1. Proprietà meccaniche dell'acciaio inossidabile
Le proprietà meccaniche richieste sono normalmente indicate nelle specifiche di acquisto per l'acciaio inossidabile. Le proprietà meccaniche minime sono inoltre specificate dalle varie norme relative al materiale e alla forma del prodotto. Il rispetto di queste proprietà meccaniche standard indica che il materiale è stato prodotto correttamente secondo un sistema di qualità appropriato. Gli ingegneri possono quindi utilizzare il materiale con sicurezza in strutture che soddisfano carichi e pressioni di lavoro sicuri.
Le proprietà meccaniche specificate per i prodotti laminati piani sono normalmente la resistenza a trazione, il limite di snervamento (o limite di elasticità), l'allungamento e la durezza Brinell o Rockwell. I requisiti di proprietà per barre, tubi, condotte e raccordi indicano tipicamente la resistenza a trazione e il limite di snervamento.
2. Limite di snervamento dell'acciaio inossidabile
A differenza degli acciai dolci, il limite di snervamento dell'acciaio inossidabile austenitico ricotto è una percentuale molto bassa della resistenza a trazione. Il limite di snervamento dell'acciaio dolce è tipicamente pari al 65-70% della resistenza a trazione. Questo valore tende a essere solo del 40-45% nella famiglia degli acciai inossidabili austenitici.
La lavorazione a freddo aumenta rapidamente e significativamente il limite di snervamento. Alcune tipologie di acciaio inossidabile, come il filo temprato per molle, possono essere lavorate a freddo per aumentare il limite di snervamento all'80-95% del carico di rottura.
3. Duttilità dell'acciaio inossidabile
La combinazione di elevati tassi di incrudimento e di elevati valori di allungamento/duttilità rende l'acciaio inossidabile molto facile da lavorare. Grazie a questa combinazione di proprietà, l'acciaio inossidabile può essere sottoposto a deformazioni notevoli in operazioni come l'imbutitura profonda.
La duttilità viene normalmente misurata come la percentuale di allungamento prima della frattura durante la prova di trazione. Gli acciai inossidabili austenitici ricotti presentano allungamenti eccezionalmente elevati. I valori tipici sono del 60-70%.
4. Durezza dell'acciaio inossidabile
La durezza è la resistenza alla penetrazione della superficie di un materiale. I durometri misurano la profondità alla quale un penetratore molto duro può essere spinto nella superficie di un materiale. Vengono utilizzati durometri Brinell, Rockwell e Vickers. Ognuna di queste scale ha un penetratore di forma diversa e un metodo di applicazione della forza nota. Le conversioni tra le diverse scale sono quindi solo approssimative.
I gradi martensitici e quelli induriti per precipitazione possono essere temprati mediante trattamento termico. Altri gradi possono essere temprati mediante lavorazione a freddo.
5. Resistenza alla trazione dell'acciaio inossidabile
La resistenza alla trazione è generalmente l'unica proprietà meccanica richiesta per definire i prodotti in barre e filo. Materiali identici possono essere utilizzati con diverse resistenze alla trazione per applicazioni completamente diverse. La resistenza alla trazione fornita per i prodotti in barre e filo è direttamente correlata all'utilizzo finale dopo la fabbricazione.
Il filo per molle tende ad avere la massima resistenza alla trazione dopo la fabbricazione. L'elevata resistenza è conferita dalla lavorazione a freddo delle molle a spirale. Senza questa elevata resistenza, il filo non funzionerebbe correttamente come molla.
Non sono richieste resistenze alla trazione così elevate per il filo da utilizzare nei processi di formatura o tessitura. Il filo o la barra utilizzati come materia prima per elementi di fissaggio, come bulloni e viti, devono essere sufficientemente morbidi da consentire la formazione di testa e filettatura, ma comunque sufficientemente resistenti per garantire prestazioni adeguate in servizio.
Le diverse famiglie di acciaio inossidabile tendono ad avere diversi carichi di rottura e di snervamento. I carichi di rottura tipici per il materiale ricotto sono riportati nella Tabella 1.
Tabella 1. Resistenza tipica dell'acciaio inossidabile ricotto di diverse famiglie
| Resistenza alla trazione | Resistenza allo snervamento | |
| Austenitico | 600 | 250 |
| Duplex | 700 | 450 |
| Ferritico | 500 | 280 |
| Martensitico | 650 | 350 |
| Indurimento da precipitazione | 1100 | 1000 |
6. Proprietà fisiche dell'acciaio inossidabile
● Resistenza alla corrosione
● Resistenza alle alte e basse temperature
● Facilità di fabbricazione
● Alta resistenza
● Appello estetico
● Igiene e facilità di pulizia
● Lungo ciclo di vita
● Riciclabile
● Bassa permeabilità magnetica
7. Resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile
Tutti gli acciai inossidabili presentano una buona resistenza alla corrosione. I gradi di bassa lega possono resistere alla corrosione in condizioni normali. Le leghe più elevate resistono alla corrosione causata dalla maggior parte degli acidi, delle soluzioni alcaline e degli ambienti con cloruri.
La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile è dovuta al suo contenuto di cromo. In generale, l'acciaio inossidabile contiene almeno il 10,5% di cromo. Il cromo presente nella lega forma uno strato di ossido trasparente protettivo auto-riparante che si forma spontaneamente a contatto con l'aria. La natura auto-riparante dello strato di ossido fa sì che la resistenza alla corrosione rimanga intatta indipendentemente dai metodi di fabbricazione. Anche se la superficie del materiale viene tagliata o danneggiata, si autoripara e la resistenza alla corrosione viene mantenuta.
8. Resistenza alle temperature estreme
Alcuni tipi di acciaio inossidabile resistono alle incrostazioni e mantengono un'elevata resistenza anche a temperature molto elevate. Altri tipi mantengono elevate proprietà meccaniche anche a temperature criogeniche.
Elevata resistenza dell'acciaio inossidabile
La progettazione dei componenti e i metodi di fabbricazione possono essere modificati per sfruttare l'incrudimento degli acciai inossidabili che si verifica durante la lavorazione a freddo. L'elevata resistenza che ne deriva può consentire l'utilizzo di materiali più sottili, con conseguente riduzione di pesi e costi.
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Data di pubblicazione: 19-12-2022