Acciaio inox può essere diviso in diversi tipi in base alla sua microstruttura e composizione, e ogni tipo di acciaio inossidabile ha prestazioni e applicazioni diverse. Questo articolo si concentrerà su cinque tipi comuni di Acciaio inossidabile: acciaio inossidabile austenitico, acciaio inossidabile ferritico, acciaio inossidabile martensitico, acciaio inossidabile duplex e acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione.
1. Acciaio Inossidabile Austenitico
L'acciaio inossidabile austenitico è un tipo di acciaio inossidabile caratterizzato da una struttura cristallina austenitica. Gli elementi principali di lega dell'acciaio inossidabile austenitico sono cromo (Cr) e nichel (Ni), di cui il cromo è generalmente superiore al 18% e il nichel è solitamente superiore al 8%. A causa del suo alto contenuto di nichel, l'acciaio inossidabile austenitico ha normalmente buona resistenza alla corrosione, duttilità e tenacia a basse temperature.
La struttura cristallina dell'acciaio inossidabile austenitico è cubica centrata sulla faccia (FCC), il che gli conferisce alta plasticità e duttilità, consentendogli di mantenere buone proprietà meccaniche in condizioni estreme.
Classificazione dell'acciaio inossidabile austenitico:
L'acciaio inossidabile austenitico può essere suddiviso nei seguenti tipi in base alla sua composizione chimica e alle caratteristiche di prestazione:
acciaio inossidabile 304 (1.4301): un'allacciatura con il 18% di cromo e il 8% di nichel, con buone prestazioni complessive, adatta a vari ambienti leggermente corrosivi.
Acciaio inossidabile 316 (1.4401): viene aggiunto dal 2% al 3% di molibdeno all'304, il che migliora notevolmente la capacità di resistere alla corrosione da cloro ed è adatto a luoghi più corrosivi come ambienti marini e impianti chimici.
Acciaio inossidabile 321 (1.4541): viene aggiunto titanio, che offre una maggiore resistenza alla corrosione intergranulare ed è spesso utilizzato in attrezzature ad alte temperature.
Acciaio inossidabile 904L (1.4539): contiene elementi leganti superiori come il rame, fornendo una maggiore resistenza alla corrosione ed è spesso utilizzato in sistemi di raffreddamento con acqua di mare, trattamento di gas acidi e altri ambienti.
Caratteristiche degli acciai inossidabili austenitici:
- Resistenza alla corrosione elevata: l'acciaio inossidabile austenitico ha una buona resistenza alla corrosione in gran parte degli ambienti acidi e alcalini, soprattutto una forte resistenza alla corrosione da cloruri.
- Buona lavorabilità: a causa della alta duttilità della struttura austenitica, l'acciaio inossidabile austenitico è molto adatto ai processi di lavorazione come stampe, trazione e saldatura.
- Buona tenuta al freddo: l'acciaio inossidabile austenitico può mantenere una buona tenuta anche in ambienti a bassa temperatura ed è adatto per l'uso in attrezzature a freddo.
- Alta difficoltà di trattamento termico: sebbene l'acciaio inossidabile austenitico abbia prestazioni eccellenti in condizioni normali, è difficile da trattare termicamente, specialmente a temperature elevate, dove è soggetto a corrosione intergranulare.
Campi di applicazione dell'acciaio inossidabile austenitico:
- Industrie alimentari e farmaceutiche: gli acciai inossidabili 304 e 316 sono ampiamente utilizzati in attrezzature per la lavorazione dei cibi, attrezzature farmaceutiche e impianti di trattamento dell'acqua potabile.
- Industrie chimiche e petrochimiche: La resistenza alla corrosione lo rende adatto per contenitori chimici, reattori, tubazioni ed altro equipaggiamento.
- Decorazione edilizia e industria elettrodomestica: L'acciaio inossidabile austenitico ha un aspetto bello e una resistenza alla corrosione, ed è spesso utilizzato nelle facciate degli edifici, nei ponti e in vari componenti di elettrodomestici.
