Appunti di Tecnologia Meccanica 2 (parte 1) [TM2]

Tecnologia meccanica II: acciai inossidabili

Sono delle leghe a base di ferro resistenti ad un gran numero di ambienti corrosivi, in un campo esteso di temperatura.

Rappresentano circa il 2% della produzione complessiva degli acciai.

L'elemento indispensabile perché un acciaio sia inossidabile è il Cr, che deve essere presente almeno con un tenore minimo del 12%.

Produzione degli acciai inossidabili

Effetto degli elementi alfageni e gammageni sul diagramma Fe-Fe₃C

Alfageni (come il Cr).

Gammageni (come il Ni).

Tecnologia meccanica II: acciai inossidabili

Sono delle leghe a base di ferro resistenti ad un gran numero di ambienti corrosivi, in un campo esteso di temperatura.

Rappresentano circa il 2% della produzione complessiva degli acciai.

L'elemento indispensabile perché un acciaio sia inossidabile è il Cr, che deve essere presente almeno con un tenore minimo del 12%.

Produzione degli acciai inossidabili

• Ferritico - α: Fe-Cr (Major Alloy Additions), AISI 4xx.
• Martensitic: Fe-Cr-C, AISI 4xx.
• Austenitic - γ: Fe-Ni-Cr, AISI 3xx.
• Duplex (α+γ): Fe-Cr-Ni.
• Precipitation hardened: Fe-Cr-Ni.
• Super ferrites & austenitics: Higher alloy versions of 1 & 3.

1-2-6-8/03/2017 Tecnologia Meccanica II Prof. Luigi Tricarico.

Effetto degli elementi alfageni e gammageni sul diagramma Fe-Fe₃C

Alfageni (come il Cr).

Gammageni (come il Ni).

1-2-6-8/03/2017 Tecnologia Meccanica II Prof. Luigi Tricarico.

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Effetto della composizione

Acciai caratterizzati dalla presenza di Cr.

Acciai resistenti alla corrosione per Cr ≥ 12% (acciaio inossidabile).

Cr ≥12% passiva la superficie dell’acciaio con strato di ossido (1-10nm).

Strato di ossido → necessita che l’acciaio sia in contatto con mezzi ossidanti (aria).

Il contatto con mezzi riducenti, distrugge lo strato di ossido e rende simile Cr.

Aggiunta di Ni

Migliora la resistenza alla corrosione in ambiente neutro o leggermente ossidante (aumenta il costo dell’acciaio).

In opportune concentrazioni:

• Aumenta la duttilità e la formabilità.
• Struttura austenitica a temperatura ambiente.

Aggiunta di Mo

Migliora la resistenza a corrosione da cloruri.

Aggiunta di Al

Migliora la resistenza alla scagliatura ad alta temperatura.

Elementi di lega utilizzati e loro scopo

Il fenomeno della corrosione si riferisce al deterioramento (o anche consumo), mentre per le plastiche si parla di degrado) di metalli immersi in particolari ambienti e sottoposti ad agenti chimici. La resistenza della corrosione dipende infatti dagli agenti esterni e dalla composizione chimica del materiale.

Tipi di corrosione negli acciai inox

Tipi di corrosione negli acciai inox (richiami elettrochimica).

• Corrosione uniforme.
• Corrosione galvanica.
• Corrosione per vaiolatura (pitting corrosion).
• Corrosione interstiziale (crevice corrosion).
• Corrosione intergranulare o intercristallina (Intergranular corrosion) denominata anche decadimento da saldatura (weld decay).
• Corrosione sotto tensione (Stress corrosion cracking):

Note

Gli acciai inox non sono sempre la scelta migliore rispetto all’acciaio al carbonio.