Acciaio inossidabile può essere suddiviso 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 indurente per precipitazione.
L'acciaio inossidabile austenitico è un tipo di acciaio inossidabile caratterizzato da una struttura cristallina austenitica. I principali elementi di lega dell'acciaio inossidabile austenitico sono cromo (Cr) e nichel (Ni), di cui il cromo è solitamente superiore al 18% e il nichel è generalmente superiore all'8%. Grazie al suo elevato contenuto di nichel, l'acciaio inossidabile austenitico ha solitamente una buona resistenza alla corrosione, duttilità e tenacità a bassa temperatura.
La struttura cristallina dell'acciaio inossidabile austenitico è cubica a facce centrate (FCC), il che gli conferisce elevata plasticità e duttilità, consentendogli di mantenere buone proprietà meccaniche in condizioni estreme.
L'acciaio inossidabile austenitico può essere suddiviso nei seguenti tipi in base alla sua composizione chimica e alle caratteristiche prestazionali:
Acciaio inossidabile 304 (1.4301): una lega composta dal 18% di cromo e dall'8% di nichel, con buone prestazioni complessive, adatta a vari ambienti leggermente corrosivi.
Acciaio inossidabile 316 (1.4401): al 2 viene aggiunto il 3%-304% di molibdeno, che migliora significativamente la capacità di resistere alla corrosione da cloruri ed è adatto per ambienti più corrosivi come gli ambienti marini e le apparecchiature chimiche.
Acciaio inossidabile 321 (1.4541): viene aggiunto titanio, che ha una migliore resistenza alla corrosione intergranulare ed è spesso utilizzato in apparecchiature ad alta temperatura.
Acciaio inox 904L (1.4539): contiene elementi di lega più elevati, come il rame, che garantiscono una maggiore resistenza alla corrosione e viene spesso utilizzato nei sistemi di raffreddamento dell'acqua di mare, nel trattamento dei gas acidi e in altri ambienti.
- Elevata resistenza alla corrosione: l'acciaio inossidabile austenitico presenta una buona resistenza alla corrosione nella maggior parte degli ambienti acidi e alcalini, in particolare ai cloruri.
- Buona lavorabilità: grazie all'elevata duttilità della struttura austenitica, l'acciaio inossidabile austenitico è molto adatto a processi di lavorazione quali stampaggio, trafilatura e saldatura.
- Buona tenacità a bassa temperatura: l'acciaio inossidabile austenitico può mantenere una buona tenacità in ambienti a basse temperature ed è adatto all'uso in apparecchiature a bassa temperatura.
- Elevata difficoltà di trattamento termico: sebbene l'acciaio inossidabile austenitico abbia prestazioni eccellenti in condizioni normali, è difficile da trattare termicamente, soprattutto ad alte temperature, ed è soggetto a corrosione intergranulare.
- Industria alimentare e farmaceutica: l'acciaio inossidabile 304 e 316 è ampiamente utilizzato nelle apparecchiature per la lavorazione alimentare, nelle apparecchiature farmaceutiche e negli impianti di trattamento dell'acqua potabile.
- Industria chimica e petrolchimica: la resistenza alla corrosione lo rende adatto per contenitori chimici, reattori, condotte e altre apparecchiature.
- Settore delle decorazioni edili e degli elettrodomestici: l'acciaio inossidabile austenitico ha un bell'aspetto ed è resistente alla corrosione, e viene spesso utilizzato per realizzare pareti esterne, ponti e vari componenti di elettrodomestici.
- Dispositivi medici: Grazie alla sua eccellente biocompatibilità, l'acciaio inossidabile austenitico è ampiamente utilizzato negli strumenti chirurgici, nelle articolazioni artificiali, ecc.
L'acciaio inossidabile ferritico è un tipo di acciaio inossidabile con una struttura cristallina di ferrite. Il suo principale elemento di lega è il cromo (Cr), il contenuto di cromo è solitamente compreso tra il 10.5% e il 30% e il contenuto di nichel è basso (solitamente inferiore all'1%). L'acciaio inossidabile ferritico ha un prezzo inferiore e una migliore resistenza all'ossidazione ed è particolarmente adatto per ambienti con requisiti di alta temperatura e bassa resistenza alla corrosione.
Acciaio inossidabile 430 (1.4016): il contenuto di cromo è di circa il 17%, con buona resistenza alla corrosione e all'ossidazione, ed è ampiamente utilizzato nelle attrezzature da cucina, nei sistemi di scarico delle automobili, ecc.
Acciaio inossidabile 446 (1.4762): ha un contenuto di cromo più elevato (circa il 24% - 27%), quindi ha una migliore resistenza alle alte temperature e viene spesso utilizzato in caldaie, stufe, motori di razzi, ecc.
Acciaio inossidabile 439 (1.4510): contiene il 16%-18% di cromo, utilizzato principalmente in automobili, caldaie e scambiatori di calore, con buona resistenza alla corrosione e saldabilità.
