inferiore a 430 °c.

impiego: utensili per la formatura dei nastri stagnati, strumenti chirurgici, cuscinetti, particolari di motori

a combustione interna, contenitori per alimenti, coltelli, lame a disco per seghe a freddo, sfere temprate,

magneti permanenti, particolari sottoposti a usura.

AcciAio 1.4116 • EN X50crmov15 Non facilmente saldabile in considerazione della sua auto-temprabilità.

poco adatto alla deformazione a freddo. ottima resistenza all’usura.

la migliore lavorabilità all’utensile si ha sul materiale ricotto con l’impiego di utensili rompi-truciolo.

12

Buona resistenza all’ossidazione e al calore fino a 760 °c.

impiego: lame da taglio di varie forme, utensili da taglio, posateria resistente ai detergenti, stampi e matrici

per resine sintetiche, ghiere per cuscinetti, sfere, parti di valvole, strumenti di misura, filiere, strumentazione

odontoiatrica e chirurgica, magneti permanenti, perni di articolazione.

AcciAio 1.4122 • EN X39crmo17-1 per questo acciaio, il trattamento termico di bonifica conferisce ottima resistenza alla corrosione, all’usura

e alle proprietà antifrizione. la saldatura è sconsigliata: nel caso fosse indispensabile, impiegare la tecnica tig

dopo preriscaldo a 300-400 °c.

impiego: componenti per compressori, bulloni, valvole per vapore acqueo, coltelli chirurgici e professionali,

stampi per materie plastiche corrosive e resine sintetiche, posateria di alta qualità, parti di pompe, impianti

marini, brocce, filo saldatura per riporti duri; nelle centrali nucleari come nocciolo e recipienti in pressione.

AcciAio 1.4125 • EN X105crmo17 • AiSi 440c Adatto alla tempra e distensione per raggiungere durezze elevate.

Elevata resistenza all’usura.

Non va impiegato a temperature di lavoro oltre 425 °c perché risente dell’effetto rinvenimento e diminuisce

la sua resistenza alla corrosione; a 750 °c si ossida sensibilmente.

la saldatura è sconsigliata a causa della sua alta temprabilità: nel caso fosse indispensabile, preriscaldare a

200-150 °c e a fine saldatura ricuocere a 780 °c.

impiego: coltelli speciali ad alta resistenza, dischi da taglio, lame rasoi, strumenti chirurgici, cuscinetti, ugelli,

parti valvole e pompe per pozzi petroliferi, separatori di fuliggine di motori diesel.

13

AuStENItICI

la struttura austenitica, stabile a temperatura ambiente, è garantita dalla presenza contemporanea di cromo

e nichel e dal basso tenore di carbonio. gli acciai austentici sono impiegati in molteplici ambienti aggressivi,

a bassa e alta temperatura di esercizio.

il trattamento termico più comune per tutti i tipi è la solubilizzazione (raffreddamento in acqua da 1050 °c).

il processo di trafilatura conferisce l’incrudimento desiderato, privilegiando le caratteristiche di rottura e

snervamento.

Al fine di agevolare questa lavorazione a freddo e di non eccedere con l’incrudimento, si effettuano trattamenti

di ossalatura, i quali fanno da lubrificanti tra la superficie del metallo e le filiere, rendendo minimo l’attrito.

la resistenza meccanica può essere innalzata anche prevedendo l’aggiunta di azoto e di molibdeno.

una superficie liscia e uniforme (a bassissima rugosità) migliora notevolmente la resistenza alla corrosione.

ElEmEnti carattErizzanti:• C% 0,03 - 0,10 / Cr% 16,0 - 20,0 / Ni% 8,0 - 13,0

• la presenza del molibdeno permette elevata resistenza alla corrosione (crevice e pitting) che però può

manifestarsi sotto tensione in ambienti di cloruri

• elevata resistenza allo scorrimento viscoso

• buona resistenza all’usura

• elevata resistenza all’ossidazione a caldo fino a 925 °C e per i refrattari (Cr% > 20, Ni% ~ 20, Si% > 1)

fino a 1150 °c

• buona resistenza alle sollecitazioni a fatica

• la buona duttilità di questi acciai conferisce ottima predisposizione alla formatura a freddo

• buona predisposizione alla saldatura

• la permeabilità magnetica molto bassa, dell’ordine di quella del vuoto permette la condizione di amagne-

tismo stabile

i tipi a lavorabilità migliorata hanno una resistenza alla corrosione ridotta rispetto agli stessi acciai di origine.

Si sconsigliano protezioni con vernici anche antivegetative, inutili e anzi dannose; si raccomanda appropria-

ta pulitura, per non danneggiare lo strato passivo.

in caso di danneggiamento dello strato protettivo sono consigliati opportuni decapaggi e/o passivazioni; la

riformazione dello strato passivo sarà rapida ed efficace.

Acciai insensibili alla rottura fragile allo stato solubilizzato; utilizzabili anche per impieghi a temperature

criogeniche (-160 °c).

14

acciai dEl catalogo: AcciAio 1.4301 • EN X5crni18-10 • AiSi 304 ~ Acciaio a lavorabilità migliorata. Nel settore degli inossidabili è il classico 18-10.

Non temprabile, le caratteristiche meccaniche r e rp0.2 possono essere innalzate con incrudimento da trafila.

ottima tenacità alle basse temperature. per questi impieghi, se è prevista la saldatura, usare elettrodi E308 l.

Buona resistenza alla corrosione allo stato solubilizzato.

Evitare riscaldi e raffreddamenti lenti nell’intervallo di temperatura tra 450 e 850 °c per evitare precipita-

zione di carburi di cromo (fenomeno di sensibilizzazione).

Buona predisposizione alla saldatura e all’imbutitura.

Quando il contenuto di ferrite è maggiore di 1,5% ci sono rischi di rottura in fase di trafilatura. per contra-

stare il problema si consiglia di tenere la percentuale di nichel al massimo di quanto previsto dalla norma al

fine di avere una quantità di ferrite non oltre lo 0,5%.

impiego: industria farmaceutica, impianti per la chimica, petrolifera, tessile, tintoria, alimentare, gioielleria, molle,

decorazioni architettoniche, serbatoi e industria dell’auto, scambiatori di calore, valvole e ugelli, para valanghe;

settore dell’acqua (griglie, paratoie, prese filtri a rete e autopulenti, sedimentatori, agitatori, pompe sommerse,

insufflatori per vasche di ossigenazione, convogliatori e canalette per liquami); stampaggi medi e profondi;

impianti trattamento latte, formaggi, burro, succhi di frutta e distilleria; contenitori e attrezzature per la lavo-

razione del cacao; barriere fonoassorbenti linee ferroviarie e autostrade.

i prodotti piani sono usati per: coperture, gronde, pluviali, scossaline, serramenti, elementi portanti per co-

perture, rivestimenti per ascensori, pannelli stradali, cancelli, recinzioni, canaline per climatizzazione, piani

e griglie di calpestio, piastre per ferro da stiro;

nelle centrali nucleari come flange, molle, bulloni, valvole, tubi, caldaie;

negli impianti dell’energia alternativa come conformazione dei pannelli e parabole solari.

Non adatto a garantire la corrosione intercristallina quando è allo stato sensibilizzato (migliorabile con so-

lubilizzazione); scarsa resistenza alla corrosione in presenza di cloruri.

AcciAio 1.4305 • EN X8crniS18-9 • AiSi 303 Acciaio automatico con stato di impiego normalmente solubilizzato e incrudito dalla trafilatura.

ottima tenacità alle basse temperature e buona resistenza alla corrosione in assenza di cloruri e acidi riducenti.

l’attacco acido crea corrosione puntiforme e interstiziale.

per le lavorazioni di tornitura possono essere impiegati i lubrificanti normalmente usati nella meccanica generale.

Difficilmente saldabile se non vengono prese le opportune modalità.

Diventa lievemente ferromagnetico in proporzione all’incrudimento a freddo al quale è sottoposto.

impiego: viti, prigionieri, dadi, bulloni prodotti in grande serie alle macchine automatiche, raccordi, perni,tiranti,

boccole, mulinelli da pesca; arredamento, elettrodomestici, trasporti, apparecchiature elettroniche.

15

AcciAio 1.4306 • EN X2crni19-11 (304L ~)Acciaio al cromo-nichel induribile mediante deformazione a freddo, es. trafilatura e imbutitura.

insensibile alla corrosione intergranulare (intercristallina).

l’alto contenuto di nichel permette di ottenere un’elevata tenacità alle temperature criogeniche (basse tem-

perature). il limite di resistenza a fatica in aria per prodotti levigati è di circa 250 N/mm2, ridotto in presenza

di ambienti corrosivi.

Non idoneo a resistere alla corrosione da cloruri. Evitare impieghi a temperature oltre 550 °c.

impiego: industrie della tintoria, carta, chimica, farmaceutica, alimentare, tessile, nucleare, fertilizzanti e

dell’acido nitrico;

apparechiature saldate, serbatoi, apparecchiature criogeniche, cisterne.

AcciAio 1.4307 • EN X2crni18-9 Non temprabile; le caratteristiche meccaniche possono essere innalzate con deformazione a freddo.

Allo stato solubilizzato è insensibile alla corrosione intercristallina.

Solitamente fabbricato con tecnica al calcio per renderlo a lavorabilità migliorata.

Si magnetizza leggermente in fase di deformazione a freddo (trafilatura o laminazione a freddo).

ottima predisposizione all’imbutitura.

Facilmente saldabile anche senza preriscaldo e distensione finale.

Si consiglia di decapare la saldatura meccanicamente o chimicamente e poi passivarla con acido nitrico al 25%.

impiego: contenitori e attrezzature per sostanze alimentari, settore tessile, petrolifero e per impieghi crioge-

nici (basse temperature); tramogge per carbone, serbatoi per fertilizzanti, attrezzature per la produzione di

acido nitrico, contenitori per concentrato di pomodoro, schermi e tele metalliche, decorazioni architettoni-

che, canalizzazioni per caldareria;

nelle centrali nucleari come placcature per saldatura e circuiti primari.

AcciAio 1.4310 • EN X10crNi18-8 • AiSi 302è uno dei più utilizzati acciai austenitici al cromo-nichel, estremamente resistente e duttile impiegato in

condizioni di laminato e trafilato a freddo. Questo acciaio è una versione con carbonio leggermente più alto

rispetto al tipo 1.4301 e presenta un’ottima resistenza a fatica. la sua resistenza alla corrosione è un po’

superiore a quello del tipo AiSi 301. la facile deformazione a freddo aumenta notevolmente la durezza di

questo materiale ma, in fase di trafilatura va considerato un possibile incremento di magnetismo. Nella lavo-

razione alle macchine utensili è consigliato l’uso di inserti rompi truciolo perché ha una notevole plasticità.

impiego: molle, componenti per orologi, parti di connettori, gabbie per animali, apparecchiature di cottura -

per bevande - per la birra - per imbottigliamento, elementi architettonici per esterni, caldaie, cestelli per

lavatrici, strumenti da cucina, gioielli, industria farmaceutica - casearia - alimentare, serbatoi per benzina.

16

AcciAio 1.4401 • EN X5crnimo17-12-2 • AiSi 316 impiegato ad alte temperature con buona resistenza alla corrosione verso svariati acidi, sali, acqua salata e

reagenti chimici.

l’alto contenuto di molibdeno permette di utilizzarlo in ambienti riducenti e dove necessita resistenza allo

scorrimento viscoso. resiste alla corrosione localizzata (crevice e pitting) e allo stato sensibilizzato è poco

sensibile a quella intercristallina. Sul materiale riscaldato in ambienti ossidanti, risulta necessario un deca-

paggio chimico per ottenere la massima resistenza alla corrosione.

impiego: industria chimica, alimentare, tessile della seta artificiale, industria della carta e cellulosa, campo

fotografico, chirurgico, cisterne per navi, posateria, industria dei medicinali, autoveicoli, sanitari, contenitori per

cibi e bevande, gronde, scambiatori di calore e parti di forni; giranti, alberi pompa e diaframmi per impianti

di dissalazione; scale, ponti e passerelle; ciminiere, contenitori per addolcire l’acqua, bollitori, strumenti per

raffinare il mais, tini per brandy; negli impianti dell’energia alternativa come pannelli parabolici solari.

AcciAio 1.4404 • EN X2crnimo17-12-2 • AiSi 316L Non temprabile; le caratteristiche meccaniche si possono innalzare solo con deformazione a freddo. Adatto

per forti deformazioni a freddo. Buona resistenza alla corrosione intercristallina, all’acqua salata e alle so-

stanze alimentari.

Sul materiale riscaldato in ambienti ossidanti, necessario un decapaggio chimico per ottenere la massima

resistenza alla corrosione.

impiego: particolari destinati ad essere saldati, industria chimica, alimentare, tessile della seta artificiale,

canne fumarie e camini, carta e cellulosa, campo fotografico, chirurgico, cisterne per navi, posateria, tiranti,

industria dei medicinali, autoveicoli, sanitari, contenitori per cibi e bevande, vessel per petrolchimico, parti a

contatto con anidride solforosa, settore impianti di depurazione come dosatori di flocculanti e negli impianti

di incenerimento, ventilatori, valvole e ugelli, maglie metalliche, scambiatori di calore; nelle centrali nucleari

come generatori di calore e pompe; usato nel mercato della gioielleria e degli occhiali, anche se recenti

norme sulla cessione del nichel in presenza di sudore propendono per leghe al titanio meno allergiche;

nell’energia alternativa del solare termico per l’allestimento di serbatoi di accumulo. in presenza di parti

saldate non va impiegato per temperature di esercizio maggiori di 400 °c.

AcciAio 1.4435 • EN X2crNiMo18-14-3 • aisi 316LMola sua struttura è completamente austenitica e dopo solubilizzazione, il contenuto di ferrite risulta inferiore

allo 0,5%. Simile all’acciaio 1.4404 ma con contenuto di silicio più basso e molibdeno più alto. grazie alla

sua microstruttura completamente austenitica può essere deformato a freddo senza problemi e, con il con-

tenuto di molibdeno più alto, si possono realizzare attrezzature più resistenti di quelle allestite con l’acciaio

1.4404. la struttura completamente austenitica, può però risultare sensibile al fenomeno di criccatura a

caldo. può essere saldato con la maggior parte dei processi di saldatura: tig, plasma, Mig, SMAW, SAW ecc.

17

adottando parametri in grado di evitare precipitazioni di carburi o nitruri e formazione di cricche. i risultati

migliori per contrastare la corrosione si ottengono con superfici lucidate.

impieghi: come quelli dell’acciaio 1.4404 dove è richiesta maggiore resistenza meccanica.

AcciAio 1.4541 • X6crniti18-10 • AiSi 321 Spesso viene indicato anche come “acciaio inossidabile refrattario”. Acciaio stabilizzato con aggiunta di

titanio. resiste bene alla corrosione intergranulare. Se viene solubilizzato in ambiente ossidante è necessario

decaparlo chimicamente per ottenere la massima resistenza alla corrosione. Non sensibilizzabile. permea-

bilità magnetica relativa a -196 °C ~ 2 µr. Acciaio molto duttile. Impiego: nei trattamenti termici per ceste,

muffole, vasche, crogioli, piastre di riscaldamento, griglie, catene, ganci, rulli, pistoni, ventilatori, ugelli per

bruciatori, viti e dadi; collettori ad anelli per aerei, parti di motori a reazione, involucri per boiler, rivestimenti

per pile, recipienti a pressione, pannelli e porte frangi-fuoco, caldaie uso civile,collettori. la buona tenacità

alle basse temperature lo rende idoneo all’impiego per la fabbricazione di concimi industriali azotati.

