Alte e Basse Temperature. Scopri Quando Usare l’Acciaio Inox!

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Acciai martensitici, ferritici o austenitici. Qual è il più adatto alle alte o alle basse temperature ?  


Acciaio. Tanti tipi ma qual è il più adatto per le alte o basse temperature?

La tipologia di acciaio inossidabile viene scelta soprattutto in funzione dell’utilizzo che se ne deve fare. Per impieghi a temperature elevate o, viceversa, a basse temperature, le varie tipologie di acciaio differiscono in molti elementi.

ACCIAI MARTENSITICI

I tipi martensitici contengono come elemento caratterizzante quasi esclusivamente il cromo, dal livello più basso atto a garantire l’inossidabilità del materiale (10%) fino ad un massimo del 18%. Come conseguenza hanno il pregio di essere gli acciai inossidabili meno costosi; sono però i meno resistenti alla corrosione.

1469044341_Snowflake.png  Non sono adatti per essere impiegati a temperatura al di sotto di quella ambiente in quanto per la maggior parte di essi la temperatura di transizione è superiore a 0 °C. Pertanto già a questa temperatura diventano fragili e sotto zero perdono quasi tutta la loro tenacità e duttilità.

1469044392_Fire.png  Per impieghi a temperatura superiore a quella ambiente questi acciai presentano in generale un carico di rottura e di snervamento superiore a quello dei tipi ferritici ed austenitici fino ad una temperatura di circa 500 °C.

ACCIAI FERRITICI

Mediamente gli acciai inossidabili ferritici hanno un contenuto di elementi leganti superiore ai martensitici; il loro costo è pertanto maggiore come migliore è la resistenza alla corrosione ed alla ossidazione a caldo.

1469044341_Snowflake.png  Per quanto riguarda le basse temperature il comportamento dei tipi ferritici è analogo a quelle dei tipi martensitici e pertanto sono da sconsigliare impieghi al di sotto di 0 °C.

1469044392_Fire.png  Per le temperature superiori a quella ambiente occorre evitare l’impiego nel campo 400 °C-550 °C a causa della fragilità a 475 °C di cui si è parlato. Oltre i 550 °C i tipi feritici, ed in modo particolare alcuni di essi, sono preferibili in genere ai tipi martensitici per una migliore prestazione sia nei riguardi dei fenomeni di scorrimento a caldo che all’ossidazione a caldo..

E ancora..

ACCIAI AUSTENITICI

Gli acciai inossidabili austenitici presentano due elementi caratterizzanti anziché uno: Cromo e Nickel (es. aisi 304 e aisi 316).

1469044341_Snowflake.png  Gli acciai inossidabili austenitici sono insuperabili per l’impiego alle basse temperature, anche vicino allo zero assoluto. L’esposizione a basse temperature non modifica le caratteristiche meccaniche a temperatura ambiente.

1469044392_Fire.png  Anche nelle prove di trazione rapida a caldo, a 600 °C ed oltre, quasi tutti i tipi austenitici presentano una resistenza meccanica superiore a quella dei tipi ferritici e martensitici.

 


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8 thoughts on “Alte e Basse Temperature. Scopri Quando Usare l’Acciaio Inox!”

  1. Buongiorno,

    devo realizzare delle saldature TIG tra una flangia in Aisi 304 ed un tubo in Aisi 316.
    temperatura di stoccaggio -50 +80C° temperatura di funzionamento +10 +90 C°.

    c’è qualche accorgimento particolare o qualche materiale più idoneo da utilizzare?

    Grazie
    Marco Brugnetti

    1. Buongiorno Marco,
      questa è una domanda davvero interessante.
      Saldare un elemento in AISI 304 con un elemento in AISI 316 non ha particolari controindicazioni.
      Ma per non incorrere in errori operativi è bene tener conto delle loro note caratteristiche:

      – L’alto coefficiente di dilatazione
      Nel passare da 20° a 1000° C l’acciaio inox aumenta maggiormente di volume, ha un conseguente maggior ritiro ed aumenta il rischio di deformazione. E sempre bene adottare accorgimenti che apportino una minor quantità di calore ai pezzi.

      – La bassa conducibilità termica.
      La dispersione del calore apportato dalla saldatura e quindi un riscaldo più concentrato, necessitano l’utilizzo di diametri sottili (elettrodo o di filo), per evitare deformazioni ed ingrossamento del grano in Z.T.A.(La zona termicamente alterata).

