Trattamento termico Acciai Inox (Teoria Generale)

[Aldebaran]

ACCIAI INOSSIDABILI

Per acciai inossidabili (inox) si intendono quelle leghe a base di ferro, cromo e carbonio, eventualmente contenenti altri elementi

come Ni, Mo, Si ecc. la cui caratteristica principale è la resistenza alla corrosione. Tale caratteristica è dovuta alla loro proprietà di passivarsi in presenza di un ambiente ossidante (quindi anche all'aria). La passivazione consiste nella formazione di uno stato invisibile di ossido (variabile in funzione della composizione chimica dell'acciaio, del trattamento termico e del tipo di ambiente ossidante) che costituisce una barriera al proseguimento dell'ossidazione e quindi della corrosione e che, in caso di asportazione, si riforma spontaneamente. Condizione indispensabile perchè lo strato protettivo si formi è la presenza di una quantità di cromo pari almeno all' 11%. Gli acciai inossidabili si dividono in diverse classi in funzione della composizione chimica e quindi della possibilità, o meno, di modificare la loro struttura mediante trattamenti termici.

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sono essenzialmente acciai al solo cromo (11 % - 18 %) contenenti eventualmente piccole quantità di altri elementi. Caratteristica fondamentale di questi acciai è l'attitudine a migliorare le loro proprietà meccaniche mediante un trattamento termico di tempra e di rinvenimento; variando le temperature si possono conciliare buone caratteristiche meccaniche con una buona resistenza alla corrosione. Alcuni acciai inossidabili martensitici presentano buone caratteristiche di resistenza allo scorrimento a caldo fino a temperature di 650° C, con buona resistenza allo scagliamento in ambiente ossidante fino a 700° C. La saldatura di questi acciai avviene con qualche difficoltà quando il tenore di carbonio è superiore allo 0,15 % - 0,20 %. In tutti i casi si ottengono buone saldature con opportuni trattamenti termici di preriscaldo e ricottura. E' consigliabile, nella saldatura con elettrodi, utilizzare quelli di acciaio inox martensitico. Gli acciai inossidabili martensitici sono particolarmente indicati per applicazioni che richiedono elevata resistenza meccanica, durezza, resistenza all'abrasione insieme ad una sufficiente resistenza alla corrosione.
1.4006 - 1.4021 - 1.4028 - 1.4034 - 1.4057 - 1.4104 - 1.4112 - 1.4122 - 1.4313 - 1.4418 - 1.4542


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Sono acciai contenenti cromo (12 ÷ 27%) e carbonio generalmente ≤ 0,20% con eventuali piccole aggiunte di altri elementi. La loro caratteristica principale è di avere una struttura ferritica a qualsiasi temperatura e quindi di non essere suscettibili di aumento delle caratteristiche meccaniche mediante trattamenti termici. Si può tuttavia ottenere un innalzamento del carico di rottura e della durezza mediante opportune lavorazioni a freddo, che determinano un "incrudimento" del materiale. Questi acciai possono essere saldati con tutti i metodi per fusione o a resistenza. Le strutture cristalline grossolane che si formano alla temperatura di saldatura tendono a rendere fragili sia il metallo d'apporto, sia le zone di metallo base influenzate dal riscaldo. Il trattamento di ricristallizzazione dopo saldatura è indispensabile, anche se non riesce ad eliminare completamente l'inconveniente. Gli acciai inossidabili ferritici presentano buona resistenza allo scagliamento fino a temperature di 750 ÷ 800 °C. È però necessario considerare che presentano un fenomeno di infragilimento se riscaldati anche per brevi permanenze nell'intervallo 400 ÷ 600 °C, oppure per lunghissime permanenze nell'intervallo 600 ÷ 800 °C. Tale fenomeno si manifesta solo quando il materiale è rattreddato a temperatura ambiente ed è del tutto inesistente alle alte temperature.
Questi acciai presentano un brusco abbassamento dei valori di tenacità alle basse temperature; non sono quindi adatti per impieghi a temperature inferiori a quella ambiente.

Resistenti al calore : 1.4713 - 1.4742 - 1.4762 - 1.4828 - 1.4841 - 1.4845 - 1.4923


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Contengono Cr (16 - 20%), Ni (7 - 18%) ed in alcuni tipi Mo (2 - 6%) con un tenore di carbonio di solito inferiore a 0,08%; la presenza di elementi stabilizzanti, Ti per esempio, migliora ulteriormente la resistenza alla corrosione, in par ticolare quella intergranulare, e contemporaneamente dà una maggior resistenza ad alta temperatura. Questi acciai sono caratterizzati da una struttura austenitica stabile a qualsiasi temperatura; non presentano pertanto alcun aumento di resistenza meccanica dopo trattamento termico. La loro resistenza meccanica può essere aumentata con aggiunte di azoto o mediante lavorazioni di deformazione a freddo (laminazione, trafilatura, stampaggio, estrusione etc.) che "incrudiscono" il materiale facendone aumentare la durezza, inducendo anche un più o meno accentuato magnetismo. Gli acciai inossidabili austenitici hanno una buona saldabilità, occorre tuttavia ricordare che un raffreddamento lento, nell'intorno di 600 ÷ 800 °C, provoca la precipitazione dei carburi a contorno grano facilitando così fenomeni di corrosione intergranulare. Questi acciai presentano caratteristiche meccaniche non particolarmente elevate a temperatura ambiente, tuttavia tali caratteristiche risultano notevoli anche alle basse temperature, in particolare la resilienza. La resistenza alla corrosione è senz'altro buona per tutti e diventa notevole per i tipi a basso carbonio, con elementi stabilizzanti, con molibdeno,che resistono in ambienti a forte aggressività ed in presenza di soluzioni sviluppanti ioni di cloro. Tra gli acciai austenitici sono da segnalare quelli definiti "refrattari", talvolta considerati una classe a parte, caratterizzati da buona resistenza meccanica e buona resistenza alla corrosione fino a temperature di 1.000 ÷ 1.100 °C. La loro composizione chimica presenta Cr spesso oltre 20%, Ni intorno a 20 e più %, Si circa 1% con tenori di C mediamente più alti rispetto ai tradizionali inox.
1.4301 (AISI 304) - 1.4307 - 1.4305 (AISI 303) - 1.4306 (AISI 304L) - 1.4401 (AISI 316) - 1.4404 (AISI 316L) - 1.4435 - 1.4439 - 1.4571 (AISI 316Ti) - 1.4539 (AISI 904L) - 1.4541 (AISI 321) - 1.4462

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questi acciai inossidabili presentano di norma un Cr elevato, sempre superiore al 16 %, Ni tendenzialmente basso (5 % - 6 %) accompagnato da elementi tipo Mo, Si, Mn, Cu il che comporta la caratteristica peculiare di presentare a temperatura ambiente una struttura bifasica costituita da austenite e ferrite. Da qui anche la definizione di "bifasici" o "austenoferritici". Hanno caratteristiche meccaniche a temperatura ambiente più elevate sia degli austenitici che dei ferritici e buona resistenza alla corrosione, migliore dei ferritici e paragonabile, in ambiente acido, a quella degli austenitici; particolarmente significativa la resitenza alla corrosione per vaiolatura ed a quella sotto tensione. La saldabilità è nettamente superiore a quella dei ferritici.

Caratterisitche Tecniche Acciai Martensitici, Ferritici,Austenitici sopra menzionati.

Tabella Acciai Inox