AcciAio 1.4567 • EN X3crnicu18-9-4 • (~ AiSi 304cu) inossidabile con aggiunta di rame che stabilizza l’austenite e lo rende idoneo a sopportare severe opera-

zioni di deformazione a freddo (stampaggio, piega, trafilatura e lavorazioni all’utensile). la presenza del

rame migliora inoltre la resistenza alla corrosione. Adatto ad applicazioni criogeniche.

Buona predisposizione alla filettatura e alla foratura contrastando il relativo incrudimento.

impiego: settore auto, industria chimica, industria del cibo e bevande, decorazioni, componenti elettronici

settore navale, vigneti, ganci da parete, cavi, chiodi, tele metalliche.

AcciAio 1.4570 • EN X6crnicuS18-9-2 • AiSi 303K inossidabile automatico che non modifica le sue caratteristiche meccaniche mediante tempra. l’alta per-

centuale di zolfo può causare microcricche durante la deformazione a freddo (trafilatura, stampaggio, ecc.)

Acciaio con aggiunta di zolfo e rame per incrementare la lavorabilità alle macchine utensili. l’aggiunta di

rame aumenta la resistenza alla corrosione causata dalla plastica. la sagoma dei pezzi deve essere semplice

e mirata per evitare la ristagnazione dei prodotti corrosivi. la sensibilizzazione eseguita nell’intervallo di

temperature da 450 a 800 °c lo espone alla corrosione intercristallina.

impiego: tutti i settori e dove sia richiesta una resistenza a corrosione maggiore rispetto all’acciaio AStM 303

base; particolari prodotti in serie su macchine automatiche ad alta velocità come perni, viti, dadi, tiranti, boccole.

AcciAio 1.4571 • EN X6crnimoti17-12-2 • AiSi 316Ti Acciaio stabilizzato con titanio con buona resistenza alla corrosione: intercristallina, uniforme, localizzata, pit-

ting/creavice. possiede una valida resistenza alla sensibilizzazione (limitata formazione di carburi di cromo)

dovuta a temperature di esercizio. Buone proprietà meccaniche a temperatura ambiente e ad alte temperature

18

con significativa resistenza al creep. Soggetto a forte ossidazione ad alte temperature in presenza di atmosfera

di aria stagnante. ottima predisposizione allo stampaggio a freddo e alla trafilatura. Saldabile senza difficoltà.

impiego: strutture saldate, industria marittima, petrolchimica, alimentare, farmaceutica, carta e tessile;

scambiatori di calore forni domestici e industriali, spire per scaldacqua.

austEnitici - fErritici (comunemente denominati duplex)contenendo cromo, nichel, molibdeno e azoto in opportune proporzioni, hanno una struttura bifasica, for-

mata da isole di austenite incorporate in matrice ferritica all’incirca in parti uguali. caratteristiche principali

di questi acciai sono un’ottima resistenza alla corrosione sotto tensione e un alto limite di snervamento. la

struttura ferritica resiste meglio alla corrosione sotto sforzo e quella austenitica alla corrosione generalizza-

ta, pertanto è facile intuire l’interesse industriale verso tali acciai bifasici. gli elementi chimici caratteristici

di questa famiglia sono il cr, il Mo (ferritizzanti) e il Ni, c, N (austenitizzanti). l’azoto in percentuali dello

0,10-0,20 aumenta inoltre la stabilità della struttura austenitica in fase di trattamento termico, migliora la

resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione localizzata. Negli inossidabili bifasici esistono due in-

tervalli critici di temperatura. Uno a 800 °C (fra 600 e 950 ~) che può causare una precipitazione di carburi

/ nitruri e l’altro a 475 °c quando la ferrite può arricchirsi di cromo e, incrementando di durezza, creare

fragilità. la tenacità è ridotta anche dal tenore di ossigeno e dalla presenza di fasi intermetalliche. gli acciai

duplex hanno un comportamento a fatica migliore rispetto a quelli austenitici. Questo è stato sperimentato

e avvalorato dal rapporto lf/r tra 0,5 e 0,6 per i duplex e 0,45-0,50 per gli austenitici. (lf = limite di fatica

teorico in prova di flessione rotante e r = resistenza a trazione del materiale). Questi acciai non sono adatti

al trattamento termico di bonifica ma possono modificare la percentuale di struttura con la solubilizzazione,

es. aumentando tale temperatura si può sviluppare una maggiore percentuale di ferrite a fine tempra.

AcciAio 1.4362 • EN X2crNiN23-4 • UNS 32304

Acciaio impiegato in ambienti soggetti a tensocorrosione, pitting, crevice. ottima resistenza meccanica ot-

tenuta con l’aggiunta di azoto (N). Buona tenacità e duttilità (a metà fra gli austenitici e i ferritici). per la

deformazione a caldo adottare T ~ 0,6•T fusione, grano fine e basse velocità di riduzione. Non va impiegato

per tempi prolungati a temperature superiori a 300 °c perché c’è il rischio di perdita di resistenza meccanica

e comparsa d’infragilimento. Facilmente saldabile, avendo cura di mettere in atto tutte le precauzioni atte

ad evitare assorbimento di idrogeno. Un’ottima finitura superficiale (lappatura con Ra 0,10-0,20 µm) ha

dimostrato un sensibile incremento di resistenza alla corrosione per pitting.

impiego: recipienti in pressione,serbatoi acqua calda, viti, ventilatori, scambiatori di calore, trattamento

acque reflue, coclee, miscelatori, industria della carta e cellulosa, impianti per la candeggina, industria ali-

mentare e delle bevande, pareti frangifuoco, piattaforme offshore.

19

AcciAio 1.4462 • EN X2crnimon22-5-3 • UNS 31803

Simile all’acciaio 1.4362 ma maggiormente legato con aggiunta di molibdeno (Mo). la sua resistenza alla

corrosione per pitting e crevice è uguale o superiore a quella dell’acciaio AiSi 317l. ha una resistenza mec-

canica superiore rispetto agli austenitici. Non è immune da corrosione sotto tensione, ma resta l’acciaio

maggiormente impiegato nella pratica ingegneristica per resistere negli ambienti con cloruro di sodio e con

acqua salmastra. Non va impiegato a temperature superiori a 340 °c. la presenza del molibdeno e dell’azoto

possono creare difficoltà di lavorazione alle macchine utensili. le caratteristiche meccaniche dipendono dal

rapporto ferrite/austenite e la tenacità è legata al livello di ferrite. A maggior percentuale di ferrite corrisponde

minor tenacità e a maggior volume percentuale di austenite corrisponde minore resistenza meccanica. Dopo

deformazioni a freddo con riduzioni oltre il 10% è consigliato un trattamento termico di solubilizzazione.

come tutti i duplex, anche questo acciaio resiste bene alle temperature criogeniche (al di sotto dei -180 °c).

impiego: scambiatori di calore, distillatori dell’acido acetico, filtri del gas di combustione, contenitori chimici

in pressione, apparecchiature industriali del gas e del petrolio.

come guida all’impiego per basse temperature, degli acciai inossidabili, si può considerare la percentuale di

Nichel (Ni%) presente nell’analisi chimica. Con Ni ~ 9% utilizzo a -196 °C, Ni ~ 3,5% utilizzo a -101 °C, Ni

~ 2,25% utilizzo a -59 °C. Come guida per la resistenza contro la formazione di scaglia alte temperature si

puo fare riferimento al contenuto Cr-Ni. Con Cr ~ 13% utilizzo fino a 760 °C, Cr ~ 18% e Ni ~ 9% utilizzo

finoa 850 °C, Cr ~ 25% e Ni ~ 20% utilizzo fino a 1150 °C, Cr ~ 28% utilizzo fino a 1175 °C.

indurEnti pEr prEcipitazionEAcciai più noti come ph (precipitation hardening). l’indurimento si ottiene dopo tempra con successivi ri-

scaldi a temperature non troppo elevate (480-600 °c). la caratteristica principale è una discreta resistenza

alla corrosione, accompagnata da ottime proprietà meccaniche. gli elementi maggiormente impiegati per

indurire questi acciai sono: titanio (ti), niobio (Nb), azoto (N), alluminio (Al), rame (cu). Anche negli indurenti

per precipitazione si hanno tipi martensitici, austenitici e semiaustenitici. considerato il costo della materia

prima, la convenienza per l’impiego è verso quei settori (aerospaziale e produzione di energia) dove sono

richieste alta resistenza e ottimo allungamento.Es.: il tipo martensitico17-4 ph dopo solubilizzazione e invecchiamento per un’ora a 480 °c: r = 1250 N/mm2; A% = 13

ALTrE coNSiDErAzioNi SUgLi AcciAi iNoSSiDABiLi una certa decarburazione può non essere nociva per i ferritici e gli austenitici, mentre lo è per i martensitici; un

arricchimento in carbonio è dannoso per tutti. Nei trattamenti in presenza di gas, si dovranno adottare tutti gli

accorgimenti necessari per evitare assorbimento di idrogeno, per il noto effetto d’infragilimento. i tipi ferritici

e austenitici, che data l’assenza dei punti critici non sono temprabili, possono modificare con incrudimento a

freddo il carico di snervamento e quello di rottura. i martensitici offrono le migliori caratteristiche meccaniche.

20

resis

tenz

a al

la c

orro

sione

lavorabilità

Intervalli di utilizzo alle alte e basse temperature

in tabella vengono riportate indicativamente delle caratteristiche a confronto per prodotti laminati

Categoriadi acciaio

RN/mm2

Rp 0,2N/mm2

A%

Kv +20 °CJ

Kv -150 °CJ

Magnetico Resistenza alle altetemperature

Duplex 1070 - 1270 800 13 25 si buonaAustenitici 500 - 700 220 50 140 100 no buonaFerritici 450 - 650 280 22 25 si buonaMartensitici 650 - 850 500 14 30 si media cr% < 16

buona Cr% > 20

Scala indicativa di resistenza alla corrosione delle famiglie degli acciai inossidabilimassima minimaDuplex Austenitici Ferritici Martensitici

Schema del rapporto lavorabilità all’utensile - resistenza alla corrosione

316

316l

304

303

430

430F

410

416

classificazione degli acciai inossidabiliclassificazione uNS AiSi EN

serie 500 S5xxxx Xxx acciai inossidabili martensitici serie 400 S4xxxx 4xx Xxx acciai inossidabili martensitici e ferriticiserie 300 S3xxxx 3xx Xxx acciai inossidabili austeniticiserie 200 S2xxxx acciai inossidabili austenitici

la serie 200 (cr-Mn) è principalmente impiegata nei paesi asiatici dove la tendenza è quella di sostituire il Ni con alte percentuali di Mn.Queste particolari analisi chimiche possono rendere l’acciaio suscettibile alla criccatura in fase di trafilatura o stampaggio a freddo.

campi di applicazione approssimativi di alcuni materiali

21

FuSIoNE E proDuzIoNE

la scoperta dei primi materiali in grado di resistere all’azione aggressiva degli acidi si rivelò nel 1821

quando vennero mescolati e fusi ossidi di ferro e cromo. Ai tempi, questa lega conteneva una percentuale

di cromo attorno all’1,5 e valori di carbonio molto alti. con l’arrivo del forno Bessemer (1855), del forno

Martin (1865) e del forno Martin-Siemens (1892) ebbe inizio la produzione a livello industriale degli acciai

al cromo-carbonio, ha solo nel 1895 alcune acciaierie svedesi e tedesche iniziarono a produrre leghe ferro-

cromo e basso carbonio, perfezionate in seguito da una sempre più raffinata elettrosiderurgia. Dal 1904 al

1909 si definirono gli acciai inossidabili martensitici al 13% di cromo e gli acciai inossidabili ferritici al 17%

di cromo con livelli di carbonio dallo 0,12% all’1%. Sempre nell’anno 1909 vennero studiati i primi acciai

austenitici costituiti da leghe ferro-cromo-nichel. Nel 1925, a tecnologie oramai sperimentate, l’italia iniziò

a produrre acciai inossidabili.

procEsso da minEralEAll’altoforno si ottiene la ghisa con carbonio 4-6 %; ancora allo stato fuso viene passata al convertitore al fine di

ridurre il contenuto di fosforo, zolfo, carbonio, silicio e di ogni altro elemento più ossidabile del ferro.

A fine defosforazione si procede all’aggiunta di ferro-cromo e alla trasformazione in cromo metallico, per arrivare

a un’analisi chimica molto prossima a quella dell’acciaio inossidabile. il liquido viene poi affinato negli impianti

AoD (processo veloce ed economico e più usato per gli inox) oppure voD (processo per quelle acciaierie che

oltre agli inox producono legati, utensili, ecc.) e tramite ossidazione, generalmente sottovuoto, si ottiene l’abbas-

samento del carbonio fino alla percentuale desiderata. Sempre in questi ultimi forni si effettua la messa a punto

dell’analisi chimica e mediante l’aggiunta di correttivi (cr, Ni, Mo, ti, cu, ecc.) si arriva alle percentuali finali. con

l’abbinamento AoD + voD si possono ottenere acciai con tenori di carbonio anche di 0,005%.pr

oces

so d

a m

iner

ale

- A

LTO

FORN

O

processo da rottame

Rottame Selezionato

Acciaio inossidabile

fornoAOD

fornoVOD

preparazione del mineraleFrantumazione - Arricchimento

Essiccazione - calcinazione - Agglomerazione

Minerale

produzione del coketramite distillazione del

carbone fossile

Carbone Fossile

Convertitore

Ghisacon carbonio > 4 %

22

procEsso da rottamE la fabbricazione dei primi acciai inossidabili utilizzano lo stesso forno elettrico degli acciai convenzionali.

Dopo la fusione di rottami comuni venivano versate nel liquido le ferroleghe (ferro-cromo), portando il con-

tenuto di cromo a una percentuale di circa 12%.

la quantità di carbonio era però piuttosto alta, in parte per i tre elettrodi di grafite che rilasciavano questo

elemento.

Successivamente venivano utilizzati rottami di acciai inossidabili fusi ad alta temperatura con riduzione sempre da

ferroleghe (ferro-silicio e ferro-cromo-slicio), attraverso la tecnica denominata metallurgia secondaria fuori forno.

Questi sistemi richiedevano tempi lunghi di elaborazione e dispendio di energia elettrica fino al 1960, anno

di entrata in produzione dei processi AoD e voD.

AoD = Argon - oxygen - Decarburization (Decarburazione mediante Argon e ossigeno).

voD = vacuum - oxygen - Decarburization (Decarburazione sottovuoto mediante ossigeno).

produzionE da aod la fusione è attuata nel forno convenzionale; il liquido passa poi al convertitore all’interno del quale il bagno

di acciaio subisce l’affinamento dell’analisi chimica attraverso reazioni di ossido-riduzione.

l’insufflaggio di argon e ossigeno, mediante tubiere, mantiene un continuo rimescolamento del bagno e le

reazioni di ossido-riduzione innalzano autonomamente la temperatura fino a circa 1650 °c.

la principale reazione è la decarburazione, durante la quale il carbonio in eccesso si lega con l’ossigeno e

altri gas inerti insufflati per formare ossido di carbonio che, espulso dal bagno, porta a ottenere tenori di

carbonio nell’ordine dello 0,015%.

la perdita per ossidazione dell’elemento cromo è contenuta dal rapporto calibrato di ossigeno e argon.