- Elevata resistenza alle alte temperature: l'acciaio inossidabile ferritico presenta un'elevata resistenza all'ossidazione in ambienti ad alte temperature 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 da parte di acidi generici, alcali e sostanze ossidanti, soprattutto ad alte temperature.
- Scarsa saldabilità: l'acciaio inossidabile ferritico è soggetto a crepe durante la saldatura, pertanto sono richiesti requisiti elevati per quanto riguarda la tecnologia di saldatura.
- Scarsa duttilità: rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, l'acciaio inossidabile ferritico ha scarsa duttilità e non è adatto a processi complessi di stampaggio e stiramento.
- Industria automobilistica: ampiamente utilizzato nei tubi di scarico delle automobili, nei componenti di automobili, ecc.
- Attrezzature da cucina: come lavelli, fornelli, stoviglie, ecc.
- Caldaie e scambiatori di calore: adatti per ambienti ad alta temperatura, come rivestimenti di caldaie, scambiatori di calore, ecc.
- Decorazione architettonica: utilizzata per applicazioni decorative resistenti alle alte temperature, come tetti, pareti esterne, ecc.
L'acciaio inossidabile martensitico è un tipo di acciaio inossidabile con struttura cristallina martensitica come microstruttura principale. La sua composizione di lega contiene solitamente dal 12% al 18% di cromo e una quantità inferiore di nichel. Grazie alla sua elevata durezza e resistenza, l'acciaio inossidabile martensitico è spesso utilizzato in applicazioni ad alta resistenza e resistenti all'usura, ma la sua resistenza alla corrosione è scarsa.
Acciaio inossidabile 410 (1.4006): contiene il 12%-14% di cromo e un contenuto di carbonio più elevato, con buona resistenza all'usura e moderata resistenza alla corrosione. Comunemente utilizzato nella fabbricazione di coltelli, parti meccaniche, ecc.
Acciaio inossidabile 420 (1.4021): contiene più carbonio dell'acciaio inossidabile 410, ha maggiore durezza e resistenza all'usura ed è adatto per coltelli, strumenti chirurgici, ecc.
Acciaio inossidabile 440C (1.4125): contiene fino all'1.2% di carbonio, ha un'elevata durezza e resistenza all'usura ed è adatto alla produzione di utensili e cuscinetti ad alta durezza.
- Elevata resistenza e durezza: l'acciaio inossidabile martensitico può raggiungere una durezza e una resistenza estremamente elevate dopo il trattamento termico, il che lo rende adatto per applicazioni che richiedono resistenza all'usura e alta resistenza.
- Scarsa resistenza alla corrosione: rispetto agli acciai inossidabili austenitici e ferritici, gli acciai inossidabili martensitici presentano una scarsa resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti umidi o corrosivi.
- Bassa duttilità: a causa della loro elevata durezza, gli acciai inossidabili martensitici hanno scarsa duttilità e sono difficili da lavorare a freddo.
- Coltelli e utensili da taglio: gli acciai inossidabili martensitici sono ampiamente utilizzati in coltelli, bisturi, forbici, raschietti e altri utensili che richiedono bordi affilati.
- Cuscinetti e parti meccaniche: gli acciai inossidabili martensitici sono adatti per parti meccaniche come cuscinetti e ingranaggi che richiedono elevata resistenza e resistenza all'usura.
- Attrezzature mediche: come strumenti chirurgici, strumenti odontoiatrici, ecc.
- Corpi pompa e valvole: utilizzati in corpi pompa, valvole e altre parti che richiedono elevata resistenza alla pressione e all'usura in settori quali quello petrolchimico e delle centrali nucleari.
L'acciaio inossidabile duplex è un tipo di acciaio inossidabile con una doppia struttura cristallina di austenite e ferrite. La sua microstruttura è solitamente composta dal 50% di fase austenite e dal 50% di fase ferrite. L'acciaio inossidabile duplex combina i vantaggi di due fasi e può mantenere una buona resistenza alla corrosione e un'elevata resistenza alle crepe, garantendo al contempo un'elevata resistenza.
Acciaio inossidabile 2205 duplex (1.4462): contiene il 22% di cromo e il 5% di nichel, e viene aggiunto azoto. Ha un'ottima resistenza alla corrosione e alla criccatura da corrosione sotto sforzo. È spesso utilizzato nell'ingegneria marina, petrolifera e chimica.
Acciaio inossidabile 2507 duplex (1.4410): Contiene più cromo (25%) e nichel (7%), e contiene anche una maggiore quantità di molibdeno. Ha una maggiore resistenza alla corrosione ed è adatto per ambienti estremamente corrosivi, come l'ingegneria navale, l'industria petrolifera e del gas, ecc.
- Eccellente resistenza alla corrosione: la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile duplex è migliore di quella dell'acciaio inossidabile ferritico convenzionale e vicina a quella dell'acciaio inossidabile austenitico, soprattutto in caso di corrosione da cloruri e in ambienti acidi.
