Acciaio inossidabile: differenza di 4 tipi che dovresti conoscere

Cos'è l'acciaio inossidabile?

Il cosiddetto acciaio inossidabile è un acciaio altolegato fuso con ferro come materiale di base e aggiunta di elementi leganti.

Le materie prime dell'acciaio inossidabile

La sua composizione chimica è principalmente ferro, carbonio e cromo , oltre ad altri elementi leganti, come nichel, molibdeno, rame, titanio, niobio , ecc. Il cromo è il primo importante elemento legante e il contenuto di cromo deve essere almeno dell'11,5% peso per essere chiamato acciaio inossidabile, mentre il nichel è il secondo principale elemento di lega. Il motivo per cui la superficie dell'acciaio è facile da arrugginire è che il ferro viene ossidato dall'ossigeno presente nell'aria per formare uno strato poroso di ruggine di ossido di ferro.

A causa dell'aria e dell'umidità atmosferica, lo strato di ruggine può ancora penetrare all'interno attraverso i pori. Far sì che il fenomeno della corrosione continui a verificarsi. Tuttavia, l'acciaio inossidabile contiene cromo. Poiché il cromo è più attivo del ferro, sulla sua superficie si formerà uno strato di pellicola di ossido di cromo con buona adesione, denso e ermetico. Questo film può impedire la penetrazione di gas o liquidi corrosivi all'interno, quindi non continuerà a verificarsi corrosione e ruggine, da cui il nome. In particolare, anche se questa pellicola protettiva è danneggiata da ammaccature, graffi o abrasioni, può riformarsi finché è presente aria (ossigeno), quindi non è facile da corrodere e arrugginire .

4 principali tipi di acciaio inossidabile

Classificazione dell'acciaio inossidabile: esistono molti tipi di acciaio inossidabile. In generale si possono dividere in quattro categorie in base alla loro struttura metallografica:

• Acciaio inossidabile ferritico
• Acciaio inossidabile martensitico
• Acciaio inossidabile austenitico
• Acciaio inossidabile resistente alle precipitazioni

Prendiamo come esempio le specifiche dell'American Iron and Steel Institute (AISI) e dell'American Society for Testing and Materials (ASTM), che classificano gli acciai inossidabili lavorati con " tre cifre ". Caratteri per indicare vari gradi standard di serie di acciaio inossidabile. Ogni serie ha struttura metallografica, proprietà magnetiche e usi diversi. Essi vengono brevemente descritti come segue:

1. Acciai inossidabili ferritici

Questa è la serie cromata dell'acciaio inossidabile serie AISI numero 400 , come 405, 430, 446 , ecc. Questa serie ha un alto contenuto di cromo (circa 11,5-27% di cromo), senza nichel e un basso contenuto di carbonio (≤0,2 % carbonio). Il tipo base comunemente usato è 430 (16-18% cromo, ≤0,12% carbonio). Poiché viene mantenuto come struttura di granuli di grasso a varie temperature, non può essere indurito mediante trattamento termico.

In generale, la lavorazione a freddo può essere utilizzata solo per aumentare la durezza. In termini di proprietà fisiche, come il ferro (Fe, struttura cubica a corpo centrato), ha un forte paramagnetismo ; i suoi usi principali includono l'edilizia e le decorazioni automobilistiche.

2. Acciai inossidabili martensitici

Il codice AISI degli acciai inossidabili martensitici è anche la serie 400 di acciai inossidabili al cromo, come 403, 410, 420 , ecc. Il contenuto di cromo di questa serie è inferiore a quello dell'acciaio inossidabile a grano fertilizzante (circa 11,5-15% di cromo) e ha un contenuto di carbonio più elevato (0,08-1,2% di carbonio). Il tipo base è 410 (11,5-13,5% cromo, 0,15% carbonio). Al variare della temperatura, si verificherà la trasformazione della fase sfusa di Matian, quindi la durezza e la resistenza possono essere aumentate mediante trattamento termico.

La struttura del corpo sciolto di Matian è cubica a corpo centrato o cristallo quadrato a corpo centrato, quindi è anche magnetica in termini di proprietà fisiche; gli usi principali sono coltelli, apparecchi chirurgici e componenti tecnici resistenti alle alte temperature e alla pressione. Inoltre, sebbene la serie 500 appartenga anche all'acciaio inossidabile sfuso Matian, il suo contenuto di cromo è solo del 4-6%, quindi è classificata come una serie secondaria con un contenuto di cromo estremamente basso. A causa della sua scarsa resistenza alla corrosione, viene generalmente utilizzato solo come acciaio legato resistente al calore.