Dopo aver “centrato” l’analisi chimica, l’acciaio passa alla colata continua o in lingottiera.

produzionE da vod la fusione del rottame è identica a quella praticata per l’AoD con la variante che l’acciaio liquido viene

travasato in una siviera che a sua volta è immessa in un impianto (tank) in grado di creare un vuoto iniziale

di 3 mbar per poi stabilizzarsi a 0,6 mbar (millibar).

l’azione del vuoto esalta la reazione di decarburazione e preserva il cromo da sovra-ossidazione.

Dal fondo della siviera, attraverso setti porosi, viene immesso argon per mantenere agitato il bagno di acciaio.

Dall’alto, mediante una lancia, viene introdotto ossigeno che, diffondendosi sulla superficie del liquido,

accelera la formazione di ossido di carbonio e permette la decarburazione, portando il carbonio fino a limiti

dello 0,015%.

Dopo aver raggiunto le specifiche imposizioni di carbonio si passa all’aggiustamento degli altri elementi

chimici come ad esempio il cromo che può essere corretto con aggiunte di ferro-cromo.

uno dei fattori economici interessanti di questo processo deriva dal fatto che la reazione di decarburazione

23

(ossidazione del carbonio) produce calore e pertanto è richiesta una minor quantità di energia elettrica per

conservare le alte temperature necessarie alla procedura.

l’operazione successiva è quella del colaggio in lingottiera o in paniera per la colata continua.

Altri processi industriali utilizzati per la produzione degli acciai inossidabili con particolari requisiti, ad es.

l’alta purezza, sono:

• VIM fabbricazione in forno a induzione sotto vuoto

• VAD processo spesso abbinato al VOD dove avviene un degasaggio profondo (idrogeno < 1,2 ppm)

• VDG degasaggio sotto vuoto con insufflazione di argon

• VAR rifusione in forno ad arco sotto vuoto

• ESR rifusione sotto scoria elettroconduttrice

• EBR rifusione in vuoto di un elettrodo consumabile sotto un bombardamento di elettroni

• Processi combinati VIM + VAR, VIM + ESR, ASLD + WIR, ecc.

Schema di rifusione sotto vuoto VAR

24

ElEMENtI ChIMICI

carbonio % cromo % nichel %

Austenitici 0,015 - 0,15 16,0 - 28,0 6,0 - 32,0

Ferritici 0,01 - 0,12 10,5 - 30,0 …..

Martensitici 0,08 - 1,20 11,0 - 19,0 …..

EFFETTo DEgLi ELEMENTi Di LEgA SUgLi AcciAi iNoSSiDABiLi: alluminioincrementa la resistenza all’ossidazione a caldo limitando la formazione di ossido (scaglia).

Quando si combina con il nichel forma composti intermetallici efficaci per l’indurimento per precipitazione.

azotoNegli acciai austenitici evita la formazione della ferrite delta e stabilizza l’austenite. innalza il carico di rot-

tura r e lo snervamento rp. Negli acciai a basso carbonio eleva il limite di snervamento. Negli acciai ferritici

è indesiderato quando supera i 10 ppm. Aumenta la resistenza alla corrosione per vaiolatura.

calcioviene aggiunto (es. nell’acciaio AiSi 316l) per migliorare la lavorabilità alle macchine utensili.

cArBoNioil carbonio, in presenza di una percentuale di cr superiore a 10, forma vari tipi di carburi molto utili per la resi-

stenza meccanica a caldo, per la resistenza alla corrosione in generale e in particolare per quella intergranulare.

Diminuisce la resistenza alla corrosione per vaiolatura specialmente nelle condizioni di sensibilizzazione.

cromol’acciaio acquista inossidabilità quando nella matrice esiste una soluzione solida di cromo superiore al 10,5 %

che, assorbendo ossigeno, genera uno strato superficiale molto sottile in grado di passivare il metallo base e di

arrestarne la corrosione. ottimo stabilizzante della ferrite. Aumenta la resistenza alla corrosione per vaiolatura.

manganEsESolitamente, negli acciai inossidabili, non supera il 2% e pertanto non viene considerato elemento di lega.

MoLiBDENoAggiunto negli austenitici mantiene una struttura austenitica stabile anche a temperatura ambiente.

25

l’aggiunta di 2-3% di questo elemento nell’acciaio austenitico AiSi 304 incrementa la stabilità dello strato

passivo in presenza di ambienti contenenti alte concentrazioni di cloruri.

per impieghi a contatto con acidi solforico, fosforico e cloridrico sono usati acciai austenitici con Mo fino al 5%.

Elemento ferritizzante. incrementa la resistenza alla corrosione (crevice) e alla tensocorrosione.

con il cromo aumenta la resistenza alla corrosione per vaiolatura (pitting).

nichEltenori elevati di questo elemento danno origine a leghe austenitiche stabili a temperatura ambiente che

sono caratterizzate da ottima duttilità, alta tenacità anche a temperature criogeniche, buona resistenza

meccanica a caldo, buona attitudine alla saldatura e buona resistenza alla corrosione in ambienti poco

ossidanti. Quando il Ni è pari al 4% interviene una trasformazione di fase durante il riscaldamento ed è

possibile eseguire una tempra martensitica durante il raffreddamento. Quando la percentuale di nichel non

supera il 20% si può ottenere tempra martensitica anche con raffreddamenti in aria.

con percentuali di nichel superiori al 30% l’acciaio acquista ottima resistenza alla tensocorrosione.

Aumenta la resistenza alla corrosione per vaiolatura.

NioBioForma carburi stabili in grado di migliorare la resistenza meccanica e quella allo scorrimento a caldo. Elemento

stabilizzante che previene la precipitazione dei carburi di cromo durante il trattamento termico e la saldatura.

ramEin alcuni casi aumenta l’efficacia del nichel. Negli austenitici migliora la resistenza alla corrosione anche in presen-

za di acido solforico al 10% con temperatura di 80 °c. Negli acciai austenitici migliora la deformabilità a freddo.

silicioElemento in grado di conferire resistenza all’ossidazione a caldo (scaglia), spesso utilizzato negli acciai refrattari

(Cr > 20%, Ni ~ 20%, Si ~ 1% e Carbonio mediamente più alto rispetto ai tradizionali inox). La sua proprietà

di sciogliersi nella matrice in fase liquida, senza dare origine a carburi, ne migliora la resistenza per induri-

mento da soluzione solida. Diminuisce la resistenza alla corrosione per vaiolatura e la aumenta quando è in

presenza di molibdeno.

innalza le caratteristiche di permeabilità magnetica e di resistività elettrica.

sElEnio può sostituire lo zolfo perché possiede una morfologia più globulare che aiuta la frammentazione del tru-

ciolo in fase di lavorazione meccanica. rispetto allo zolfo, influisce meno negativamente sulla tenacità e sul

grado di finitura superficiale. globulizza i solfuri di manganese, ma considerato l’alto costo viene utilizzato

26

in casi particolari (ad es. quando sono richieste buone caratteristiche meccaniche in senso trasversale). Data

l’alta tossicità il suo utilizzo è molto limitato e in via di abbandono.

zolfo viene aggiunto (es. nell’acciaio AiSi 303) al fine di migliorare la truciolabilità, ma fa diminuire la resistenza

alla corrosione. riduce l’attrito fra truciolo e utensile evitando problemi di grippaggio.

titanioElemento stabilizzante che previene la precipitazione dei carburi di cromo durante il trattamento termico e

la saldatura. Aiuta a contrastare la corrosione intergranulare.

tungstEno viene aggiunto in alcuni acciai austenitici per rafforzare le caratteristiche meccaniche a caldo.

vanadioStessa caratteristica del tungsteno.

Nichel SilicioCristalli di zolfo

Molibdeno

Cromo

Grafite (carbonio) Titanio

27

lAvorAzIoNI E FINIturE SupErFICIAlI

lavorazioni a caldoNella Fucinatura e Laminazione per gli acciai martensitici e ferritici si adottano temperature fra 900 e

1100 °c. Maggiori dettagli sono consultabili sulle schede tecniche di prodotto.

il preriscaldo di lingotti, blumi e billette va condotto lentamente fino a circa 800 °c per poi raggiungere la

temperatura prestabilita alla quale sono consigliate soste molto brevi.

per i ferritici è opportuno finire la trasformazione a caldo quando i pezzi hanno una temperatura di 750-700 °c.

Questo incrudimento e la successiva ricristallizzazione permettono di ottenere strutture a grano fine.

per i martensitici non si deve scendere sotto i 900 °c; oltre tale temperatura, raffreddare molto lentamente

in modo da evitare rotture.

per gli acciai austenitici che hanno bassa conducibilità termica rispetto ai ferritici e martensitici, sono consi-

gliati tempi di riscaldo più lunghi e si raccomanda di non spingere la finitura sotto i 900 °c, al fine di evitare

rotture e incrudimento. inoltre, non ripetere troppi riscaldi in atmosfere carburanti o solforose.

comune alle due famiglie è il fatto di evitare soste prolungate e ripetuti riscaldi ad alte temperature che

causano ingrossamento del grano e perdita di resistenza alla corrosione.

l’Estrusione si esegue principalmente quando non è possibile ottenere sagome complesse con la semplice

laminazione.

il materiale è pressato e fluisce all’interno degli utensili formatori. A parità di sezione, la pressione esercitata

sul materiale inossidabile è maggiore rispetto a quella impiegata per quelli al carbonio e legati.

le pastiglie preriscaldate in appositi forni con modalità simili a quelle utilizzate per la fucinatura e laminazio-

ne, sono spinte da un punzone all’interno di un contenitore costituito da mantello e camicia. Sulla superficie

del materiale da estrudere si distribuisce un lubrificante anti-attrito per facilitarne lo scorrimento.

Nella Metallurgia delle polveri l’acciaio inossidabile viene fuso e successivamente polverizzato a varie

granulometrie. Tali polveri miscelate con dei leganti, vengono compattate con pressioni di ~ 1000 bar e

sinterizzate a 1200- 1400 °c.

lavorazioni a frEddo gli acciai martensitici a volte sono plasmati a freddo, con il solo scopo di creare delle sagome, perché

sostanzialmente non modificano le caratteristiche meccaniche mediante deformazione. Essi reagiscono prin-

cipalmente al trattamento di tempra.

i ferritici hanno un basso tasso di incrudimento, pertanto sono più idonei all’operazione di compressione e

meno a quella di trazione.

gli austenitici presentano il miglior tasso di incrudimento a freddo e modificano sensibilmente, verso l’alto,

le caratteristiche di rottura e snervamento, mantenendo buoni valori di allungamento e resilienze. Questi

inossidabili perdono parte di tenacità quando sono fabbricati con aggiunta di zolfo o rame.

28

Si ricorda che la presenza di carburi di titanio, di niobio e di inclusioni non metalliche abbassa la plasticità

degli acciai inossidabili.

Altro fattore da tenere in considerazione è l’innalzamento della permeabilità magnetica che aumenta in

modo parallelo con l’aumento del rapporto di riduzione. Questo fatto risulta inconveniente per applicazioni

amagnetiche.

partendo da laminati a caldo è possibile eseguire la Laminazione a freddo (es. da tondi in rotoli a piatti

in rotoli o barre).

il materiale di partenza in acciaio ferritico e austenitico è opportunamente addolcito (ricottura o solubilizza-

zione) e sottoposto a decapaggio chimico. le riduzioni massime applicabili sono del 75% per gli austenitici

e dell’85% per i ferritici.

Nel caso di più passaggi di laminazione, i ferritici vanno prima sottoposti a trattamento termico di ricristal-

lizzazione e gli austenitici solubilizzati. Durante questa operazione è fondamentale la pulizia del materiale e

delle attrezzature.

per la lubrificazione sono impiegati liquidi idonei alle alte pressioni e spesso uguali a quelli per gli acciai al

carbonio o legati.

come noto, i sottoraffreddamenti a temperature inferiori a 0 °c possono trasformare dell’austenite residua

in martensite. Questo fatto può essere abbinato alle deformazioni a freddo al fine di incrementare la resi-

stenza meccanica degli acciai austenitici che allo stato solubilizzato hanno valori di rottura e snervamento

moderati. Seguono grafici indicativi di alcuni acciai inossidabili austenitici.

Variazione del carico di rottura ottenuta dall’effetto combinato: deformazione impartita dalla laminazione a freddo e temperatura del materiale in fase di schiaccio.

29

per la Trafilatura si parte da materiale trattato e decapato come per la laminazione a freddo.

la vergella in rotoli oppure il laminato a caldo in barre subiscono un trattamento di “ossalatura” che funge

da aggrappante per gli specifici oli lubrificanti. le velocità di trafilatura devono essere inferiori a quelle dei

comuni acciai al carbonio e legati. il rapporto di riduzione varia dal 20 al 30% con un massimo del 50% in funzione dei valori meccanici a cui si

mira. risultano pertanto utili le tabelle di incrudimento riportate su alcune schede prodotto.

le difficoltà maggiori nella trafilatura degli austenitici si incontrano per i tipi ad alto carbonio, per quelli a

lavorabilità migliorata con aggiunta di zolfo e per la presenza di fragilità dovuta ad assorbimento di idroge-

no in fase di decapaggio chimico.

con l’operazione di trafilatura si possono ottenere tolleranze h11 e h10. impiegando apposite filiere studia-

te per gli acciai inossidabili, sono fattibili profili con tolleranze anche in h9.

Spesso il trafilato viene Rettificato con tolleranze h8, h7, h6, g... f... js. per la rettifica sono impiegate mole

del tipo 1 a forma cilindrica: per la finitura sono a impasto vetrificato e per la sgrossatura di rettifica a mag-

gior asportazione di materiale sono a impasto di bachelite.

per la conformazione del filetto delle viti si usa la Rullatura che ha anche il compito di innalzare la durezza

del materiale. Altro compito di questa operazione eseguita principalmente sugli acciai austenitici è quello

di raddrizzare, lisciare, calibrare e imprimere incrudimenti mirati in funzione della forza esercitata dai rulli. i

lubrificanti sono oli oppure emulsioni con l’attitudine a sopportare forti pressioni.

impiegando stampi incisi con determinate figure e pressando fra loro del materiale si esegue la Coniatura.

il materiale di partenza deve essere addolcito alla minima durezza possibile e privo di bave, rigature, ossido, ecc.

Molta cura va prestata al peso del materiale da introdurre fra gli stampi, che deve corrispondere al volume

finale del pezzo da coniare. per la coniatura non sono generalmente utilizzati lubrificanti, perché un even-

tuale eccesso di liquido potrebbe impedire la buona aderenza fra materiale e sagoma dello stampo. Alcuni

prodotti specifici sono esperienza di settore.

la Profilatura degli acciai inossidabili è fatta principalmente su nastri. le varie sagome o onde sono ot-

tenute a freddo, facendo scorrere il materiale all’interno di gabbie munite di rulli sagomatori con ottima

finitura superficiale, spesso anche cromati. la lubrificazione deve essere abbondante ed è costituita da varie

emulsioni adatte a sostenere forti pressioni.

Al fine di non incorrere in difetti tipo cricche, sono consigliati adeguati raggi di piegatura specialmente per

quei materiali di partenza già fortemente incruditi a freddo.

Nella profilatura trovano maggiore impiego gli acciai inossidabili austenitici. Quando sono richieste condi-

zioni estetiche esasperate, i nastri sono ricoperti da una pellicola di plastica eliminabile a lavoro ultimato.

gli acciai austenitici sono quelli più impiegati nel settore dove è prevista la Piegatura, sia perpendicolar-

mente alla direzione di laminazione (condizione più favorevole) che parallela alla direzione di laminazione.

