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AREA TECNICA

Le famiglie di acciai inossidabili

Possiamo distinguere essenzialmente tre famiglie di acciai inossidabili:

a. Martensitici, induribili con un trattamento termico

b. Ferritici, a struttura stabile indipendente dalla temperatura

c. Austenitici, a struttura stabile indipendente dalla temperatura

In questi ultimi anni si sono affiancate due nuove famiglie, il cui utilizzo nel campo della bulloneria è per il momento trascurabile:

d. Acciai inossidabili duplex

e. Acciai inossidabili superaustenitici



a. Acciai inossidabili martensitici

Caratteristiche

Sono leghe in cui il tenore di cromo è generalmente compreso tra il 12% e il 17% ed è bilanciato con il tenore di carbonio in modo da ottenere dopo il trattamento termico di tempra una struttura completamente martensitica.

Nelle tabelle seguenti sono riportate le caratteristiche chimiche e meccaniche dei principali acciai inossidabili martensitici.

Peculiarità

La loro caratteristica fondamentale è quella di “prendere tempra”, assumendo caratteristiche meccaniche elevate. Sono acciai magnetici ed hanno una discreta deformabilità a freddo.

Resistenza alla corrosione

La resistenza alla corrosione è la minore tra le famiglie di acciai inossidabili ed è massima allo stato bonificato.

Importante eccezione è rappresentata dall’AISI 630 (17-4-PH), acciaio inossidabile martensitico, indurente per precipitazione, che accompagna elevate caratteristiche meccaniche ad eccellente resistenza a corrosione (vedi paragrafo successivo)

Saldabilità

La saldatura di questi materiali è da effettuarsi con una certa cura.

Utilizzi

Gli acciai martensitici sono particolarmente indicati per applicazioni che richiedono elevata resistenza meccanica e all’usura, insieme ad una moderata resistenza alla corrosione.



a.1 Acciai inossidabili indurenti per precipitazione

Sono una versione particolare di acciai inossidabili, inseriti spesso nella sezione dei martensitici in quanto incrementano le proprie caratteristiche meccaniche a seguito di trattamento termico di tempra e successivo invecchiamento.

Rappresentano molto spesso il compromesso tra le proprietà degli acciai martensitici (elevata resistenza meccanica) e degli austenitici (elevata resistenza a corrosione), arrivando ad avere resistenza a corrosione confrontabile con un aisi 316 e resistenza meccanica confrontabile con un aisi 410.

Questa tipologia di materiale è disponibile dallo stock solo in barre laminate.



b. Acciai inossidabili ferritici

Caratteristiche

Sono leghe in cui il tenore di cromo è generalmente compreso tra il 12% e il 28%, mentre il tenore di carbonio è di solito inferiore allo 0.12%.

Il rapporto Cromo/Carbonio è studiato in modo che questi acciai non presentino un punto di trasformazione, in modo che non siano induribili con il trattamento termico, ma solo per incrudimento.

Nelle tabelle seguenti sono riportate le caratteristiche chimiche e meccaniche dei principali acciai inossidabili ferritici.

Peculiarità

La loro caratteristica fondamentale è quella di accompagnare una buona resistenza a corrosione ad una buona resistenza meccanica a freddo.

Sono acciai magnetici ed hanno una discreta deformabilità e truciolabilità.

Resistenza alla corrosione

La resistenza alla corrosione è intermedia tra le famiglie di acciai inossidabili.

Saldabilità

La saldatura di questi materiali è da effettuarsi con una certa cura, in quanto temperature elevate causano l’ingrossamento dei grani con conseguente infragilimento della struttura.

Utilizzi

Gli acciai ferritici sono particolarmente indicati per applicazioni che richiedono contemporaneamente impieghi ad alte temperature, buona resistenza alla corrosione e moderata resistenza meccanica.

Presentando una discreta duttilità sono utilizzati in lavorazioni di formatura a freddo.



c. Acciai inossidabili austenitici

Caratteristiche

Sono leghe in cui il tenore di cromo è generalmente superiore al 16% e in cui è presente come secondo elemento di lega il Nichel con tenori generalmente superiori al 6%.

Questi acciai non presentano un punto di trasformazione e quindi non possono essere induriti mediante trattamento termico, ma solo per incrudimento a freddo.

Nelle tabelle seguenti sono riportate le caratteristiche chimiche e meccaniche dei principali acciai inossidabili austenitici.

Peculiarità

La loro caratteristica fondamentale è quella di accompagnare una elevata resistenza a corrosione ad una elevata duttilità, che li rende particolarmente adatti allo stampaggio e alla formatura a freddo.

Inoltre mantengono una elevata tenacità anche alle bassissime temperature. Sono acciai amagnetici ed hanno una discreta deformabilità e truciolabilità. In seguito a elevata deformazione a freddo, possono presentare fenomeni di magnetizzazione.

Resistenza alla corrosione

La resistenza alla corrosione è la massima tra le tre famiglie di acciai inossidabili analizzate.

In particolare la resistenza alla corrosione è massima per le leghe che includono anche il Molibdeno (AISI 316).

Saldabilità

Questa famiglia presenta le migliori caratteristiche di saldabilità delle tre analizzate, con l’unica avvertenza di prevedere successivamente un trattamento di solubilizzazione.

Infatti la permanenza a temperature elevate (450: 850°C) causa la precipitazione di carburi di cromo al contorno del grano, con conseguente accentuata riduzione della resistenza a corrosione. Il trattamento di solubilizzazione elimina l’inconveniente.

Utilizzi

Gli acciai austenitici sono particolarmente indicati per applicazioni che richiedono contemporaneamente elevata resistenza alla corrosione e buona resistenza meccanica. Presentando una elevata duttilità sono utilizzati in lavorazioni di stampaggio e di formatura a freddo. Alle alte temperature offrono buona resistenza alla corrosione e soddisfacente resistenza meccanica.



Parametri di scelta e confronto

Il confronto tra caratteristiche meccaniche, di resistenza alla corrosione, di lavorabilità e deformazione nonché la disponibilità commerciale, tutti elementi utili alla scelta della tipologia di acciaio inox da utilizzare, sono analizzate nella sezione INDICAZIONI DI SCELTA DEGLI ACCIAI INOX.