      – La bassa conducibilità elettrica.
      Ne deriva un surriscaldamento dell’elettrodo di saldatura che se usato con corrente alta si arroventa e sfarfalla. Occorre quindi fare molta attenzione al diametro, in funzione dello spessore da saldare.

      – Rischi di cricche a caldo
      Per evitare il rischio di cricche in senso longitudinale al centro del cordone, è bene depositare cordoni ben dimensionati.

      – Basso limite di snervamento.
      Questo indica rotture da fatica che vanno evitate con la scelta dei giusti materiali da apporto. Ve ne sono alcuni di recente formulazione, che consentono di elevare questi limiti.

      – La corrosione intercristallina.
      Ne può essere responsabile, il calore dell’arco elettrico che provoca una precipitazione di carburi di Cromo nella zona adiacente la saldatura. Per non aumentare le possibilità che si verifichi questo fenomeno occorre prestare moltissima attenzione alla pulizia dei giunti. La causa di questo fenomeno è il carbonio che, nell’intervallo di temperatura da 450°C a 850°C, tende a combinarsi con il Cromo formando dei carburi di Cromo.
      Se questi carburi, si posizionano nel contorno del grano, daranno luogo a una corrosione localizzata nelle zone che hanno subito la suddetta trasformazione.
      Per questo motivo il consiglio, quando si salda, è sempre quello di usare Acciai L (304L-316L) ovvero “Low carbon”, a basso contenuto di Carbonio.

      Le temperature di stoccaggio indicate non presentano generalmente problemi per questo tipo di acciai.

      Restiamo a disposizione per eventuali chiarimenti.
      Un saluto,

      Alessandro – Staff Inoxmare

    1. Buongiorno Alice,
      le temperature massime di servizio in aria dell’acciaio Inox AISI 304 sono:
      925° C in continuo e 870° C Intermittente.

      A disposizione per qualsiasi chiarimento.
      Le auguro una buona giornata.

      Alessandro – Staff Inoxmare

  2. Buongiorno ,
    con syngas da legno, dovendolo raffreddare con uno scambiatore a fascio tubiero da 700° C a 100° C , con 20% di CO, 21% di H2 , 8% di CO2 e il resto di N2 , va bene il 316L o può essere sufficiente il 304L ?
    La mia preoccupazione è che in ambiente così ricco di C ( CO e CO2) e con temperature così alte si formino carburi.
    Grazie
    Roberto

    1. Salve Roberto,
      indipendentemente dall’ambiente ricco di carbonio, la permanenza dell’acciaio Inox alle alte temperature può sempre portare alla precipitazione di carburi.
      Il pericolo, quindi, è quello di incorrere in corrosione Intergranulare o Intercristallina.
      Cioè quel tipo di corrosione che deriva dal fenomeno della sensibilizzazione dell’acciaio inox.
      Questo fenomeno porta alla precipitazione di carburi di cromo ai bordi dei grani, in conseguenza di un’esposizione a temperature che vanno dai 450 agli 800 °C.
      Quindi, il materiale non riuscirà più a garantire la formazione spontanea del film di passività.
      In questo caso, oltre al basso contenuto di carbonio (L), è bene che l’acciaio scelto contenga anche altri elementi stabilizzanti (Molibdeno-Titanio-Niobio), che legandosi con il carbonio, evitano la precipitazione dei carburi di cromo.
      Per cui un AISI 316L o AISI 316Ti sono preferibili all’AISI 304L.

      Resto a disposizione per qualsiasi dubbio.

      Le auguro una buona serata.

      Alessandro – Staff Inoxmare

  3. Salve, vorrei sapere quanti gradi riesce a sopportare l’acciaio Aisi 316. Devo metterlo all’interno di una stufa a legna in sostituzione dei pannelli in ghisa. Grazie mille

    1. Salve Demis,

      le temperature massimo di servizio in aria, dell’acciaio inox AISI 316, sono di 925°C ad esercizio continuo e 870°C. a d esercizio intermittente.
      Come già scritto, se dobbiamo lavorare con alte temperature meglio il 316L, per limitare il pericolo di corrosione intercristallina.
      La temperatura massima di servizio resta invariata.
      Attenzione nella sostituzione della ghisa con l’acciaio inox, perché aumenta la dilatazione termica.
      Quindi è bene calcolare bene gli spessori, per non incorrere in incurvamenti della lamiera a seguito di sovraccarichi di calore.

      Alessandro – Staff Inoxmare

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