Quando il materiale è allo stato incrudito (laminato o trafilato a freddo) è utile preriscaldarlo a circa 200 °c

prima di procedere alla piega, fatta adottando specifici raggi di curvatura.

30

Microfibre per la spazzolatura.Per criteri di pulizia, disincrostazione e passivazione vedere ASTM A 380.Per trattamento chimico di passivazione vedere ASTM A 967.

verificare che gli spigoli dei piatti non presentino difetti o inneschi in grado di causare cricche.

le superfici di tutti gli attrezzi e dei macchinari devono avere buone finiture ed essere esenti da ruggine, al

fine di evitare reazioni galvaniche che possono accelerare la corrosione.

la Sabbiatura o pallinatura va eseguita con graniglia inerte o con piccole sfere di acciaio inossidabile ad

alta durezza. Questa operazione si esegue, ad esempio, sulle molle costruite in acciai austenitici per incrudire

lo strato superficiale.

Molatura è una finitura superficiale dei manufatti che asporta sottilissimi strati di metallo mediante un

impasto abrasivo fissato da un legante. il compito principale di questa lavorazione è quello di asportare

sostanze dannose, come ossidi e ruvidità eccessiva, dovuta, ad esempio, alla saldatura. Durante questo in-

tervento vanno tenuti sotto controllo i parametri di pressione delle mole e l’apporto di calore sui pezzi al fine

di evitare deformazioni. il sostantivo Politura indica il rifinire levigando la superficie con finalità estetica o

decorativa. Abitualmente gli abrasivi a granulometria più fine danno superfici più lisce. per granulometria

tipica fine per stati finali citiamo i tipi 320/400 e per molatura di acciai inossidabili laminati a caldo i tipi

36/60. ricordiamo inoltre che, nel caso di più passaggi, la velocità degli utensili abrasivi andrà diminuita

progressivamente, dal grado più grosso a quello più fine.

Anche la Spazzolattura è un’operazione abrasiva, ma più lieve rispetto alle precedenti e la sua caratte-

ristica principale è quella di uniformare l’aspetto cromatico della superficie, ad esempio in presenza di un

cordone di saldatura molato finemente. la spazzolatura si esegue con nastri, tamponi o fogli in microfibra.

la Lucidatura non ha il compito di asportare materiale, ma è principalmente eseguita per levigare e ren-

dere brillante la superficie degli articoli fabbricati in acciaio inossidabile. il processo può essere condotto

tramite dischi di panno-cotone, feltri o dischi lamellari, impregnati con paste abrasive o liquidi in grado di

esaltare la brillantezza dell’acciaio.

31

lAMINAzIoNE A FrEDDo

Numero passi per acciai austenitici o ferritici partendo da un nastro a caldo dello spessore di 5 mmriduzione n° trasformazioni

(riduzioni) successivi trattamentida mm a mm

5 4 1ricottura

di addolcimentodecapaggio

5 33

scalari con prima riduzione maggiore delle altre due

ricotturadi addolcimento

decapaggio

5 25

riduzione di spessore scalari-- decapaggio

la riduzione massima complessiva di spessore senza trattamenti intermedi di addolcimento non deve superare il 75% (austenitici) o l’85% (ferritici) dello spessore iniziale del nastro a caldo

pressione specifica necessaria per la laminazione a freddo in funzione della riduzione di spessore applicata

Pressione specifica Riduzione Pressione RiduzioneN/mm2 % specifica N/mm2 %

880 0 815 01000 5 890 51120 10 1000 101150 15 1060 151250 20 1125 201310 25 1190 251440 30 1250 301500 35 1315 351630 40 1375 401690 45 1440 451760 50 1490 501870 55 1510 551930 60 1550 601980 65 1560 652030 70 1580 702060 75 1630 752125 80 1640 802190 85 1660 852220 90 1700 90

la partenza per la laminazione a freddo avviene da nastri laminati a caldo, opportunamente addolciti (per solubilizzazione, ricristallizzazione o ricottura secondo i tipi di acciaio inossidabile) e decapati

AuST

ENIT

ICI

alcu

ni t

ipi:

AIS

I 301

- 30

2 - 3

03 -

304

- 316

FERR

ITIC

I al

cuni

tip

i: A

ISI 4

29 -

430

- 434

32

FINIturE SupErFICIAlI

Parametri operativi per lucidatura elettrolitica

composizione del bagnoMateriale del catodo

tensione (1) Densità di corrente Durata temperatura bagno °cv A/cm2 minuti

300 cm3 di acido ortofosforico acciaio austenitico AiSi 304

4 - 5 0.08 15 100530 cm3 di glicerina 90 cm3 di acqua125 cm3 di acido solforico

rame 8 - 15 0.08 - 0.20 5 - 10 85650 cm3 di acido ortofosforico 225 cm3 di acqua110 cm3 di acido solforico

acciaio austenitico AiSi 304

6 - 8 0.08 - 0.55 1 - 3 50 - 125600 g. di acido citrico 250 cm3 di alcool metilico oppure alcool butilico, propilico o etilico(1) per bagno nuovo

Soluzioni orientative per la decontaminazione, tracce ferrose o inquinamento da contatto con altri metallitipo di acciaio inossidabile volume % temperatura °c tempo minutiaustenitici, ferritici, austeno-ferritici,

acido nitrico (10 - 16) 25 10 - 60indurenti per precipitazioneserie AiSi 400 con cr < 16%

acido nitrico (8 - 12) 25 10 - 60e a lavorabilità migliorata le soluzioni si riferiscono alla concentrazione in massa: acido nitrico 67%.

Soluzioni indicative per il decapaggiotipo di acciaio inossidabile volume % temperatura °c tempo minutiaustenitici, ferritici,

acido nitrico (10 - 25) acido fluoridrico (1 - 8)

25 - 60 5 - 50austeno-ferritici,indurenti per precipitazioneserie AiSi 400 con cr < 16% acido nitrico (10 - 15)

acido fluoridrico (0.5 - 2)20 - 50 5 - 20

e a lavorabilità miglioratale soluzioni si riferiscono alla concentrazione in massa: acido nitrico 67% e acido fluoridrico 40%.

Alcuni sistemi per pulire superfici di acciai inossidabilicondizioni Detergenti Applicazione osservazioni

Superfici poco sporche, pulite con regolarità.

Acqua e sapone o detergenti neutri.

con spugne, stracci puliti, spazzole morbide. risciacquare abbondantemente.

Sulle superfici satinate strofinare solo nel senso della satinatura.

Superfici mediamente sporche con pulitura occasionale.

come sopra, con eventuale addizione di pomice ventilata. prodotti commercialinon contenenti cloro.

come sopra. come sopra.

Superfici molto sporche in atmosfera industriale.

Acqua e sapone con addizione di polveri abrasive come pomice ventilata e allumina.

come sopra, insistere sulle parti più macchiate.

come sopra,non impiegare spazzole o paglietta. Eventualmente usare feltrini abrasivi di materiale sintetico.

33

FINIturE DEI SEMIlAvorAtI

vergella - prodotti in Barre, profilati - Semilavorati uNi EN 10088-3Simboli tipo di finitura

Stato superficiale

Formadi prodotto Note

(2) (1) A B c

Form

ato

a ca

ldo

1uFormato a caldo,non trattato termicamente,non decalaminato.

coperto dalla scaglia (localmente rettificato ove necessario). Non esente da difetti.

x x x idoneo per prodotti destinati a ulteriore lavorazione a caldo.

A =

ver

gella

B =

pro

dotti

in B

arre

, pro

filat

i c

= S

emila

vora

ti (1

) Non

tutti

i tip

i di fi

nitu

ra e

gli

stat

i sup

erfic

iali

sono

disp

onib

ili p

er tu

tti g

li ac

ciai.

(2) p

rima

cifra

: 1 =

form

ato

a ca

ldo

2 =

sot

topo

sto

a la

vora

zione

a fr

eddo

. (3

) per

gli

accia

i fer

ritici

, aus

teni

tici e

d au

sten

itico

-ferri

tici i

l tra

ttam

ento

term

ico p

uò e

sser

e om

esso

se

le c

ondi

zioni

iner

enti

alla

form

atur

a a

cald

o e

succ

essiv

o ra

ffred

dam

ento

risp

etta

no le

ca

ratte

ristic

he m

ecca

nich

e e

la re

siste

nza

alla

cor

rosio

ne in

terg

ranu

lare

.

(4) i

l tip

o di

lavo

razio

ne a

fred

do, p

er e

sem

pio

trafil

atur

a a

fredd

o, la

vora

zione

al t

orni

o o

retti

fica

senz

a ce

ntri,

è la

scia

to a

lla d

iscre

zione

del

fabb

rican

te, a

con

dizio

ne c

he v

enga

no ri

spet

tate

le

pres

crizi

oni r

igua

rdan

ti le

tolle

ranz

e di

men

siona

li e

la ru

gosit

à su

perfi

ciale

.

1CFormato a caldo,trattato termicamente(3),non decalaminato.

coperto dalla scaglia (localmente rettificato ove necessario). Non esente da difetti.

x x x idoneo per prodotti destinati a ulteriorelavorazione a caldo oppure a freddo.

1E

Formato a caldo,trattato termicamente(3),decalaminatomeccanicamente.

per gran parte esenteda scaglia (sporadiche macchie nere possono essere presenti).Non esente da difettisuperficiali.

-- x x

Se non altrimenti concordato, il tipo di decalaminatura meccanica, per esempio rettifica, pelatura o sabbiatura, è lasciato alla discrezione del fabbricante. idoneo per prodotti destinati a ulteriore lavorazione a caldo oppure a freddo.

1D

Formato a caldo,trattato termicamente(3),decapato, rivestito(opzione).

Esente da scaglia (localmente rettificato ove necessario).Non esente da difetti.

x x --prodotti utilizzati allo stato di fabbricazioneo ulteriormente trasformati a caldo oppure a freddo.

1X

Formato a caldo, trattatotermicamente(3), sgrossato(pelato o sgrossatoal tornio).

libero da scaglia (alcuni segni lasciati dalla lavorazionepossono rimanere). Non esenteda difetti superficiali.

-- x --prodotti utilizzati allo stato di fabbricazioneo ulteriormente trasformati a caldo oppure a freddo.

Sott

opos

to a

lavo

razi

one

a fr

eddo

2H

Finiture 1c, 1D,oppure 1X ottenutoda lavorazioni a freddo(4)

rivestito (opzione).

liscio e opaco oppure lucido.Non necessariamentelucidato o molato.Non esente da difettisuperficiali.

-- x --

per i prodotti formati mediante trafilatura a freddo senza successivo trattamento termico, la resistenza a trazione viene sostanzialmente aumentata a seconda del grado di deformazione, in modo particolare per le strutture austenitiche. la durezza superficiale può essere maggiore di quella al centro.

2D

Finitura 2h, trattatotermicamente(3), decapatoe skin-passato (opzione),rivestito (opzione).

liscio e opaco o lucido.Non esente da difettisuperficiali.

-- x --

Questa finitura permette il ripristinodelle proprietà meccaniche dopo lavorazionea freddo. prodotti con buona duttilità(estrusione) e di specifiche proprietà magnetiche.

2B

Finiture 1c, 1D oppure 1X,ottenuto da lavorazionia freddo(4) lisciatoo abraso meccanicamente.

liscio, uniforme e lucido.Esente da difetti superficiali. -- x --

prodotti utilizzati in questa condizione o destinate a una finitura migliore. Nei prodotti trafilati, senza successive trattamento termico, la resistenza a trazione è notevolmente aumentata, in particolare nei materiali austenitici, a seconda del grado di deformazione. la durezza superficia-le può essere maggiore di quella al centro.

Lavo

razi

oni fi

nali

spec

iali

1G

Formato a caldo, trattato termicamente(3) decalaminato,sgrossato(4) o rasato.Salvo diversi accordila finitura è a discrezionedel fornitore.

Aspetto brillante,ma non uniforme.privo di difetti superficiali.

-- x --Adatto per applicazioni gravose(estrusione a freddo oppure a caldo).può essere specificata la rugosità superficiale.

2G

Finitura 2h, 2D,oppure 2B, rettificasu centri, lisciato o abraso meccanicamente.

liscio, uniforme e lucido.Esente da difetti superficiali. -- x --

Finito con tolleranze strette.Salvo diverso accordo la superficie devepresentare rugosità max ra 1,2.

2PFinitura 2h, 2D, 2Boppure 2g, pulituraspeculare (lappatura).

più liscia e più lucidadella finitura 2B oppure 2g.Esente da difetti superficiali.

-- x --prodotti che apparentemente mostrano un buon aspetto superficiale. la rugosità deve essere spe-cificata al momento della richiesta e dell’ordine.

34

lAvorAzIoNI A FrEDDoEsemplificazione di alcuni difetti riscontrabili sul tagliente di placchette utilizzate per asportare truciolo su acciai

inossidabili, possibili cause ed eventuali rimedi.

DIFETTO CAuSA RIMEDIO

Deformazioneplastica

temperatura eccessiva dell’insertocombinata con pressione elevata.

Scegliere un inserto di maggior durezza.ridurre la velocità.ridurre l’avanzamento.

taglientedi riporto

il materiale in lavorazionetende a saldarsi sull’inserto.

Aumentare la velocità di taglio oppurescegliere un inserto con angoli di spoglia positivi.

Danneggiamentodel tagliente

inserto eccessivamente fragile. inserto di caratteristiche geometriche deboli.Formazione del tagliente di riporto.

Scegliere un inserto più tenace.Scegliere un inserto con il tagliente più robusto.Aumentare la velocità di taglio oppurescegliere un inserto con angoli di spoglia positivi.

Martellamentodel truciolo

il truciolo è troppo lungoe tende a piegarsi verso lo spigolo di taglio.

cambiare leggermente l’avanzamento.Scegliere una diversa geometria di taglio.cambiare l’angolo di regolazione del supporto.

Indici di lavorabilità per acciai inossidabili (base di riferimento uguale a 100 dell’acciaio AiSi B 1112 - DiN 10S20)ACCIAIO AISI STRuTTuRA INDICE DI LAVORABILITÀ

403 martensitica 58410 martensitica 58416 martensitica 97 (1)

420 (c = 0.30%) martensitica 58431 martensitica 46405 ferritica 58430 ferritica 58

430 F ferritica 90 (1)

201 austenitica 49302 austenitica 49303 austenitica 70 (1)

304 austenitica 49304 l austenitica 49305 austenitica 49

316 l austenitica 43(1) A lavorabilità migliorata. per favorire lo spezzettamento del truciolo, laddove è possibile, si opera mediante un incrudimento impartito da deformazione plastica a freddo (trafilatura).

Valori orientativi per la rettifica senza centri su particolari di acciaio inossidabile

Acciaio DurezzaHB

Velocità perifericadella mola operatrice

m/sec.

