DEFINIZIONE Leghe ferro-cromo o ferro-cromo-nichel la cui caratteristica principale è la resistenza alla corrosione, dovuta alla proprietà di passivarsi in condizioni ossidanti.

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Nascita 1904: Intraprende ricerche su leghe Fe-Cr 1906: Analisi di leghe Fe-Cr-Ni, caratterizzando composizione chimica delle odierne leghe 410, 420, 442, 446 e 440-C e della serie 300. Non ancora noti i potenziali di passivazione Lèon G. Guillet

Nascita 1908-1911: Scopre la relazione fra la percentuale di cromo e la resistenza alla corrosione. Individua inoltre il minimo contenuto di cromo necessario alla passivazione (10.5%) Philipp Monnartz Investiga sul ruolo del carbonio sulla resistenza alla corrosione

Benno Strauss Nascita Christian Dantsizen Harry Brearley Eduard Maurer 1912-14 Austenitici 1912-13 Martensitici Frederick Becket 1912 Ferritici

EFFETTI DELL AGGIUNTA DI: + CROMO NICHEL +

CLASSI DI ACCIAI INOSSIDABILI Cella di un reticolo cubico a corpo centrato (ccc) Cella di un reticolo cubico a facce centrate (cfc)

MARTENSITE Cella di un reticolo cubico a corpo centrato (ccc) Cella di un reticolo cubico a facce centrate (cfc)

CLASSI ACCIAI Relazione tra il DI contenuto di nichelinossidabili ed il contenuto di cromo nelle principali classi degli acciai inossidabili %Ni %Cr

CARBURI 650 C x 100 h 600 C x 30

DECROMIZZAZIONE Aspetto di una saldatura di lamiere di acciaio inossidabile Distribuzione schematica della concentrazione del cromo attraversando un carburo precipitato al bordo del grano

ACCIAI INOSSIDABILI MARTENSITICI Sezione del diagramma Fe-Cr-C al 13%Cr 420 (x30cr13) C=O,30% Cr=13%

Acciai Inossidabili Martensitici Basso tenore di carbonio (0.1-0.5% max 1%) Tenore di cromo compreso fra 11 e 19% Ferromagnetici Elevate caratteristiche meccaniche e buona lavorabilità alle macchine utensili Elevata resistenza a creep Impiego principale: utensileria

ACCIAI INOSSIDABILI MARTENSITICI TRATTAMENTI TERMICI

ACCIAI INOSSIDABILI MARTENSITICI CURVE DI RINVENIMENTO Distensione Rinvenimento Temperatura

ACCIAI INOSSIDABILI FERRITICI Liq σ γ 430 (X 8 Cr 17) C=O,08% Cr=17%

ACCIAI INOSSIDABILI FERRITICI TRATTAMENTO TERMICO E STRUTTURA Struttura dopo ricottura di ricristallizazione

Acciai Inossidabili Ferritici Basso tenore di carbonio Tenore di cromo compreso fra 11 e 30% Magnetizzabili Moderata resistenza a corrosione Bassa saldabilità e scarse caratteristiche meccaniche Buona deformabilità Soffrono di fragilità al rinvenimento Impiego principale: posateria bassa qualità, lavelli,

Acciai Inossidabili Ferritici Ricottura di ricristallizazione

ACCIAI INOSSIDABILI AUSTENITICI δ Liq γ Acciaio %C % Cr %Ni Altri elem. 304 (X5CrNi1810) 0,05 18 10-304L (X2CrNi1810) 0,02 18 10-316L (X2CrNiMo1712) 0,02 17 13 Mo=2,3% 321 (X6CrNiTi 1811) 0,06 18 11 Ti>5xC%

Acciai Inossidabili Austenitici Composizione base 18%Cr + 8%Ni Magnetizzabili Ottima resistenza a corrosione Facilmente lavorabile, saldabile e forgiabile Non presentano transizione duttile/fragile Bassa resistenza a corrosione a bassa temperatura Soffrono in ambienti ricchi di cloro Impiego principale: serbatoi, scambiatori di calore, impianti chimici, applicazioni criogeniche

Acciai Inossidabili Austenitici Trattamento termico di solubilizzazione Lo stesso trattamento prende il nome di STABILIZZAZIONE se vengono aggiunti elementi stabilizzanti come Titanio, Niobio, Tantalio AISI 304 AISI 321 o 347 AISI 316 AISI 316Ti

ACCIAI INOSSIDABILI AUSTENITICI TRATTAMENTO TERMICO: TEMPRA DI SOLUBILIZZAZIONE A. Stato di debole incrudimento; B. Trattato a 1000 C; C. Trattato a 1050 C; D. Trattato a 1300 C.