- Dispositivi medici: A causa della sua eccellente biocompatibilità, l'acciaio inossidabile austenitico viene ampiamente utilizzato in strumenti chirurgici, articolazioni artificiali, ecc.
2.Acciaio inossidabile ferritico
L'acciaio inossidabile ferritico è un tipo di acciaio inossidabile con una struttura cristallina ferritica. Il suo principale elemento legante è il cromo (Cr), il cui contenuto di cromo è generalmente compreso tra il 10,5% e il 30%, mentre il contenuto di nichel è basso (di solito inferiore al 1%). L'acciaio inossidabile ferritico ha un prezzo più basso e una migliore resistenza all'ossidazione, ed è particolarmente adatto per ambienti ad alta temperatura e con requisiti di bassa resistenza alla corrosione.
Classificazione dell'acciaio inossidabile ferritico:
Acciaio inossidabile 430 (1.4016): Il contenuto di cromo è circa il 17%, con buona resistenza alla corrosione e all'ossidazione, e viene ampiamente utilizzato in attrezzature da cucina, sistemi di scarico automobilistici, ecc.
Acciaio inossidabile 446 (1.4762): Ha un contenuto di cromo più elevato (circa il 24% al 27%), quindi offre una migliore resistenza alle alte temperature ed è spesso utilizzato in caldaie, fornelli, motori a razzo, ecc.
Acciaio inossidabile 439 (1.4510): Contiene dal 16% al 18% di cromo, viene principalmente utilizzato in automobili, caldaie e scambiatori di calore, con buona resistenza alla corrosione e saldabilità.
Caratteristiche dell'acciaio inossidabile ferritico
- Elevata resistenza alle alte temperature: L'acciaio inossidabile ferritico ha una forte resistenza all'ossidazione in ambienti ad alta temperatura, ed è particolarmente adatto per ambienti di lavoro ad alte temperature.
- Buona resistenza alla corrosione: L'acciaio inossidabile ferritico ha una buona resistenza alla corrosione nei confronti degli acidi, basi e sostanze ossidanti comuni, specialmente a temperature elevate.
- Scarsa saldabilità: l'acciaio inossidabile ferritico è soggetto a crepe durante la saldatura, pertanto richiede elevate competenze tecniche per la saldatura.
- Scarsa duttilità: rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, l'acciaio inossidabile ferritico ha una scarsa duttilità e non è adatto ai processi di stampaggio e allungamento complessi.
Aree di applicazione dell'acciaio inossidabile ferritico
- Industria automobilistica: utilizzato ampiamente in tubi di scarico per automobili, componenti automobilistici, ecc.
- Attrezzature da cucina: come lavandini, fornelli, stoviglie, ecc.
- Caldaie e scambiatori di calore: adatto per ambienti ad alta temperatura, come rivestimenti di caldaie, scambiatori di calore, ecc.
- Decorazione architettonica: utilizzato per applicazioni decorative resistenti alle alte temperature, come tetti, pareti esterne, ecc.
3.Acciaio inossidabile martensitico
L'acciaio inossidabile martensitico è un tipo di acciaio inossidabile con una struttura cristallina martensitica come microstruttura principale. La sua composizione alle leghe contiene normalmente tra il 12% e il 18% di cromo e una quantità inferiore di nichel. A causa della sua alta durezza e resistenza, l'acciaio inossidabile martensitico viene spesso utilizzato in applicazioni ad alta resistenza e antiscarne, ma la sua resistenza alla corrosione è scarsa.
Classificazione dell'acciaio inossidabile martensitico:
Acciaio inossidabile 410 (1.4006): Contiene dal 12% al 14% di cromo e una maggiore contenuto di carbonio, con buona resistenza all'usura e resistenza moderata alla corrosione. Viene comunemente utilizzato nella produzione di coltelli, parti meccaniche, ecc.
Acciaio inossidabile 420 (1.4021): Contiene più carbonio rispetto all'acciaio inossidabile 410, ha una maggiore durezza e resistenza all'usura, ed è adatto per coltelli, strumenti chirurgici, ecc.