V. perifericadel pezzom/min.

Profondità di passata mm

Angolofra gli assi

V. periferica della mola conduttrice

m/minmartensitico 135 - 275 28 - 33 15 0,12 0,03 3° 30martensitico > 275 28 - 33 15 0,12 0,03 3° 30ferritico 135 - 185 28 - 33 15 0,12 0,03 3° 30austenitico 135 - 275 28 - 33 15 0,12 0,03 3° 30indurenti per precipitaz. 150 - 200 28 - 33 15 0,12 0,03 3° 30indurenti per precipitaz. > 200 28 - 33 15 0,12 0,03 3° 30mole con grana 46 per sgrossature mole con grana 60 per passate intermedie mole con grana 70 per finituremole in resina per lucidature liquido refrigerante: emulsioni di olio in acqua

35

36

SAlDAturA

valori indicativi di tensione e di corrente per la saldatura all’arco manuale con elettrodi rivestitiDiametro Tensione Intensità di corrente in A

dell’elettrodo Elettrodi Cr-Ni Elettrodi Crmm V posizione della saldatura posizione della saldatura

in piano verticale sopratesta in piano verticale sopratesta1,6 20 - 22 20 - 35 15 - 25 20 - 302 20 - 23 30 - 50 25 - 35 30 - 45

2,5 22 - 25 40 - 65 35 - 50 40 - 60 50 - 75 40 - 55 50 - 653,2 23 - 26 65 - 100 55 - 75 65 - 85 80 - 115 65 - 80 75 - 954 23 - 26 95 - 145 80 - 105 90 - 120 115 - 160 90 - 110 110 - 1305 24 - 27 125 - 190 105 - 135 125 - 155 155 - 210 125 - 145 145 - 1606 25 - 28 200 - 280

valori orientativi di parametri per la saldatura all’arco manuale con elettrodi rivestitiDiametro Spessore Numero Saldatura di testa Numero medio di elettrodi

dell’elettrodo materiale delle distanza tra i lembi per metro di saldaturamm mm passate mm di testa n° d’angolo n°1,6 0,8 - 1,2 1 0 5,5 8,52 1,5 1 0,5 3,7 6

2,5 2 1 0,8 2,9 4,83,25 3 1 1,5 2,9 4

4 5 (1) 2 (2) 1,5 3,1 3,15 7 (1) 2 - 3 (2) 1,5 4,1 4,15 10 (1) 3 - 4 (2) 2 5 5,7

(1) A partire dallo spessore 4 mm è consigliabile la cianfrinatura dei bordi per saldature di testa.(2) per la prima passata di chiusura del fondo cianfrino è consigliabile l’elettrodo con diametro 1,6 o 2 mm.

(da documentazione Centro Inox)

portaelettrodo

elettrodo rivestito

innesco del cortocircuito

37

Accia

io a

l c3

Accia

io a

l crM

o9

8

AiSi

301

44

2

AiSi

302

- 30

2 B

44

E308

E308

AiSi

303

(1)

45

E312

E312

E312

AiSi

304

44

E308

E308

E308

14

AiSi

304

l4

4E3

08E3

08E3

12E3

08E3

08l

AiSi

310

66

E308

E308

E312

E308

E308

E310

AiSi

310

S6

6E3

08E3

08E3

12E3

08E3

08E3

10E3

10

AiSi

314

4-6

4-6

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

AiSi

316

4-6

4-6

E308

E308

E312

E308

E308

lE3

16E3

16E3

1611

AiSi

316

l4-

64-

6E3

08E3

08E3

12E3

12E3

08l

E316

E316

E316

E316

E316

l

AiSi

317

4-6

4-6

E308

E308

E312

E308

E308

E317

E317

E308

E316

E316

E317

AiSi

317

l4-

64-

6E3

08E3

08E3

12E3

12E3

08l

1515

E317

E316

E316

lE3

1715

AiSi

321

4-6

4-6

E308

E308

E312

E308

E308

lE3

08E3

08E3

08E3

08E3

08l

E308

E308

lE3

47

AiSi

330

5-6

5-6

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E312

E308

E312

E330

AiSi

347

5-6

5-6

E308

E308

E312

E308

E308

lE3

47E3

47E3

0811

E316

l11

E308

lE3

47E3

12E3

47

AiSi

403

-405

-410

3-7

8-7

44

44

44

44

44

44

45

47

AiSi

416

(1)

E309

E309

44

44

44

44

44

44

45

47

E309

AiSi

420

3-7

8-7

44

44

44

44

44

44

45

47

E309

7

AiSi

430

3-7

8-7

44

44

44

44

44

44

45

47

E309

77

AiSi

430

F (1

)E3

09E3

094

44

44

44

44

44

44

54

7E3

097

E309

E309

AiSi

431

3-7

8-7

44

44

44

44

44

44

45

47

E309

77

712

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

AiSi

Met

alli

base

CCr

Mo

301

302

303

304

304

L31

031

0 S

314

316

316

L31

731

7 L

321

330

347

403

416

420

430

430F

(1)

431

302B

141

01

1

ma

tEr

ialE

pEr

sa

lda

tur

aSc

elta

indi

cativ

a de

l tip

o di

elet

trodi

rive

stiti

di a

ccia

io in

ossid

abile

per

la sa

ldat

ura

degl

i acc

iai in

ossid

abili

tra lo

ro, c

on a

ccia

i al c

arbo

nio

e co

n ac

ciai le

gati

[Bib

liote

ca te

cnica

hoe

pli -

gli

accia

i ino

ssid

abili

- qu

arta

edi

zione

- g.

Di c

aprio

] 1.

il p

roce

dim

ento

di s

alda

tura

non

è ra

ccom

anda

bile

per

nes

sun

accia

io a

lavo

rabi

lità

mig

liora

ta. 2

. il m

etal

lo d

epos

itato

E30

8 ha

una

resis

tenz

a m

ecca

nica

infe

riore

a q

uella

del

met

allo

bas

e. 3

. Q

ualsi

asi e

lettr

odo

adat

to a

ll’ac

ciaio

al c

(E60

XX;

E70

XX)

. 4. i

mbu

rrare

l’ac

ciaio

men

o le

gato

con

E309

e co

mpl

etar

e il

giun

to co

n E3

08. 5

. im

burra

re l’

accia

io m

eno

lega

to co

n E3

09, l

’altr

o co

n E3

12

e co

mpl

etar

e il

giun

to c

on E

308.

6. è

pre

ferib

ile l’

E N

icrF

e3 s

pecie

per

giu

nti i

n es

erciz

io a

d al

te te

mpe

ratu

re, i

n at

mos

fera

poc

o so

lforo

sa. 7

. Si p

osso

no u

sare

E30

9 e

E310

qua

ndo

si ric

hied

a un

a co

mpo

sizio

ne in

term

edia

nel

met

allo

dep

osita

to. 8

. Ele

ttrod

i per

acc

iai b

asso

lega

ti E8

015-

B2, E

8016

-B2,

E80

18-B

2. 9

. Ele

ttrod

i per

acc

iai a

l car

boni

o E7

015,

E70

16, E

7018

, E70

28. 1

0. im

burra

re

l’acc

iaio

al c

rNi c

on E

312

e co

mpl

etar

e il

giun

to c

on E

310.

11.

usa

re l’

E16-

8-2

per l

a m

inor

frag

ilità

in s

ervi

zio p

rolu

ngat

o al

le a

lte te

mpe

ratu

re. 1

2. E

309

il m

etal

lo d

epos

itato

, dop

o bo

nific

a, d

eve

aver

e un

a du

rezz

a ug

uale

a q

uella

del

met

allo

bas

e. 1

3. A

nalis

i tip

ica d

el m

etal

lo d

epos

itato

c =

0.1

0%, M

n =

1.0

%, S

i = 0

.50%

, cr =

29%

, N =

0.1

2%. 1

4. p

er a

pplic

azio

ni c

rioge

nich

e im

pieg

are

E308

l. 1

5. E

317l

ele

ttrod

o no

n cla

ssifi

cato

AW

S. l

a “l

” in

dica

0.0

4% c

max

(E31

7 co

ntie

ne 0

.08%

c m

ax).

38

trAttAMENtI tErMICI

per le famiglie degli acciai inossidabili, assai diverse fra loro, è importante sapere quali caratteristiche si

possono ottenere con i trattamenti termici e quali di questi sono i più idonei allo scopo.

considErazioni sullE atmosfErE dEi forni in linea di massima si possono impiegare tutti i tipi di forni industriali a nafta, gas, elettrici, induzione e tubi

radianti. Quelli a fiamma (gas e nafta) vanno dotati di rompifiamma al fine di evitare surriscaldi o bruciature

localizzate e il combustibile non deve risultare di tipo solforoso.

tutti i forni di riscaldo devono avere un numero di termocoppie atte a garantire la completa uniformità fra

la temperatura impostata e quella reale. Questo delta non deve superare i 14 °c e la qualificazione dell’im-

pianto da trattamento termico va condotta secondo la Norma Api 6A.

ossidazionE a caldo Sopra i 250 - 300 °c i materiali in acciaio inossidabile iniziano a ossidarsi quando sono trattati o messi in eser-

cizio in atmosfera con presenza di ossigeno (aria). oltre alla colorazione giallognola, con l’aumentare della tem-

peratura, aumenta anche lo spessore di ossido (calamina/scaglia) con conseguente perdita di peso. gli acciai che

meno risentono di questo effetto sono quelli che contengono alte percentuali di cromo-nichel e quelli stabilizzati.

Schema di perdita peso al variare del tempo di esposizione dell’acciaio 316Ti esposto a varie temperature in aria.

39

atmosfErE controllatE All’interno dei forni le atmosfere secche sono generalmente costituite da gas come argon e azoto al fine di

impedire o minimizzare l’addizione di ossigeno sul prodotto inossidabile. Mancando l’ossigeno non ci sarà

formazione di ossido e questo permetterà all’acciaio di mantenere la sua brillantezza iniziale.

per i trattamenti in atmosfere inerti o sotto vuoto (controllate) dei pezzi finiti si raccomanda una buona

pulizia con solventi liquidi o vaporizzati.

cArBUrAzioNE è l’arricchimento di carbonio che può verificarsi in superficie quando il materiale viene a contatto con at-

mosfere o materiale in grado di cedere carbonio. l’arricchimento di carbonio è in genere dannoso per tutti i

materiali inossidabili e spesso li priva delle loro caratteristiche originali.

DEcArBUrAzioNE Fenomeno dannoso al pari della carburazione; riduce il contenuto di carbonio sulla superficie dei prodotti e ne

altera le caratteristiche naturali. Non danneggia gli acciai ferritici e austenitici, ma è nociva per i martensitici.

AcciAi iNoSSiDABiLi MArTENSiTici1.4005 - 1.4006 - 1.4021 - 1.4028 - 1.4031 - 1.4034 - 1.4035 - 1.4057 - 1.4101 - 1.4112 - 1.4116 - 1.4122 - 1.4125

Sono gli unici acciai inossidabili che possono modificare le loro caratteristiche meccaniche se sottoposti a

trattamento di tempra.

possiedono i punti di trasformazione A1 e di austenitizzazione A3 e per questo possono innalzare i loro valo-

ri di rottura (r N/mm2) e snervamento (rp0.2 N/mm2) con un trattamento termico di tempra.

• Ac1 temperatura alla quale, in fase di riscaldo, inizia la formazione dell’austenite

• Ac3 temperatura alla quale, in fase di riscaldo, termina la trasformazione della ferrite in austenite

• Ms temperatura alla quale, in fase di raffreddamento, inizia la trasformazione dell’austenite in martensite,

chiamata martensite start

• Mf: temperatura alla quale la trasformazione dell’austenite in martensite è ultimata (martensite finish).

in funzione del contenuto di carbonio e di cromo si possono pertanto ottenere delle strutture, a tutta tempra,

composte da martensite, come nel caso dell’acciaio 1.4021 (AiSi 420) oppure da martensite + carburi, nel

caso dell’acciaio 1.4125 (AiSi 440c).

ricoTTUrA Di LAVorABiLiTà Questo trattamento termico, fra i più economici, permette di ottenere nel materiale delle strutture facilmente

truciolabili e altrettanto facilmente deformabili plasticamente a freddo.

per gli acciai a basso carbonio, il raffreddamento, dopo permanenza alle temperature tipiche di ogni acciaio,

può essere fatto in aria calma.

40

per gli acciai a medio carbonio valgono le stesse modalità, ma la durezza ottenibile è più alta rispetto al caso

precedente.

per gli acciai contenenti nichel si può fare una doppia ricottura ad esempio per l’acciaio 1.4057 prima ri-

cottura a 770 °c e seconda a 650-670 °c. gli acciai ad alto carbonio richiedono temperature di ricottura di

750-850 °c con le quali è possibile ottenere durezze massime di 280 hB.

ricottura complEta Questo tipo di trattamento termico si esegue quando si vuole ottenere un alto indice di deformabilità a freddo.

le temperature sono quelle tipiche riportate nelle schede prodotto.

per acciai a basso contenuto di carbonio con conducibilità termica limitata, vanno adottati tempi di riscaldo

lenti e permanenze a regime di almeno 2 ore per pollice di spessore. il successivo raffreddamento va condot-

to ad una velocità di 15-25 °c/h fino a 590 °c, poi in aria fino alla temperatura ambiente.

per acciai a medio carbonio si possono adottare gli stessi parametri di cui sopra.

Per gli acciai con nichel > 1% non va adottato questo tipo di trattamento termico.

per acciai ad alto contenuto di carbonio le temperature sono normalmente più alte rispetto a quelle usate

nelle tipologie di acciaio precedenti. il raffreddamento va fatto in forno fino a 790-760 °c, seguito da una

sosta in proporzione alle dimensioni del pezzo e da un raffreddamento a velocità di 15-25 °c/h fino

a 590 °c, per finire, scaricare in aria calma.

ricottura isotErmica gli intervalli di temperatura da raggiungere sono quelli riportati nelle schede di prodotto.

Dopo la sosta in temperatura, per gli acciai a basso carbonio, il raffreddamento controllato va condotto fino a

705-720 °c. la sosta a queste temperature deve essere abbastanza lunga in funzione della massa del pezzo.

terminata questa seconda permanenza è possibile raffreddare in aria calma fino a temperatura ambiente.

per acciai a medio carbonio si possono adottare gli stessi parametri di cui sopra.

per acciai contenenti nichel che necessitano di raffreddamenti molto lenti, solitamente, non viene eseguita

la ricottura isotermica.

per gli acciai ad alto carbonio le temperature sono maggiori di quelle degli altri tipi e le durezze che si ot-

tengono sono circa quelle massime ottenibili con ricottura completa.

tEmpra Questo trattamento termico è applicato ai tipi martensitici.

consiste in un riscaldo controllato fino alla temperatura tipica di ogni acciaio, una sosta in base alla massa

del pezzo e un raffreddamento rapido in grado di ottenere la trasformazione dell’austenite in martensite.

per le permanenze in temperatura i tempi variano da 30 a 35 minuti ogni 25 mm di spessore del pezzo da

trattare.

41

Dopo la tempra va eseguito un rinvenimento o una distensione in base alle caratteristiche desiderate (mec-

caniche, inossidabilità, ecc.).

Nel gergo dei trattamenti termici, le operazioni di tempra e di rinvenimento sono denominate con un unico

termine: bonifica.

come mezzo raffreddante è quasi sempre esclusa l’acqua, perché la sua drasticità può causare cricche.