CONFRONTO FRA LE CARATTERISTICHE MECCANICHE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI Rs 420 bonificato 430 ricristallizato 304 solubilizzato min R A min (N/mm2) (N/mm ) % 550 750-1050 10 250 450-650 18 250 550-650 40 2

COMPORTAMENTO ALLE BASSE TEMPERATURE

Acciai inossidabili austenitici serie 200 (autarchici)

Austenitici serie 200

Confronto Effetti dell incrudimento Austenitici Ferritici Differente effetto dell incrudimento sul carico unitario di resistenza alla trazione per gli acciai ferritici ed austenitici

Confronto Effetti dell incrudimento Effetto dell incrudimento sulle caratteristiche meccaniche dell acciaio AISI 430

ACCIAI INOSSIDABILI PARTICOLARI

ACCIAI INOSSIDABILI PARTICOLARI ELI 444 (18-2) (C+N)<0,04% Cr=18% Ni=2% Ti=0,5%

Acciai Inossidabili ELI ELI = Extra Low Interstitial Basso contenuto elementi interstiziali (C+N = 0.02-0.05%) Inox ferritici di seconda generazione Elevate caratteristiche anticorrosive: paragonabili agli austenitici Elevate caratteristiche alla stress-corrosion: superiore agli austenitici

ACCIAI INOSSIDABILI PARTICOLARI DUPLEX Struttura di un acciaio duplex 22-53 C=0,02% Cr=22% Ni=5,5% Mo=3%

Acciai Inossidabili Duplex Composizione tipica Cr(18-28%)+Ni(4-6%)+Mo(1.5-3%) 1933: da un errore di produzione nascono i duplex Struttura bifasica: isole di ferrite in matrice austenitica Elevate caratteristiche meccaniche: snervamento doppio rispetto agli austenitici Maggior resistenza a stress-corrosion e a pitting Caratteristiche meccaniche in funzione della frazione di fasi: modificabile con opportuni trattamenti termici Adatti dove richiesta buona saldabilità

ACCIAI INOSSIDABILI PARTICOLARI ACCIAI INOSSIDABILI AD ELEVATI ELEMENTI DI LEGA Tipo C max % Cr % Ni % Mo % Altri Applicazione 1 0,08 18,5 35,5 - - 330 2 0,02 25,0 22,0 2,0 N=0,12 Urea 3 0,02 20,0 25,0 4,5 Cu=1,50 H2SO4 4 0,02 20,0 18,0 6,0 Cu=0,70 Acqua mare

Confronto Caratteristiche meccaniche Rs min R A min (N/mm2) (N/mm2) % 420 bonificato 550 750-1050 10 430 ricristallizato 250 450-650 18 304 solubilizzato 250 550-650 40

Inox ad Elevati Elementi di Lega Cr Ni Mo % % % 0,08 18,5 35,5 2 0,02 25,0 3 0,02 4 0,02 Tipo C max % 1 Altri Applicazione - - 330 22,0 2,0 N=0,12 Urea 20,0 25,0 4,5 Cu=1,50 H2SO4 20,0 18,0 6,0 Cu=0,70 Acqua mare

PH Stainless Steels 17-7PH / 17-4PH (AISI 630) / 15-5PH / 13-08Mo PH Acciai inossidabili martensitici indurenti per precipitazione 17-04PH A solubilizzato) 17-04PH xxxx Condizione A (Annealed Ricotto xxxx indica la temperatura di invecchiamento in F

Proprietà meccaniche tipiche del 17.04PH in diverse condizioni di fornitura

Phase Hardening Stainless Steels (PH stainless steels)

Incremento dello snervamento in funzione della temperatura e del tempo di invecchiamento

Nanoprecipitati

Nanoprecipitati

Nanoprecipitati