Acciaio inossidabile 440C (1.4125): Contiene fino al 1,2% di carbonio, ha una very alta durezza e resistenza all'usura, ed è adatto per la produzione di attrezzi ad alta durezza e rotule.
Caratteristiche dell'acciaio inossidabile martensitico:
- Alta resistenza e durezza: l'acciaio inossidabile martensitico può ottenere una durezza e resistenza estremamente elevate dopo il trattamento termico, il che lo rende adatto per applicazioni con requisiti di resistenza all'usura e alta resistenza.
- Cattiva resistenza alla corrosione: rispetto agli acciai inossidabili austenitici e ferritici, gli acciai inossidabili martensitici hanno una resistenza alla corrosione inferiore, specialmente in ambienti umidi o corrosivi.
- Basse plasticità: a causa della sua alta durezza, gli acciai inossidabili martensitici hanno scarsa plasticità e sono difficili da lavorare a freddo.
Settori di applicazione degli acciai inossidabili martensitici
- Coltelli e utensili da taglio: gli acciai inossidabili martensitici vengono utilizzati ampiamente in coltelli, bisturi, forbici, raschietti e altri utensili che richiedono bordi affilati.
- Roulement e componenti meccanici: gli acciai inossidabili martensitici sono adatti per componenti meccanici come cuscinetti e ingranaggi che richiedono alta resistenza e resistenza all'usura.
- Attrezzature mediche: ad esempio strumenti chirurgici, strumenti dentistici, ecc.
- Corpi di pompa e valvole: Usati nei corpi di pompa, valvole e altre parti che richiedono alta resistenza alla pressione e all'usura in settori come quelli petrolchimico e delle centrali nucleari.
4.Acciaio inox duplex
L'acciaio inox duplex è un tipo di acciaio inossidabile con una doppia struttura cristallina di austenite e ferrite. La sua microstruttura è generalmente composta da una fase di austenite al 50% e una fase di ferrite al 50%. L'acciaio inox duplex combina i vantaggi delle due fasi, mantenendo buona resistenza alla corrosione e alta resistenza alle crepe mentre garantisce elevata resistenza.
Classificazione dell'acciaio inox duplex:
Acciaio inossidabile duplex 2205 (1.4462): Contiene il 22% di cromo e il 5% di nichel, con aggiunta di azoto. Ha un'eccellente resistenza alla corrosione e alla corrosione da sollecitazioni residue. Viene spesso utilizzato in ambito marittimo, petrolifero e chimico.
Acciaio inox duplex 2507 (1.4410): Contiene un contenuto di cromo più elevato (25%) e nichel (7%), e contiene anche una quantità maggiore di molibdeno. Ha una resistenza alla corrosione superiore ed è adatto per ambienti corrosivi estremi, come l'ingegneria marittima, l'industria petrolifera e del gas, ecc.
Caratteristiche dell'acciaio inox duplex:
- Ottima resistenza alla corrosione: La resistenza alla corrosione dell'acciaio inox duplex è superiore a quella dei comuni acciai inox ferritici e simile a quella degli acciai inox austenitici, specialmente in ambienti corrosivi a cloruri e acidi.
- Alta resistenza e resistenza al alta pressione: A causa della sua struttura unica, l'acciaio inox duplex combina i vantaggi dell'austenite e del ferrite, e la sua resistenza è molto superiore a quella degli acciai inox austenitici o ferritici singoli, il che lo rende adatto per l'uso in ambienti ad alta pressione e alta temperatura.
- Buona resistenza alle crepe e alla corrosione da sollecitazione: Rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, l'acciaio inossidabile duplex offre una migliore resistenza alla corrosione da sollecitazione (SCC), quindi è adatto per essere utilizzato in ambienti industriali severi.
- Ottima lavorabilità e saldabilità: La lavorabilità e la saldabilità dell'acciaio inossidabile duplex sono relativamente buone, ma ancora leggermente inferiori rispetto all'acciaio inossidabile austenitico
Aree di Applicazione dell'Acciaio Duplex
- Ingegneria marittima: Utilizzato nelle piattaforme offshore, nei gasdotto sottomarini, nelle strutture navali e in altri campi.