Nei casi più comuni si usano: aria, umida e ventilata, olio riscaldato a 40-90 °c e polimeri.

la drasticità di raffreddamento va tenuta bassa anche per il fatto che gli acciai martensitici sono spesso

autotempranti.

in fase di preriscaldo lento e prima di raggiungere la temperatura di tempra, sono consigliate delle soste a 740-

760 °c per omogeneizzare tutta la sezione del pezzo, eliminare eventuali tensioni da incrudimenti a freddo o

da lavorazioni meccaniche pesanti. in seguito, è necessario salire rapidamente fino alla temperatura stabilita.

come per gli acciai al carbonio e legati anche per gli inossidabili martensitici vale la regola che la durezza

aumenta in proporzione all’aumento della percentuale di carbonio.

ogni tenore di carbonio è associato ad un indice di temprabilità. volendo fare degli esempi pratici possiamo

suggerire che per l’acciaio 1.4006 il diametro massimo temprabile fino a cuore è di 200 mm e con l’acciaio

1.4021 si può arrivare a 300 mm.

per avere la certezza che tutta l’austenite si trasformi poi in martensite è utile raffreddare, in fase di tempra,

fino a 180-200 °c.

rinvEnimEnto viene effettuato sul materiale temprato per dare stabilità alla struttura del materiale.

Negli acciai martensitici il rinvenimento permette di ottenere buone caratteristiche di rottura, snervamento,

allungamento e sufficiente tenacità. Si ricorda che la migliore tenacità è propria degli acciai austenitici.

per le permanenze in temperatura, i tempi variano da 50 a 60 minuti ogni 25 mm di spessore del pezzo da trattare.

Solitamente si usano soste lunghe con temperature basse e viceversa con quelle alte.

per gli acciai a basso e a medio carbonio non andrebbero impiegate temperature di rinvenimento comprese

fra 400 e 570 °c, perché possono abbassare la tenacità e la resistenza alla corrosione. Quelle più comuni

vanno da 600 a 780 °c. per quelli ad alto carbonio (es. coltelleria), dove viene ricercata la massima durezza,

si esegue una distensione a 250 °c. il raffreddamento dopo rinvenimento si esegue in aria calma.

distEnsionE trattamento termico eseguito a temperature più basse rispetto a quelle usate nel rinvenimento, con lo scopo

di eliminare eventuali tensioni residue dovute al raffreddamento da tempra o di attenuare l’effetto negativo

dell’idrogeno disciolto allo stato solido nel materiale.

le temperature variano da 150 a 300 °c e in alcuni casi possono arrivare a 430 °c.

Questa operazione va eseguita immediatamente a fine tempra quando i pezzi sono ancora a 60-100 °c.

42

per le permanenze in temperatura si possono impiegare quelle usate nel rinvenimento.

per il raffreddamento si usa l’aria calma o forzata e, in alcuni casi, l’olio o polimeri.

AcciAi iNoSSiDABiLi FErriTici 1.4016 - 1.4105 - 1.4106 MoD - ASi 430 FMo

per questa categoria non è possibile innalzare le caratteristiche meccaniche mediante tempra.

il principale trattamento al quale sono sottoposti è quello di ricottura di ricristallizzazione.

Questi acciai presentano sempre una struttura ferritica stabile a qualsiasi temperatura vengano sottoposti.

ricristallizzazionE trattamento di ricottura eseguito sugli acciai ferritici con lo scopo di ottenere una struttura a grani regolari.

Questo processo segue generalmente la lavorazione di deformazione a freddo; ripristina la plasticità e toglie

l’incrudimento della matrice impartito dalla laminazione o trafilatura a freddo.

la ricristallizzazione è indispensabile e va intercalata quando si deve procedere a più deformazioni a freddo.

il tempo di permanenza alla temperatura prestabilita è di 1 ora per pollice di spessore e il raffreddamento

controllato va condotto fino a 300 °c, poi si può raffreddare in aria.

Per i tipi di acciaio ad alto contenuto di cromo (Cr% 20 ~) evitare permanenze, anche limitate, nell’intervallo

tra 570 e 400 °c perché può insorgere il fenomeno della fragilità.

Se tale inconveniente si dovesse verificare, ripetere il trattamento con raffreddamento rapido fino a 300 °c.

ASTM N° TEMPERATuRA DI RICRISTALLIzzAzIONE °C RAFFREDDAMENTO

405 1.4002 810 - 700 aria

409 1.4512 900 - 870 aria

430 1.4016 810 - 700 aria

430 F 1.4104 790 - 710 aria

442 … 830 - 760 aria

446 1.4762 ~ 820 - 780 aria

acciaio 1.4006 ricotto x 500accennata precipitazione di carburi a bordo grano

acciaio 1.4006 bonificato x 200martensite rinvenuta

43

STrUTTUrE TipichE DEgLi AcciAi iNoSSiDABiLi FErriTici

AcciAi iNoSSiDABiLi AUSTENiTici 1.4301 - 1.4305 - 1.4307 - 1.4401 - 1.4404 - 1.4541 -1.4567 - 1.4570

Questi acciai non sono adatti ad incrementare le caratteristiche meccaniche mediante tempra, ma possono

presentare buoni valori di rottura, snervamento, allungamento e tenacità dopo solubilizzazione e deforma-

zione plastica a freddo (es. trafilatura).

i materiali di questa famiglia presentano una struttura austenitica anche a temperatura ambiente.

SoLUBiLizzAzioNE il trattamento è simile alla tempra ma vengono usate temperature molto più alte rispetto a quelle impiegate

per gli acciai da bonifica.

la temperatura è generalmente superiore ai 1000 °c (quella classica è di 1050 °c), in modo da omogeneiz-

zare la struttura del materiale e diffondere i carburi nella matrice. il raffreddamento è solitamente veloce

con immersione in acqua per minimizzare il tempo di permanenza nell’intervallo 450-850 °c, dove sovente

avviene la precipitazione dei carburi, chiamata anche sensibilizzazione.

Se i carburi di cromo precipitati, in fase di fucinatura, laminazione a caldo o saldatura, non vengono rimessi

in soluzione per ristabilirne la giusta percentuale (min. 12%), segue perdita di inossidabilità. la precipitazio-

ne dei carburi, avviene nell’intervallo fra 450 e 850 °c. con la solubilizzazione l’acciaio assume uno stato di

massimo addolcimento e ottima plasticità.

considerata l’alta temperatura, che può causare effetti indesiderati sia in pelle che a cuore del materiale,

si consigliano permanenze brevi nell’ordine di 3-5 minuti ogni 3 mm di spessore. la solubilizzazione viene

ripetuta anche fra una deformazione a freddo e la successiva, per dar modo al materiale di riacquistare

attitudine all’allungamento (deformabilità) senza causare rotture.

acciaio 1.4105 ricotto x 100 struttura ferritica con grano 6-8

acciaio 1.4016 ricotto x 200; struttura ferritica conparziale precipitazione di carburi a bordo grano

44

ASTM TEMPERATuRA DI SOLuBILIzzAzIONE °C RAFFREDDAMENTO

201, 202 1120 - 1010 acqua

301, 302, 302B, 303 1120 - 1035 acqua

304, 305, 308 1120 - 1010 acqua

304l 1120 - 1010 acqua

309, 309S 1120 - 1035 acqua

310, 310S 1080 - 1035 acqua

314 1120 - 1040 acqua

316 1120 - 1035 acqua

317 1120 - 1065 acqua

316l, 317l 1105 - 1040 acqua

321 1080 - 905 acqua

347, 348 1100 - 980 acqua

SENSiBiLizzAzioNE Non è un trattamento termico di qualità, pertanto va evitato. viene utilizzato solo allo lo scopo di verificare

la predisposizione di un acciaio inossidabile alla corrosione al contorno dei grani dopo un trattamento ter-

mico o dopo saldatura.

come accennato alla voce solubilizzazione, l’impoverimento di cromo può manifestarsi fra 450 e 850 °c,

se nell’acciaio mancano elementi stabilizzanti (es. Nb, ti); a queste temperature vengono eseguite le varie

prove. per gli acciai stabilizzati le temperature di prova vanno da 1250 a 1300 °c.

per ridurre il pericolo della sensibilizzazione vengono impiegati acciai a basso carbonio della serie l “low

carbon” (c% < 0.03, es. AiSi 304l, 316l...) e acciai stabilizzati con ti, Nb, ta (es. AiSi 321, 317).

Andamento del fenomeno della precipitazione dei carburi di cromo in funzione della percentuale di carbonio presente negli acciai austenitici

45

distEnsionE per gli austenitici questo trattamento è fatto a temperature sotto i 450 °c per le ragioni esposte sull’impo-

verimento di cromo. il riscaldo è portato a circa 350-430 °c, sosta in base agli spessori per uniformare al

temperatura di tutta la massa e successivo raffreddamento in aria.

il risultato di questa operazione è quello di eliminare le tensioni impresse da lavorazioni meccaniche, deforma-

zioni a freddo, saldatura, raffreddamenti drastici ed evitare l’insorgere di corrosione sotto tensione.

tutte queste tensioni, se non vengono attenuate, sono in grado di portare alla formazione di cricche. Alcuni testi

usano il termine distensione a 800-850 °c a fine saldatura, ma risulta essere più corretto quello di “ricottura”.

STABiLizzAzioNE in sintesi è simile e genera gli effetti della distensione, ma viene fatta a temperature fra 900 e 800 °c (clas-

sica 885 °c). con questo trattamento si evita la precipitazione dei carburi di cromo e si ottiene la massima

resistenza alla corrosione degli acciai austenitici.

Strutture austenitiche

acciaio 1.4301 laminato solubilizzato acciaio 1.4305 laminato solubilizzato acciaio 1.4307 laminato solubilizzato

acciaio 1.4401 laminato solubilizzato acciaio 1.4567 laminato non trattato acciaio 1.4541 laminato solubilizzatox200

acciaio 1.4401 acciaio 1.4404 laminato solubilizzato e poi trafilato laminato solubilizzato e poi trafilato

acciaio 1.4541 laminato solubilizzatostruttura con presenza di carburidi titanio. x500

46

TrATTAMENTi iN ATMoSFErA coNTroLLATA DEgLi AcciAi iNoSSiDABiLi Sono in pratica la ricottura e la solubilizzazione sopra descritte ma eseguite in forni appositi che hanno

atmosfere protette e costituite gas inerti, in grado di evitare l’ossidazione che si forma nei forni tradizionali

a circolazione di ossigeno.

l’atmosfera formata da idrogeno può causare fragilità negli acciai martensitici e particolarmente in quelli ad

alto carbonio, mentre il rischio non esiste per gli austenitici ed è lieve per i ferritici.

trattamEnti di indurimEnto supErficialE la tempra superficiale a induzione può essere fatta solo sugli acciai martensitici e il modo di operare è iden-

tico a quello utilizzato per gli acciai al carbonio e legati.

la cementazione non è consigliata, perché un aumento del carbonio sulla zona superficiale, diminuisce la

resistenza alla corrosione.

considerato l’alto tenore di cromo, è fattibile la nitrurazione che formando nitruri di cromo può dare valori di

durezza fino a 62-64 hrc. tale durezza aumenta la resistenza all’usura degli acciai inossidabili martensitici,

ferritici e austenitici. per i martensitici la nitrurazione si esegue su materiale precedentemente bonificato. per

i ferritici e austenitici non è richiesto un trattamento termico preliminare. le modalità sono simili a quelle im-

piegate per gli acciai legati. per gli acciai ferritici e austenitici è noto che l’indurimento può arrivare anche da

incrudimento controllato per deformazione plastica a freddo, trafilatura, laminazione, rullatura, pallinatura

o sabbiatura. i trattamenti per deposizione (pvD physical vapour Deposition e il meno usato cvD chemical

vapour Deposition) hanno il compito di aumentare la durezza superficiale, contrastare l’attrito e creare ottima

resistenza all’usura.

n° AStM fattibilità

1.4301 (304) • [] ◊

1.4401 316 • [] ◊

1.4021 420A • [] ◊

1.4057 431 • [] ◊

• Rivestimento PVD con temperatura Spessori del rivestimento da 2 a 5 µm

di coating (strato) di 420-450 °c tiN, ticN

[] rivestimento PVD con temperatura Spessori del rivestimento da 2 a 5 µm

di coating di 280 °c

◊ rivestimento PVD con temperatura Spessori del rivestimento da 2 a 5 µm

di coating di 180 °c

◊ rivestimento CVD con temperatura Spessori del rivestimento da 6 a 10 µm

di coating da 90 a 130 °c

47

pArAMETri oriENTATiVi pEr iL TAgLio AL pLASMA Di AcciAi iNoSSiDABiLi Spessore velocità Diametro ugello(1) intensità di corrente potenza

mm mm / s mm A kW

6 86 3.02 300 60

13 42 3.02 300 60

25 21 4.00 400 80

51 9 4.08 500 100

76 7 4.08 500 100

102 3 4.08 500 100

(1) la portata del gas plasma è in funzione del diametro dell’ugello e del gas usato e varia da 47 dm3/min

per diametro di 3,02 mm fino a 94 dm3/minuto per diametro di 4,08 mm.

i gas normalmente utilizzati sono azoto e argon con addizioni di idrogeno fino al 35%

48

trAttAMENtI SupErFICIAlI

tutte le operazioni a caldo (forgiatura, laminazione, saldatura, trattamenti termici) creano ossidazione su-

perficiale sugli acciai al carbonio, legati e inossidabili.

Questo strato di ossido, comunemente chiamato “calamina”, deve essere eliminato poiché crea problemi in

fase di stampaggio, trafilatura e in particolare può deteriorare la resistenza alla corrosione.

i sistemi di pulitura più noti sono il decapaggio acido, il decapaggio con soda fusa, la sabbiatura e la sgrossatura.

sgrassatura prima di procedere nelle operazioni di decapaggio e saldatura è indispensabile eliminare grassi o lubrificanti

presenti sulla superficie del materiale. Questi composti, impiegati ad esempio nell’imbutitura e nella trafilatura,

si possono rimuovere con tetracloruro di carbonio, tricloroetilene o miscele alcaline e sottili polveri abrasive.

A fine sgrassatura si deve risciacquare accuratamente.

SABBiATUrA Questa tecnica è impiegata raramente sui prodotti in acciaio inossidabile, salvo qualche caso di pezzi fusi o

forgiati con presenza di scaglia molto aderente.

Quando questa operazione è indispensabile, si devono utilizzare sabbie o graniglie molto sottili, procedendo

poi con un trattamento di decontaminazione-passivazione.

dEcapaggio acido prima di procedere al decapaggio, si deve fare un’accurata pulizia per eliminare ogni traccia di sostanza

insolubile, impiegando appositi bagni. come esempio ne citiamo alcuni.

Acciai Ferritici e Martensitici allo stato ricotto

Bagno a 50 - 60 °c oppure a temperatura ambiente, ma per tempi di immersione molto lunghi:

acido nitrico 52 % (36° Bé) litri 100

acido fluoridrico 65 % litri 10

acqua litri 900

per decapaggi veloci o per materiali dove la pulitura è difficile è possibile attraverso bagno con temperatura

prossima all’ebollizione:

soda 20 % in peso

permanganato di potassio 5% in peso

acqua 75 % in peso

49

Acciai Austenitici a basso carbonio

Bagno a 50 - 60 °c oppure a temperatura ambiente, ma per tempi di immersione molto lunghi:

acido nitrico 52 % (36°Bé) litri 100

acido fluoridrico 65 % litri 20

acqua litri 900

Quando sussiste il rischio di corrosione intergranulare, è buona norma mantenere il minor tempo possibile i

materiali nei bagni di decapaggio.

dEcapaggio con soda fusa viene a volte eseguito prima del decapaggio acido per rendere più facile la rimozione della calamina.

A) 15 minuti di immersione in bagno di soda fusa scaldata a 450 °c con aggiunta di nitrato di sodio

oppure nitrato di potassio al 5 - 20 %. A fine immersione, raffreddare immediatamente ed energicamente

in acqua, poi passare al decapaggio acido.

