LA RISPOSTA AL PREZZO INSTABILE DEL NICKEL
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- Ottaviana Massari
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1 L RISPOST L PREZZO INSTBILE DEL NICKEL J4 cciaio austenitico Cr-Mn 441(EN ) cciaio ferritico ELI Padana Tubi & Profilati cciaio S.p.. Head Office: Via Portamurata 8/, Guastalla (RE)
2 Ecco l imbarazzante andamento speculativo del prezzo del Nickel
3 Il PREZZO del Nichel ci costringe a cambiare strategia sulla scelta delle materie prime. La parola d ordined è OTTIMIZZRE la scelta in base all utilizzo e NON DIPENDERE da materie prime dal prezzo volatile (come il Ni). ISI 304 BUONE CRTTERISTICHE MECCNICHE OTTIME CRTTERISTICHE NTI-CORROSIVE
4 Trovare un sostituto al 304 è difficile. Se voglio fare un salto di prezzo significativo devo distinguere 2 acciai differenti! FONDMENTLE capire, nell utilizzo, quale sia la caratteristica SOVRDIMENSIONT
5 La scelta di PDN TUBI è tanto semplice quanto decisa; USTENITICO FERRITICO 441 (EN ) OTTIME CRTTERISTICHE MECCNICHE OTTIM RESISTENZ CORROSIONE BUONE CRTTERISTICHE NTI-CORROSIVE DISCRETE CRTTERISTICHE MECCNICHE
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8 L EFFETTO DEL RME SULL CORROSIONE DEGLI CCII INOSSIDBILI: 1. Riduce la dissoluzione dell acciaio negli acidi 2. Riduce la possibilità di formazione e di propagazione dei pit ma: 3. Diminuisce il potenziale di ripassivazione 4. Ritarda la ripassivazione all interno dei pit
9 L EFFETTO DEL NICKEL SULL CORROSIONE DEGLI CCII INOSSIDBILI: Nickel non è realmente necessario per produrre un acciaio inossidabile, ma Riduce la dissoluzione dell acciaio negli acidi Riduce i tassi di propagazione dei pit e di corrosione interstiziale. Il rame ha lo stesso effetto
10 PRINCIPLI CRTTERISTICHE J4 I PRINCIPLI VNTGGI SONO LEGTI LL STRUTTUR USTENITIC Elevate caratteristiche meccaniche Bassa propensione alla propagazione di cricche Resilienza e Tenacità elevata (bassa fragilità alle basse temperature) Formabilità Paramagnetico (non è attaccato dalla calamita) 441 (EN ) 441 E un ELI (Extra Low Interstitials) C+N<0.04% Bassa sensibilità alla corrosione Tenacità migliorata Grande apporto di Ti (Titanio) e Nb (Niobio) che garantiscono Saldabilità, Formabilità e controllo della dimensione del grano. Diminuzione di durezza significa migliore formabilità a freddo Magnetico (è attaccato dalla calamita)
11 ISI 304 llungamento Resistenza alla corrosione Stampaggio profondo ssenza di cricche tardive Lucentezza J4 441 llungamento Resistenza alla corrosione Stampaggio profondo llungamento Resistenza alla corrosione Stampaggio profondo ssenza di cricche tardive Lucentezza ssenza di cricche tardive Lucentezza
12 DETTGLI TECNICI USTENITE Struttura del tipo CFC Gli elementi austenitizzanti sono: Ni, Mn, Cu, N, C GRNO FINE FERRITE Struttura del tipo CCC Gli elementi ferritizzanti sono: Cr, Mo, Si, Nb GRNO GROSSO
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14 STRUTTUR CRISTLLIN Un metallo è formato da una moltitudine di piccoli volumi poliedrici, denominati nati grani,, la cui taglia varia fra 2 e 20 m, limitati da superfici denominate bordi grano. Questa microstruttura granulare è messa bene in evidenza mediante la microscopia elettronica a scansione (figura 1) oppure mediante la microscopia a ottica (figura 2). Figura 1: Superficie osservata al microscopio elettronico a scansione (SEM). Figura 2: Superficie osservata al microscopio ottico.
15 GRNI USTENITICI (J4) GRNI USTENITICI (ISI 304)
16 GRNI FERRITICI (ISI 430) GRNI FERRITICI (ISI 441)
17 CONSIDERZIONI SULL STRUTTUR La saldabilità di un ferritico è spesso scarsa, in quanto il materiale che viene surriscaldato subisce l ingrossamento del grano cristallino. La dimensione del grano incide inoltre nelle caratteristiche meccaniche. Più il grano è grosso e meno piani di scorrimento vi sono all intero della struttura molecolare dell acciaio. Il materiale risulterà più rigido, e si criccherà e romperà con uno sforzo minore, non avendo proprietà elastiche. L elasticità più essere vista come qualcosa che tenta di riportare il metallo sotto tensione nella posizione iniziale. Se viene a mancare questa proprietà il materiale si romperà con più facilità soprattutto alle basse temperature. (Ecco perché nel 441 si usa il Ti e Nb per controllare l ingrossamento del grano!) nche le caratteristiche di tenacità e resilienza dipendono da questo. La tenacità e la resilienza di un materiale ne indicano proprio la capacità di assorbire energia, spendendola nella sua deformazione.