- Petrolio e gas: L'acciaio inossidabile duplex è ampiamente utilizzato in tubazioni resistenti alla corrosione, serbatoi, scambiatori di calore ed altro equipaggiamento.
- Industria elettrica: Specialmente negli impianti nucleari e termici, l'acciaio inossidabile duplex viene spesso utilizzato in tubi a vapore, componenti dei caldaie ed altre parti.
5.Acciaio Inossidabile con Indurimento per Precipitazione
L'acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione è un tipo speciale di acciaio inossidabile che può migliorare significativamente la sua resistenza e durezza attraverso il meccanismo di indurimento per precipitazione durante il trattamento termico. Questo tipo di acciaio contiene solitamente elementi come cromo, nichel, rame e alluminio. Controllando temperatura e tempo del trattamento termico, si fanno precipitare le particelle della seconda fase dissolte nella matrice dell'allegato, migliorando così notevolmente le proprietà meccaniche del materiale. L'acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione non solo ha alta resistenza e durezza, ma mantiene anche una buona resistenza alla corrosione.
Classificazione degli acciai inossidabili con indurimento per precipitazione
17-4 PH (acciaio 630): Contiene elementi come cromo, nichel e rame, ha alta resistenza e buona resistenza alla corrosione ed è utilizzato principalmente nei settori aerospaziali, nucleare e chimico.
15-5 PH: Contiene una piccola quantità di niobio e molibdeno, ha buona resistenza e resistenza alla corrosione, ed è principalmente utilizzato in attrezzature chimiche, aerospaziali, ecc.
13-8 Mo: Aggiunge molibdeno e una certa quantità di niobio, ha alta resistenza e resistenza alla fatica, ed è spesso utilizzato in recipienti ad alta pressione, attrezzature pneumatiche e altri campi.
PH 800: Con alta resistenza e tenacità, viene ampiamente utilizzato nella produzione di attrezzature ad alte temperature e alta pressione.
Caratteristiche dell'acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione:
- Estremamente alta resistenza e durezza: Attraverso il processo di indurimento per precipitazione, l'acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione può migliorare significativamente la resistenza e la durezza del materiale senza sacrificare la resistenza alla corrosione.
- Buona resistenza alla corrosione: L'acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione ha una buona resistenza alla corrosione, specialmente in ambienti neutri, debolmente acidi e debolmente alcalini.
- Buona resistenza alla fatica e all'usura: A causa della sua eccellente durezza e resistenza, l'acciaio inox con indurimento per precipitazione ha una buona resistenza alla fatica e all'usura.
- Alta regolabilità: Attraverso diversi processi di trattamento termico, le proprietà meccaniche dell'acciaio inox con indurimento per precipitazione possono essere regolate secondo necessità per soddisfare i requisiti di diverse applicazioni.
Campi di Applicazione dell'Acciaio Inox con Indurimento per Precipitazione
- Aerospaziale: L'acciaio inox con indurimento per precipitazione viene utilizzato per produrre parti ad alta resistenza e ad alta resistenza alla corrosione come componenti del motore aereonautico, pale dei turbine, ugelle e fusoli.
- Industria nucleare: In ambienti ad alta temperatura e alta radiazione come reattori nucleari e centrali nucleari, l'acciaio inox con indurimento per precipitazione può fornire una maggiore resistenza e resistenza alla corrosione.
- Petrolio e gas: Adatto per la produzione di attrezzature ad alta pressione e alta resistenza, come piattaforme di trivellazione petrolifera, pipeline ad alta pressione per petrolio e gas e corpi di pompe.
- Vasche ad alta pressione ed equipaggiamento chimico: L'acciaio inossidabile con indurimento per precipitazione è utilizzato principalmente in reattori chimici, serbatoi di stoccaggio, reattori ed altro equipaggiamento.
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