B) Alcuni minuti di immersione in bagno di soda fusa scaldata a 370-380 °c con aggiunta di idruro di

sodio al 1-2%. A fine immersione, raffreddare immediatamente ed energicamente in acqua, poi passare al

decapaggio acido.

dEcontaminazionE/ passivazionE Avviene comunemente con l’immersione dei prodotti di acciaio inossidabile in acido nitrico.

i piccoli residui inquinanti sono principalmente dovuti a: sfregamento con acciai non inossidabili, tagli a

freddo, spazzole di ferro, mole abrasive. l’acido ha la proprietà di sciogliere queste particelle contaminanti

che spesso innescano corrosioni localizzate.

Nelle trasformazioni a freddo che possono cedere residui ferrosi si può utilizzare un bagno decontaminan-

te, a temperatura ambiente e immersione per alcune ore, composto da:

acido nitrico 52% (36° Bé) litri 250

acqua litri 750

lavaggio accurato

per gli acciai inossidabili con aggiunta di zolfo, questo trattamento è sconsigliato e viene sostituito da puli-

tura con paste speciali.

Quando è richiesta va eseguita immediatamente al termine del decapaggio e risciacquo oppure dopo una

lucidatura. per l’immersione del materiale si può utilizzare lo stesso bagno descritto nella decontaminazione.

50

51

pASSIvAzIoNE

trattamenti chimici con soluzioni di acido nitrico consigliati per vari tipi di acciai inossidabili.

passivazione, estratto da AStM A 967

EN uNS NITRIC 1 NITRIC 2 NITRIC 3 NITRIC 4

1.4372 S20100 • •1.4373 ~ S20200 • •1.4310 ~ S30100 • •1.4310 ~ S30200 • •1.4301 ~ S30400 • •1.4567 S30430 • •

1.4315 ~ S30451 • •1.4303 ~ S30500 • •1.4303 ~ S30800 • •1.4828 ~ S30900 • •1.4842 ~ S31000 • •1.4841 S31400 • •1.4401 S31600 • •1.4404 S31603 • •

1.4401 ~ S31609 • •1.4541 S32100 • •

1.4002 ~ S40500 • •1.4512 ~ S40900 • • •1.4001 ~ S42900 •1.4016 S43000 •1.4113 S43400 • •

1.4526 ~ S43600 • •1.4749 ~ S44600 •

1.4305 S30300 •

S30330 •

S30360 •

S34720 •

1.4104 S43020 •S44020 •

1.4000 ~ S40300 • •1.4006 S41000 • •1.4005 S41600 •1.4021 S42000 •1.4057 S43100 • •1.4112 S44003 • •1.4125 S44004 • •

1.4460 ~ S32900 • •

1.4542 S17400 • •1.4568 S17700 • •

S35500 • •

Soluzione al 20 - 25% di acido nitrico e 2,5% + 0,5 in peso di sodio bicromato. immersione per un minimo di 20 minuti a una temperatura da 49 a 54 °c.

NITRIC 2 Soluzione al 20 - 45% di acido nitrico. immersione per minimo 30 minuti a una temperatura da 21 a 32 °c.NITRIC 3 Soluzione al 20 - 25% di acido nitrico. immersione per minimo 20 minuti a una temperatura da 49 a 60 °c.NITRIC 4 Soluzione al 45 - 55% di acido nitrico. immersione per minimo 30 minuti a una temperatura da 49 a 54 °c.

NITRIC 1

AuSTENITICI

FERRITICI

LAVORABILITÀ MIGLIORATA

MARTENSITICI

DuPLEX

INDuRENTI PER PRECIPITAzIONE

52

CorroSIoNE

con l’esclusione dell’oro e del platino, tutti i metalli sono estratti, al loro stato primario, da minerali a com-

binazioni chimiche diverse. la maggior parte di questi composti metallici si alterano al contatto con l’acqua,

vapore o atmosfera e tendono a ritornare al loro stato nativo.

Delle leghe, appositamente studiate per contrastare questa alterazione, prendono il nome di acciai inos-

sidabili con potere passivante a contatto di un agente ossidante.

la passivazione è uno strato sottilissimimo di ossido piuttosto aderente (~ 0,01 micron) che si crea spon-

taneamente in superficie; lo stesso che ritarda l’avanzare della corrosione e protegge la base dei prodotti in

acciaio inossidabile. uno degli elementi chimici essenziali perché si crei lo strato d’ossido è il cromo, elemen-

to che caratterizza l’acciaio inossidabile. la sua principale capacità è quella di resistere alle sollecitazioni

chimiche secche (ossidazione) e umide (corrosione), sia a temperatura ambiente che a temperature elevate.

Quando lo strato di ossido viene aggredito a causa di una scelta errata del tipo di materiale rispetto alle

condizioni di lavoro, si manifesta la corrosione.

Passivazione: proprietà di alcuni elementi metallici e leghe (acciai inossidabili) di ossidarsi in superficie; la

sottile pellicola protegge il metallo base dalla corrosione.

Corrosione: fenomeno chimico-fisico consistente nell’azione esercitata su materiali metallici da agenti esterni.

la corrosione può scaturire anche nei trattamenti galvanici per contatto di materiali con proprietà elettrochi-

miche diverse oppure sotto tensione, effetto congiunto di un ambiente corrosivo e sollecitazioni meccaniche

nel senso della trazione che portano a rottura il materiale.

corrosionE uniformEcome si evince dal nome stesso, questo tipo di corrosione si manifesta con una perdita uniforme di mate-

riale su tutta la superficie. l’effetto è solitamente misurato, come la perdita per ora di peso in grammi per

metro quadrato o calo di spessore in mm all’anno. Sulla base di test di laboratorio e sperimentazione, è

possibile calcolare la durata dei pezzi per un dato ambiente corrosivo e per i vari tipi di acciaio. raramente

però questo tipo di corrosione si manifesta negli acciai inossidabili.

crEvicESi manifesta in zone scarsamente “ossigenate” e con presenza di sostanze aggressive. la corrosione inter-

stiziale, chiamata anche “crevice corrosion”, avviene a contatto di soluzioni contenenti lo ione cloro. All’in-

terno di ristrettissimi spazi, creati dal contatto superficiale tra diversi manufatti, il fluido penetrato ristagna

e avvia la corrosione.

pitting (vaiolatura)Si manifesta in zone localizzate e con la maggior parte della superficie rimanente intatta.

53

Questo tipo di corrosione si sviluppa in profondità e nei casi estremi può perforare materiali di sottili spes-

sori. lo sviluppo di questa corrosione non può essere misurato con la perdita di peso a causa della sua

caratteristica puntiforme.

la corrosione pitting si verifica in soluzioni contenenti alogeni ferrosi, soprattutto cloruri solubili, bromuri e

ioduri di metalli pesanti che tendono ad eliminare la pellicola passiva di ossido e a riportare la superficie allo

stato attivo, dando così la possibilità alla corrosione di intaccare il materiale. Questo difetto è ingannevole

e pericoloso perché può sfuggire all’esame visivo.

la sua azione si sviluppa in due momenti:

1) incubazione dove gli ioni aggressivi incidono il film passivo;

2) accrescimento del vaiolo per auto-catalisi.

corrosionE intErgranularE corrosione molto pericolosa con la quale gli acciai austenitici non stabilizzati e non a basso carbonio sono

messi a rischio.

la coesione individuale dei grani è danneggiata dalla corrosione che, passando progressivamente lungo il

loro bordo, ne inficia l’aderenza.

Questo tipo di difetto è causato dai cambiamenti della struttura dell’acciaio e si verifica durante il riscaldo

(da 400 a 900 °c dove può avvenire precipitazione di carburi a bordo grano) in fase di esercizio o con ope-

razioni come ad esempio la saldatura. per non essere intaccati da questa corrosione, gli acciai austenitici

devono essere sempre solubilizzati a 1.150-1.000 °c, temperatura alla quale i carburi vengono sciolti.

per i particolari esposti a temperature prolungate di 400-900 °c vanno impiegati esclusivamente acciai

austenitici stabilizzati con aggiunte di titanio e niobio oppure acciai a basso contenuto di carbonio.

corrosionE galvanica Si verifica quando un elemento di acciaio inossidabile che funge da catodo viene messo in contatto con

contaminanti metallici, con altro metallo meno nobile (es. alluminio, zinco, ecc.) in un elettrolita sufficiente-

mente aggressivo (es. ambiente marino). la condizione galvanica si sviluppa tanto più facilmente quando

maggiore è il rapporto tra superfici messe a contatto, vale a dire quanto più è grande la superficie di acciaio

inox (catodo) rispetto a quella del metallo meno nobile (anodo).

sotto tEnsionE o tEnsocorrosionE Agisce mediante la formazione di spaccature sottili che penetrano nella profondità della matrice dell’acciaio.

le cricche sono in grado di svilupparsi continuamente su tutta la sezione del pezzo.

Si verifica quando si ha la presenza continua di un agente corrosivo e di tensione (nel senso della trazione)

sul componente.

Questo tipo di corrosione è innescata, ad esempio, da tensioni interne intensificate da deformazioni a

54

freddo o da sollecitazioni statiche. Ambienti tipici in grado di causare questa corrosione sono quelli con

soluzioni fortemente alcaline e soluzioni contenenti cloruri. in determinate circostanze, anche l’acqua e il

vapore possono avere un effetto simile.

la corrosione sotto tensione si verifica più frequentemente negli acciai inossidabili austenitici e negli acciai

martensitici bonificati. gli acciai ferritici e i duplex sono meno sensibili a questo tipo di difetto.

corrosionE atmosfErica corrosione dovuta a condensa atmosferica sulla superficie del metallo.

corrosionE di contattocorrosione localizzata che si manifesta nella zona in cui due materiali diversi sono a contatto tra loro.

corrosionE sEcca corrosione di un materiale metallico che avviene ad alte temperature in assenza di acqua o di altro solvente.

cavitazionE Difetto superficiale dovuto all’azione di gas o liquido in movimento. la formazione della cavità è accelerata

se il gas o il liquido è soggetto a rapide variazioni di pressione.

cratErE di corrosionEcavità sulla superficie con profondità pari alle sue dimensioni trasversali.

cricca a corrosionE sotto tEnsionE indotta da idrogEnocricca provocata da fenomeni di corrosione che si manifesta in presenza di pressioni dovute a idrogeno.

tEnso-corrosionEcomprende sia la corrosione per autotensione sia la corrosione sotto sforzo.

55

alcunE immagini dElla corrosionE

uniforme saldatura con crevice

intergranularepitting

galvanica sotto tensione

56

MANutENzIoNE DEllE SupErFICI[tratto da centro inox - Associazione italiana per lo sviluppo degli acciai inossidabili]

incrostazioni di calcarE per rimuovere i depositi di calcare lasciati dall’acqua, usare una crema detergente multiuso con panno mor-

bido. le incrostazioni più spesse possono essere sciolte lasciando in ammollo in soluzione di acqua molto cal-

da con 1/4 di aceto. Sciacquare abbondantemente con una soluzione di acqua e bicarbonato di sodio e poi

con acqua pulita. Asciugare quindi con cura.

macchiE di olio E di grasso usare un blando detergente in acqua molto calda. Sciacquare abbondantemente con acqua pulita e asciugare

con un panno. per le macchie più ostinate, usare alcool etilico, acetone o altro solvente non alogenato.

improntE usare un blando detergente liquido in acqua oppure, in alternativa, strofinare delicatamente con un panno

morbido (es. microfibra) e un detergente per i vetri.

aloni da fiamma usare un panno con una crema detergente multiuso per pulizie domestiche. Sciacquare in acqua corrente

e asciugare con un panno morbido.

macchiE di caffè o tè preparare una soluzione, mescolando bicarbonato di sodio in acqua bollente. immergervi il recipiente mac-

chiato per 15 minuti, quindi farlo scolare, sciacquare con cura e asciugare con un panno morbido.

graffi supErficiali Applicare un detergente/lucidante, apposito per acciaio inossidabile, utilizzando un panno morbido.

Sporco oSTiNATo E grASSo BrUciATo usare un panno con un detergente in crema multiuso per pulizie domestiche.

macchiE di rugginE (contaminazione) le macchie di ruggine possono provenire non dalla corrosione dell’acciaio inox, ma da utensili di uso quo-

tidiano in acciaio comune lasciati per tempi prolungati sulla superficie di quello inossidabile oppure che

possono trasferire particelle ferrose. per rimuovere tali macchie, applicare un detergente in crema per mezzo

di un panno soffice inumidito e strofinare delicatamente. Se la macchia persiste, applicare un prodotto pas-

sivante o decapante specifico per acciaio inox.

57

NON uSARE paglietta, spazzole o dischetti abrasivi realizzati con altri metalli o leghe (es. acciaio comune,

alluminio, ottone, ecc.), oppure utensili che abbiano precedentemente lavorato o pulito altri metalli o leghe

che oltre a graffiare la superficie causerebbero conseguenti antiestetici aloni.

paglietta e spazzole di acciaio inossidabile sono compatibili in quanto non contaminano la superficie, ma è

necessario comunque porre attenzione per evitare eventuali graffiature.

NON uSARE acido cloridrico (muriatico commerciale). è bene evitare anche il contatto con i vapori di acido

cloridrico, provenienti, ad esempio, dal lavaggio dei pavimenti. in generale, sarà opportuno evitare l’utilizzo

diretto sull’acciaio inox di detergenti contenenti cloruri, a meno che non si prevedano tempi di contatto brevi

e un abbondante risciacquo finale. Non usare candeggina.

NON uSARE detergenti in polvere abrasivi che potrebbero rovinare l’aspetto estetico della finitura superfi-

ciale (per esempio finitura satinata).

NON uSARE sostanze solitamente impiegate per pulire l’argento.

58

StoCCAggIo

Quasi tutti i magazzini commercializzano svariate qualità di materiali metallici, da quelli al carbonio e legati

fino a quelli inossidabili. in tali condizioni sono necessarie metodologie atte a evitare ogni possibile deteriora-

mento dei manufatti. i difetti più frequenti sono causati da danni meccanici e ruggine.

1) Dove possibile, i prodotti di acciaio inossidabile dovranno essere protetti con rivestimenti plastici, al fine di

evitare graffi o ammaccature nonché il contatto con materiali non inox. Questa tecnica permetterà di man-

tenere i valori di finitura e lucidatura eseguiti nello stabilimento di produzione.

2) i diversi tipi di metalli andranno stoccati almeno in base alla famiglia (es. carbonio con carbonio, austenitici con

austenitici), al fine di eliminare la contaminazione diretta per contatto o da deposito di polvere di “ferro”.

3) Forche, catene, carrelli, ecc. dovranno essere rivestiti in gomma, plastica o legno. le imbragature saranno

costituite da corde o cinghie in tessuto, anziché catene d’acciaio. utensili, cesoie, piani trasportatori, presse e

ogni attrezzatura che sia venuta in contatto con acciai al carbonio, andranno decontaminati dalle particelle

residue di ferro prima di passare all’utilizzo su acciai inossidabili.

4) lamiere e barre in acciaio inossidabile non andranno calpestate da suole sporche di grasso o di polveri

metalliche provenienti da altre categorie di acciaio.

5) Se durante la formazione dei pacchi vengono impiegate regge di acciaio al carbonio, queste andranno iso-

late e non dovranno venire a contatto con le superfici del materiale inossidabile.