18 Gli elementi che intercorrono maggiormente ad innalzare le caratteristiche MECCNICHE (al di là della struttura) sono: C (carbonio) N (azoto) O (ossigeno) Questi elementi sono detti INTERSTIZILI. INTERSTIZILI
19 Di questi elementi sono ricchi gli acciai a basso contenuto di Nichel. Per fortuna il (Mn) Manganese che sostituisce il Nichel ha buon effetto sulla solubilizzazione dell N (azoto) nella struttura austenitica. spetto sicuramente positivo dal momento che gli INTERSTIZILI, se da una parte contribuiscono in maniera notevole alla resistenza meccanica, dall altra contribuiscono apprezzabilmente a rendere l acciaio sensibile alla corrosione, soprattutto nelle strutture ferritiche o dove comunque non sono ben solubilizzati. Per ovviare a questi problemi e per aumentare le caratteristiche di tenacità, saldabilità e formabilità, sono nati CCII FERRITICI denominati ELI (EXTR LOW INTERSTITILS) Questi acciai presentano una resistenza alla corrosione confrontabile con quella dei migliori acciai inox austenitici. L obiettivo di ottenere una concentrazione molto bassa di elementi interstiziali impone l uso di un processo sofisticato di elaborazione dell acciaio, in cui la decarburazione venga effettuata usando una miscela gassosa a potenziale ossidante controllato (r+o2, processo OD, rgon-oxygen Decarburizing), e in cui l acciaio venga rifuso e degasato sotto vuoto. Un contributo ulteriore si ottiene con aggiunte di elementi stabilizzanti, fortemente reattivi con C e N, quali Nb e Ti. Quindi, per gli acciai ELI sono minori le possibilità di rinforzo meccanico per deformazione plastica, ma sono migliori le possibilità di lavorazione a freddo, notoriamente limitate dagli aumenti di durezza conseguenti ad una forte tendenza all incrudimento. Migliore risulta anche la saldabilità degli acciai ELI
20 TEST SULL CORROSIONE (JINDL) Test Media Corrosion rate (mmpy) (UNS J201 (UNS JSL US (201 J4 (S20430 J204Cu (UNS (UNS S30400) S30100) S20100) Modified) Modified) S20430) 3% NaCl for 720 hrs at RT (25 Deg. C) 3% NaCl for 100 hrs at Boiling Temp. 0.5% Citric % Tartaric for 720 hrs at RT 0.5% Citric % Tartaric for 100 hrs Boiling 0.5% cetic + 0.5% Lactic) for for 720 hrs at RT 0.5% cetic % Lactic for 100 hrs at Boiling Temp. < 0.1 mmperyr B mmperyr C 1-3 mmperyr D 3-10 mmperyr E > 10 mmperyr
21 Pitting Mechanism Oxidation : Fe => Fe2+ + 2e Reduction : O2 + 2H2O +4e- => 4OH Reaction : Fe2+ + 2(OH)- => Fe(OH)2 Diffusion of Cl- into the crevice Fe2+ + 2Cl- => FeCl2 Combined with moisture FeCl2 + 2H2O => Fe(OH)2 + 2HCl
22 TEST SULL CORROSIONE (Tec Eurolab) PROV DI CORROSIONE STM G48/-48 ORE(N). I tipi di acciaio inossidabile sono stati sottoposti alla stessa prova di resistenza alla corrosione localizzata (STM G48, metodo ) a scopo di confronto. La prova è durata 48 ore ed è stata condotta alla temperatura di C. Per ogni tipo di materiale sono stati testati due provini di uguali dimensioni. Si segnala che le superfici dei provini, ricavati da lamiere, presentavano numerose rigature. Foto No.1- Provini 304 Foto No.3- Provini 430 Foto No.2- Provini J4 Foto No.4- Provini 441 Foto No.5- Provini
23 PERDIT IN PESO PER CMPIONE Perdita in peso (g) /rea (m2) Campione J SINGOL MEDI B B B B B
24 Effetto della rugosità superficiale su campioni di Spazzolato Satinato (Grana 400) Lucidato
25 Hong Kong: Corrosione dell acciaio inox 316 dovuta a rugosità superficiale eccessiva. Il corrimano non è corroso perchè lucidato
26 La necessità: materiali correttamente specificati
27 UTILIZZI
28 Utilizzi 441 (1.4509)
29 Utilizzi
30 L ISI 304 è SOVRDIMENSIONTO PER TNTI IMPIEGHI CONOSCENZ DEI PRODOTTI CONOSCENZ DEGLI UTILIZZI + + = OTTIMIZZZIONE DEI RISULTTI
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