- Elevata resistenza e alta pressione: grazie alla sua struttura unica, l'acciaio inossidabile duplex combina i vantaggi dell'austenite e della ferrite e la sua resistenza è molto più elevata di quella dell'acciaio inossidabile austenitico singolo o dell'acciaio inossidabile ferritico, rendendolo adatto all'uso in ambienti con alta pressione e alta temperatura.
- Buona resistenza alle crepe e alla corrosione sotto sforzo: rispetto all'acciaio inossidabile austenitico, l'acciaio inossidabile duplex ha una migliore resistenza alla corrosione sotto sforzo (SCC), quindi è adatto all'uso in ambienti industriali difficili.
- Eccellente lavorabilità e saldabilità: la lavorabilità e la saldabilità dell'acciaio inossidabile duplex sono relativamente buone, ma ancora leggermente inferiori all'acciaio inossidabile austenitico
- Ingegneria navale: applicata alle piattaforme offshore, alle condotte sottomarine, alle strutture navali e ad altri campi.
- Petrolio e gas: l'acciaio inossidabile duplex è ampiamente utilizzato in condotte resistenti alla corrosione, serbatoi di stoccaggio, scambiatori di calore e altre apparecchiature.
- Settore energetico: soprattutto nelle apparecchiature delle centrali nucleari e termoelettriche, l'acciaio inossidabile duplex viene spesso utilizzato nelle tubazioni del vapore, nei componenti delle caldaie e in altre parti.
L'acciaio inossidabile indurito per precipitazione è uno speciale acciaio inossidabile che può migliorare significativamente la sua resistenza e durezza attraverso il meccanismo di indurimento per precipitazione nel trattamento termico. Questo tipo di acciaio contiene solitamente elementi come cromo, nichel, rame e alluminio. Controllando la temperatura e il tempo del trattamento termico, le particelle di seconda fase disciolte nella matrice nella lega vengono precipitate, migliorando così notevolmente le proprietà meccaniche del materiale. L'acciaio inossidabile indurito per precipitazione non solo ha elevata resistenza e durezza, ma mantiene anche una resistenza alla corrosione relativamente buona.
17-4 PH (acciaio inossidabile 630): contiene elementi quali cromo, nichel e rame, ha un'elevata resistenza e una buona resistenza alla corrosione ed è utilizzato principalmente nell'industria aerospaziale, nell'energia nucleare, chimica e in altri settori.
15-5 PH: contiene una piccola quantità di niobio e molibdeno, ha una buona resistenza meccanica e alla corrosione ed è utilizzato principalmente in apparecchiature chimiche, aerospaziali, ecc.
13-8 Mo: aggiunge molibdeno e una certa quantità di niobio, ha elevata resistenza e resistenza alla fatica ed è spesso utilizzato in recipienti ad alta pressione, apparecchiature pneumatiche e altri campi.
PH 800: Grazie all'elevata resistenza e tenacità, è ampiamente utilizzato nella produzione di apparecchiature ad alta temperatura e alta pressione.
- Resistenza e durezza estremamente elevate: attraverso il processo di tempra per precipitazione, l'acciaio inossidabile temprato 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 indurito per precipitazione ha una resistenza alla corrosione relativamente buona, soprattutto in ambienti neutri, debolmente acidi e debolmente alcalini.
- Buona resistenza alla fatica e all'usura: grazie alla sua eccellente durezza e resistenza, l'acciaio inossidabile temprato per precipitazione ha una buona resistenza alla fatica e all'usura.
- Elevata adattabilità: attraverso diversi processi di trattamento termico, le proprietà meccaniche dell'acciaio inossidabile temprato per precipitazione possono essere regolate in base alle esigenze di diverse applicazioni.
- Aerospaziale: l'acciaio inossidabile indurito per precipitazione viene utilizzato per produrre componenti ad alta resistenza e altamente resistenti alla corrosione, come componenti di motori di aeromobili, pale di turbine, ugelli e fusoliere.
- Industria dell'energia nucleare: in ambienti ad alta temperatura e ad alta radiazione, come reattori nucleari e centrali nucleari, l'acciaio inossidabile temprato per precipitazione può garantire maggiore resistenza e resistenza alla corrosione.
- Petrolio e gas: Adatto alla produzione di attrezzature ad alta pressione e ad alta resistenza, come piattaforme di perforazione petrolifera, oleodotti e gasdotti ad alta pressione e corpi pompa.
- Recipienti ad alta pressione e apparecchiature chimiche: l'acciaio inossidabile indurito per precipitazione viene utilizzato principalmente nei reattori chimici, nei serbatoi di stoccaggio, nei reattori e in altre apparecchiature.
Da austenitico acciaio inossidabile, acciaio inossidabile ferritico, acciaio inossidabile martensitico, acciaio inossidabile duplex e acciaio inossidabile temprato per precipitazione, ogni tipo di acciaio inossidabile ha la sua composizione chimica, microstruttura e caratteristiche prestazionali uniche per adattarsi a diversi ambienti di lavoro e requisiti applicativi. È fondamentale scegliere il tipo giusto di acciaio inossidabile in base a specifici requisiti di utilizzo.
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