3. Acciai inossidabili austenitici

Ha due acciai inossidabili delle serie 300 e 200 in numero AISI. La serie 300 è acciaio inossidabile al cromo-nichel, come 302, 304, 316 , ecc. Il tipo comunemente usato è 304. La sua composizione chimica standard contiene il 18% di cromo e l'8% di nichel, che è generalmente chiamato acciaio inossidabile 18-8 . Poiché viene mantenuto come tessuto austenitico a varie temperature, non può essere indurito mediante trattamento termico e generalmente è possibile utilizzare solo la lavorazione a freddo per indurire il materiale.

Questa serie di acciaio inossidabile ha la migliore resistenza alla corrosione, di cui 304 è la più versatile, come stoviglie, contenitori per il pranzo, apparecchi medici e sanitari, attrezzature per la lavorazione degli alimenti, costruzioni e decorazioni . Poiché la struttura del corpo austenitico è un cristallo cubico a facce centrate, non è magnetico; tuttavia, se sottoposto a lavorazione a freddo (come laminazione, allungamento, lucidatura, ecc.), la superficie può essere influenzata da stress e indurre una piccola deformazione del corpo libero epatico. Rendilo debolmente magnetico.

Inoltre, anche le proprietà magnetiche degli acciai inossidabili fusi e degli acciai inossidabili forgiati sono diverse. Ad esempio, l'acciaio inossidabile forgiato AISI 304 corrisponde all'acciaio inossidabile fuso ACI (Alloy Casting Institute) il cui codice è CF-8. Per la fluidità è necessario aggiungere una grande quantità di silicio (2%). Tuttavia, il silicio è un elemento stabilizzante dei granuli di grasso, che favorirà la formazione di una piccola quantità di granuli di grasso a forma di isola nella base austenitica, quindi ha anche deboli proprietà magnetiche.

Considerando quanto sopra, se l'acciaio inossidabile 304 viene giudicato solo in base alla sua presenza o meno magnetismo, potrebbero sorgere dei dubbi. La serie 200 è un ramo della serie 300, come 201 e 202. La sua composizione chimica è quella di sostituire parte del nichel con il manganese più economico per diventare acciaio inossidabile al cromo-nichel-manganese. Questo perché il manganese e il nichel sono entrambi austenitici. L'elemento stabilizzante, solitamente nichel (Mn/Ni≅2) che sostituisce il manganese in una quantità circa doppia, è un acciaio inossidabile austenitico relativamente economico, uguale alla serie 300 ed anch'esso non magnetico. Viene generalmente utilizzato nei copricerchi delle automobili e nelle attrezzature da cucina .

4.Acciai inossidabili indurenti per precipitazione

Acciai Inossidabili Indurenti per Precipitazione Acciai inossidabili AISI serie 600 numerati . Questo tipo di acciaio inossidabile è stato sviluppato in risposta alle esigenze dell'industria aeronautica durante la Seconda Guerra Mondiale. È composto principalmente da diversi cromo e nichel. Il contenuto principale è ferrolega e vengono aggiunti elementi leganti come rame e alluminio.

Questa serie di acciai inossidabili può essere divisa in tre tipologie a seconda delle loro diverse strutture metallografiche:

(a) Acciaio inossidabile Mattian indurente per precipitazione, che è magnetico, come 630 (marchio 17-4 PH)
(b) acciaio inossidabile semi-austitico indurente per precipitazione, magnetico, come 631 (marchio 17-7 PH)
(c) Acciaio inossidabile austenitico indurente per precipitazione, non magnetico, come 660 (nome commerciale A286)

questo tipo di acciaio inossidabile, sebbene la durezza e la resistenza siano elevate, è generalmente utilizzato nell'industria aeronautica e missilistica , ma sembra che non sia molto utilizzato nel campo dell'ingegneria. È consuetudine utilizzare nomi di marchi.

Riferimenti 1. JG Parr A. Hanson (1993). Parco Acciaio Inossidabile, ASM, Metalli.
2. Smith, W.F. (1993). Struttura e proprietà delle leghe ingegneristiche. McGraw-Hill Inc.
3. D. Peckner, IM Bernstein(1977). Manuale dell'acciaio inossidabile. McGraw-Hill Inc.