59

CARATTERISTICHEDELLA MICROSTRuTTuRA FORMuLE E PARAMETRI GAMMA DI APPLICAzIONE

FM regione della Ferrite - Martensite nel diagramma di Schaeffler / De long

FM = (A - 1,2) / (F - 8) per F = min 8 dove: F = 1,5Si + cr + Mo + 2ti + 0,5Nb A = 30c + 0,5Mn + 30N + Ni + 0,5cu + 0,5co

FERR

ITIC

I

Ferritici quando: FM = 0,00 - 0,30

MA

RTEN

SITI

CI

Ferritici- Martensitici quando: FM = 0,30 - 1,00Martensitici quando: FM = 1,00 - 4,00

MS Ferrite - trasformazionein Martensite Walker-gooch

MS = 540 - 497c - 6,3Mn - 10,8cr - 36,3Ni - 46,6Mo Martensitici quando: MS = 100 - 300

MNA Numero della Martensite basata su Md30 Angel-Nohara

MNA = 551 - 462(c+N) - 9,2Si - 8,1Mn - 13,7cr - 29(Ni+cu) - 18,5Mo - 68Nb

Austenitici-Martensitici quando: MNA = 100 - 300

AuST

ENIT

ICI

Metastabile austenitico quando: MNA = 0 - 100 oppure MNK = (-2) - 0

MNK Numero della Martensite basata su diagramma Wrc-1992 Kotecki-Siewert

MNK = 25 - F - 0,90A MNK = 21 - 0,90F - A MNK = 13 - 0,42F - 1,3A dove: F = cr + Mo + 2ti + 0,7Nb A = 35c + 20N + Ni + 0,25cu

per Mn = max 2,4% per Mn = 2,5 - 6,9% per Mn = min 7,0%

MS Austenite - trasformazionein Martensite SiNtEF Weldinghandbook 1997

MS = 502 - 810c - 13Mn - 1230N - 12cr - 30Ni - 46Mo - 54cu

Austenitici quando: MS = (-1000) - (-10)

SM Solidificazione basatasul diagramma Wrc-1992 Kotecki-Siewert

SM = F - 1,3A - 2,0 dove: F = cr + Mo + 2ti + 0,7Nb A = 35c + 20N + Ni + 0,25cu

completamente austenitici quando: SM = (-30) - (-4)

FNA Numero della Ferrite basata sul diagramma Schaeffler /de long ASME iii div. 1 NB-2433

FNA = 3,34F - 2,46A - 28,6 FNA = 4,44F - 3,39A - 38,4 FNA = 4,06F - 3,23A - 32,2

per FNA = max 5,9 per FNA = 6,0 - 11,9 per FNA = min 12

Austenitici quando: FNA = (-40) - 20

Du

PLEX Austenitico-Ferritico (Duplex)

quando: FNA = 30 - 50 oppure SM = 8 - 15

dove: F= 1,5Si + cr + Mo + 2ti + 0,5Nb A= 30c + 0,5Mn +30N + Ni + 0,5cu + 0,5co

iMp Fase intermetallica sulla base delle equivalenze FNA SiNtEF Welding handbook 1997

iMp = F - 0,23A - 20,2 iMp = F + 1,25A - 32,8

per A = min 8,7 per A = max 8,6

Sensibili alla formazione iMp quando: iMp = 4 - 10

prE Equivalente di resistenza al pitting (corrosione per vaiolatura) herbsleb (30N)-truman (16N)

prE = cr + 3,3Mo + 16NFormule comuni persuper-austeniticiduplex/ferritici. resistenti

quando: prE = 40 - 60prE = cr + 3,3Mo + 30N Formula per austenitici

con Mo > 3

EN 10088-1: 2005 (E)

ForMulE EMpIrIChE classificazionE mEdiantE microstruttura

le formule sono usate per classificare gli acciai nei vari gruppi. i gruppi tradizionali per ferrite, martensite e

austenite sono complementari con i gruppi di transizione contrassegnati in grassetto. la base da considerare

è la composizione chimica media per il grado preso in considerazione: es. (% min + % max) / 2.

60

CurvE DI trANSIzIoNE

Il grafico schematizza il comportamento della tenacità in Joule (forza lavoro) determinata con resilienze Kv

alle varie temperature e per le tre famiglie di acciai inossidabili.

propriETà MEccANichE A DiVErSE TEMpErATUrE Di ALcUNi AcciAi AUSTENiTici TIPO ASTM PROVE A °C Rp0.2 MPA / N/mm2 R MPa / N/mm2 A % C %

304 24 227 586 60 70304 -195,5 393 1416 43 45304 -254 439 1685 48 43304L 24 193 586 60 60304L -195,5 241 1340 42 50304L -254 233 1516 41 57310 24 310 658 60 65310 -195,5 585 1085 54 54310 -254 796 1223 56 61347 24 241 620 50 60347 -195,5 284 1282 40 32347 -254 313 1450 41 50

Le temperature -195,5 °C e -254 °C sono definite criogeniche (fonte Key to Steel)

proVE Di rESiLiENzA SU proVETTE KvENERGIA ASSORBITA (J)

24 °C -195,5 °C -254 °C304 209 118 122304L 160 91 91310 192,5 121 117347 163 89 77

TIPO ASTM

documentazione Centro Inox

61

tABEllA DI CoMpArAzIoNE

m = martensiticof = ferriticoa = austenitico

TRAFITEC uSA uSA CINA RuSSIA GIAPPONE INDIA COREA

EN uNS AISI GB GOST JIS IS KS

m 1.4005 X12crS13 S41600 416 Y1cr13 SuS 416 StS 416

m 1.4006 X12cr13 S41000 410 1cr12 12ch13 SuS 410 X12cr12 StS 410

f 1.4016 X6cr17 S43000 430 1cr17 12ch17 SuS 430 X07cr17 StS 430

m 1.4021 X20cr13 S42000 420A 2cr13 20ch13 SuS 420J1 StS 420J1

m 1.4028 X30cr13 420B 3cr13 30ch13 SuS 420J2 (X30cr13) StS 420J2

m 1.4031 X39cr13 4cr13 (40ch13) (X40cr13)

m 1.4034 X46cr13 420c (4ch13)

m 1.4034 1.4034 DE

m 1.4035 420C+S (420c)

m 1.4057 X17crNi16-2 S43100 431 1cr17Ni2 14ch17N2 SuS 431 15cr16Ni2 StS 431

m 1.4104 X14crMoS17 S43020 430F Y10cr17 SuS 430F StS 430F

f 1.4105 X6crMoS17

f (1.4105) AISI 430FMo

f (1.4106) 1.4106 MOD

m 1.4112 X90crMov18 S44003 440B 90cr18Mov SuS 440B StS 440B

m 1.4116 X50crMov15 (7cr17) 50ch14MF (SuS 440A)

m 1.4122 X39crMo17-1 40ch16M

m 1.4125 X105crMo17 S44004 440c 108cr17 95ch18 SuS 440c (X108cr17Mo) StS 440c

a 1.4301 X5crNi18-10 0cr18Ni9 07ch18N10 X04cr19Ni9

a 1.4305 X8crNiS18-9 S30300 303 Y1cr18Ni9 12ch18N10E SuS 303 StS 303

a 1.4306 X2crNi19-11 022cr19Ni10 (03ch18N11) X02crNi19-10

a 1.4307 X2crNi18-9 00cr19Ni10 03ch18N11 X02cr19Ni10

a 1.4401 X5crNiMo17-12-2 S31600 316 0cr17Ni12Mo2 08ch17N13M2 SuS 316 X04cr17Ni12Mo2 StS 316

a 1.4404 X2crNiMo17-12-2 S31603 316l 022cr17Ni12Mo2 03ch17N13M2 SuS 316l X02cr17Ni12Mo2 StS 316l

a 1.4541 X6crNiti18-10 S32100 321 0cr18Ni11ti 06ch18N10t SuS 321 X04cr18Ni10ti StS 321

a 1.4567 X3crNicu18-9-4 S30430 304cu 06cr18Ni9cu3 SuS XM7 StS XM7

a 1.4570 X6crNicuS18-9-2 (S30331) (303K)

a 1.4571 X6crNiMoti17-12-2 S31635 316ti 06cr17Ni12Mo2ti 08ch17N13M2t SuS 316ti X04cr17Ni12Mo2ti StS 316ti

62

ElEMENtI DI FISSAggIo (secondo EN iSo 3506-1:2009)

parte 1 parte 2 parte 3 parte 4

bulloni, viti e dadi viti senza testa viti

viti prigioniere non soggette a trazione autofilettanti

Analisi chimica %GRuPPO QuALITÀ C SI MN P S CR MO NI Cu NOTE

A austenitico

A1 < 0,12 < 1 < 6,5 < 0,20 0,15-0,35 16-19 < 0,7 5-10 1,75-2,25 b)c)d)

A2 < 0,1 < 1 < 2 < 0,050 < 0,030 15-20 e) 8-19 < 4 f) g)

A3 < 0,08 < 1 < 2 < 0,045 < 0,030 17-19 e) 9-12 < 1 h)

A4 < 0,08 < 1 < 2 < 0,045 < 0,030 16-18,5 2-3 10-15 < 1 g) i)

A5 < 0,08 < 1 < 2 < 0,045 < 0,030 16-18,5 2-3 10,5-14 < 1 h) i)

c martensiticoc1 0,09-0,15 < 1 < 1 < 0,050 < 0,030 11,5-14 < 1 i)

c3 0,17-0,25 < 1 < 1 < 0,040 < 0,030 16-18 1,5-2,5c4 0,08-0,15 < 1 < 1,5 < 0,060 0,15-0,35 12-14 < 0,6 < 1 b) i)

F ferritico F1 < 0,12 < 1 < 1 < 0,040 < 0,030 15-18 e) < 1

b) lo zolfo può essere sostituito dal selenio c) se il contenuto di nichel è inferiore all’8% il contenuto minimo di manganese deve essere del 5% d) non c’è un limite minimo per il tenore di rame, a condizione che il tenore di nichel sia superiore a 8%. e) a discrezione del fabbricante può essere presente il molibdeno f) quando la percentuale di cromo è inferiore al 17% il nichel deve essere superiore al 12% g) per gli acciai austenitici con carbonio max 0,03% può essere presente un tenore max di azoto del 0,22%h) materiale stabilizzato con titanio oppure con niobio i) per ottenere delle specifiche caratteristiche meccaniche è ammesso un maggior contenuto di carbonio ma per gli austeniti-ci non può essere oltre lo 0,12%

Tipi di acciai consigliatiEN AISI TECNICA DI PRODuzIONE IMPIEGO

A1 1.4305 303 tornitura viti a legno, a metallo, autofilettanti, dadiA2 1.4567 304cu stampaggio caldo/freddo, rullatura viti a legno, a metallo, autofilettanti, dadiA3 1.4541 321 tornitura tiranteria alte temperature max 800 °cA4 1.4401 316 stampaggio caldo/freddo, rullatura viti a legno, a metallo, autofilettanti, dadiA5 1.4571 316ti tornitura tiranteria per applicazioni marinec1 1.4006 410 tornitura, stampaggio, rullatura viti autofilettanti ed a metalloc3 1.4057 431 tornitura, ricalcatura/rullatura a freddo tasselli ad espansionec4 1.4005 416 tornitura viti autofilettanti, a metallo e dadiF1 1.4016 430 stampaggio caldo/freddo, rullatura viti a legno, a metallo, autofilettanti, dadi

tasselli ad espansione tipo C1 viti

63

Caratteristiche MeccanicheDuREzzA ROTTuRA SNERVAMENTO ALLuNGAMENTO

QuALITÀ CLASSE DI RESISTENzA

TIPO DIFILETTATuRA HB HRC HV R

N/mm2 RP0.2 N/mm2 A 2) % STATO DI FORNITuRA

A1 - A2A3 - A4

A5

50 < M39 > 500 > 210 > 0,6 d addolcito

70 < M241) > 700 > 450 > 0,4 d incrudito

80 < M241) > 800 > 600 > 0,3 d fortemente incrudito

c1

50 147-209 155-220 > 500 > 250 > 0,2 d addolcito

70 209-314 20-34 220-330 > 700 > 410 > 0,2 d bonificato

110 3) 36-45 350-440 > 1100 > 820 > 0,2 d bonificato

c3 80 228-323 21-35 240-340 > 800 > 640 > 0,2 d bonificato

c450 147-209 155-220 > 500 > 250 > 0,2 d addolcito

70 209-314 20-34 220-330 > 500 > 410 > 0,2 d bonificato

F1 4)45 128-209 135-220 > 450 > 250 > 0,2 d addolcito

60 171-271 180-285 > 600 > 410 > 0,2 d incrudito

1) per elementi con diametro nominale > 24 mm le caratteristiche meccaniche devono essere concordate2) il valore minimo si ottiene moltiplicando 0,.. per il diametro nominale dei bulloni, viti e perni 3) temprato e disteso ad una temperatura minima di 275 °C 4) diametro nominale massimo 24 mm

ASTM A 193/A 193Mprodotti lavorati a caldo per bulloneria in acciaio legato e inossidabile per impieghi a temperature e pressio-

ni elevate. vale anche per viti e prigionieri.

grADo clASSE B7 … acciaio legato AiSi 4140/4142 bonificato (EN 42crMo4)

B8 1 acciaio inossidabile AiSi 304 solubilizzato (EN 1.4301)

B8M 1 acciaio inossidabile AiSi 316 solubilizzato (EN 1.4401)

B8 2 acciaio inossidabile AiSi 304 solubilizzato e incrudito a freddo (EN 1.4301)

B8M 2 acciaio inossidabile AiSi 316 solubilizzato e incrudito a freddo (EN 1.4401)

ROTTuRA SNERVAMENTO ALLuNGAMENTO CONTRAzIONE DuREzzAGRADO SEzIONE MIN MIN MIN MIN MAX

R N/mm2 RP0.2 N/mm2 A% C% HB

B7

< M64 860 720 16 50 321

> M64 < M100 795 655 16 50 321

> M100 < M180 690 515 18 50 321

B8 cl. 1 tutte 515 205 30 50 223

B8M cl. 1 tutte 515 205 30 50 223

B8 cl. 2

< M20 860 690 12 35 321

> M20 < M24 795 550 15 35 321

> M24 < M30 725 450 20 35 321

> M30 < M36 690 345 28 45 321

B8M cl. 2

< M20 760 655 15 45 321

> M20 < M24 690 550 20 45 321

> M24 < M30 655 450 25 45 321

> M30 < M36 620 345 30 45 321

NoteSe richiesti, i valori di resilienza Kv devono essere concordati in fase d’ordine

64

NorME DI rIFErIMENto

tolleranze uNi 6388/68 - iSo 286

Dimensioni e tolleranze per vergella destinata alla trafilatura e/o alla laminazione a freddo

uNi EN 10017:2005

Dimensioni e tolleranze laminati a caldo uNi EN 10059/10058

Dimensioni e tolleranze per tondi laminati a caldo uNi EN 10060:2004

Dimensioni e tolleranze per esagoni laminati a caldo uNi EN 10061:2004

Dimensioni e tolleranze per prodotti di acciaio finiti a freddo EN 10278

classi superficiali EN 10088-3

65

Marzo 2011

lucefin S.p.A.

i-25040 Esine (Brescia) italy

www.lucefin.com

progetto grafico: parlatotriplo - gianico (BS)

Stampa: la cittadina - gianico (BS)

Lucefin S.p.A. I-25040 Esine (Brescia) Italy

www.lucefin.com