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Titolo: Piccolo corso sui metalli. Lez N° 2/C

PICCOLO CORSO SUI METALLI.
Lez. N° 2/C.- Leghe del ferro.
(Ovvero, come fare bella figura con poca spesa).
In questa lezione parleremo degli accia inox, dei quali  avevo già
postato tempo fa in precedenti messaggi.
Questa lezione perciò non è altro che una riedizione di due post
precedenti sullo stesso argomento, e che erano stati inseriti nel sito
del NG.
Ecco perchè ho scritto nel sottotitolo che questo messaggio mi costa
poca fatica.
Gli acciai inossidabili non sono altro che una parte degli acciai
legati, in quanto come minimo contengono nella loro formulazione
più del 5 % di cromo aggiunto alla lega ferro-carbonio.
Ho detto "come minimo", perchè di norma il tenore di cromo ha
valori più alti, e spesso sono  presenti altri componenti.
Perciò si può fare una prima classificazione degli acciai inox in base
ai componenti la lega, e potremo distinguere tra :
- acciai al cromo (Cr)
- acciai al cromo nichel (Cr-Ni)
- acciai al cromo nichel molibdeno (Cr-Ni-Mo)
- acciai al cromo silicio (Cr-Si)
- acciai al cromo alluminio (Cr-Al)
Ognuno di questi tipi ha caratteristiche particolari e campi d' impiego
diversi, sebbene i più impiegati nelle applicazioni correnti siano
quelli dei primi tre tipi.
Gli ultimi due, infatti, sono per lo più riservati ad applicazioni  che
riguardano il campo delle alte temperature, come la costruzione di
resistenze elettriche.
Molto spesso è usato un altro tipo di classificazione, basato non
sulla composizione chimica della lega, ma sullo stato di cristallizazione
che si forma nella struttura della materia, che a sua volta è influenzato
dalle variazioni di  temperatura e dalla velocità di raffredamento durante
le fasi di transizione alle varie temperature (cioè in pratica ai
trattamenti termici subiti o che possono essere effettuati).
Sotto questo aspetto si distinguono  in tre gruppi principali :
- acciai austenitici
- acciai martensitici
- acciai ferritici
Queste tre orribili aggettivazioni derivano per l' appunto dal termine
di come sono chiamate le tre  strutture cristalline che si possono
preferenzialmente formare (tra le tante possibili) durante la
solidificazione della lega fusa, oppure durante i trattamenti termici :
austenite, martensite, ferrite.
Gli acciai inossidabili in commercio sono circa un' ottantina di tipi,
adatti ai più svariati impieghi, e  tutti, chi più chi meno, offrono buone
prestazioni per quanto riguarda le loro tre principali caratteristiche :
- inalterabilità agli agenti atmosferici
- resistenza alla corrosione dovuta ad attacchi chimici
- resistenza alle alte temperature
Per quanto riguarda la loro inossidabilità, è paradossale che questa
caratteristica derivi ....dalla loro facilità di ossidarsi.
Cioè gli acciai inox si ossidano molto, ma solamente in superficie.
Vale a dire che si coprono di uno strato protettivo superficiale
( passivazione), che impedisce un' ulteriore ossidazione profonda.
E' la stessa cosa che succede per l' alluminio e le sue leghe, che formano
in superficie uno stato ossidante protettivo.
Vediamo, gruppo per gruppo, quali sono le caratteristiche
salienti che contraddistinguono gli acciai appartenenti al singolo
gruppo, i tipi  e le principali applicazioni.
ACCIAI AUSTENITICI.
Questi acciai hanno un basso contenuto di carbonio, perciò sono
molto ben saldabili.
Possono essere legati al cromo-nichel oppure al cromo-nichel-
molibdeno.
Non assumono tempra, ed hanno caratteristiche meccaniche
(durezza, carico di rottura, ecc.) non eccelse.
Però hanno un' ottima resistenza alla corrosione.
Sono adatti alle lavorazioni per deformazione plastica (imbutitura,
stampaggio, piegatura, ecc.)
Insomma sono i tipici acciai inox buoni per  pignatte, posateria,
elettrodomestici, industria alimentare, impieghi nei mezzi di trasporto,
nautica, edilizia, ecc.
Sono amagnetici.
Appartengono a questo gruppo i tipi designati con le sigle
AISI 2xx ed AISI 3xx, dove xx sono due cifre identificative
del singolo acciaio.
Tra i più conosciuti, il 304 che è il classico inox al nichel-cromo 18/10,
e il 316 che è l' inox al nichel-cromo-molibdeno..
Se avete notato, per gli acciai inossidabili ho utilizzato la
designazione AISI, e non quella UNI.
Questo perchè la prima è di gran lunga la più usata nella pratica,
anche in Italia.
Insomma, dire "AISI 316" è la stessa cosa che "X 5 CrNiMo 17 12",
anche se il secondo appellativo fa più più impressione.
Ma si tratta dello stesso materiale :-)
ACCIAI MARTENSITICI
Questi acciai hanno un alto tenore di carbonio, e relativamente
basso di nichel.
Sono perciò difficilmente saldabili.
Non sono particolarmente resistenti alla corrosione.
Sono ferromagnetici.
Si usano dove sono necessarie  buone caratteristiche meccaniche :
bulloneria, viteria, articoli da taglio, macchinario vario, coltellerie,
ecc.
Questi acciai inox sono  designati come AISI 4xx.
Uno dei più conosciuti è il 410, con il quale si fanno ottimi coltelli.
Gli inox martensitici sono temprabili, anche se, per la relativamente
scarsa conducibilità termica, richiedono tempi di riscaldamento
piuttosto lunghi. La temperatura di tempra è più alta che nei
comuni acciai da bonifica, aggirandosi sui 1.000 °C.
ACCIAI FERRITICI
Questi acciai, appartenenti sempre al gruppo AISI 4xx, sono
una via di mezzo tra i primi due.
Si avvicinano però più alle caratteristiche degli austenitici, perchè
non sono temprabili, sono amagnetici, ed hanno l' impiego degli stessi.
Non saprei dire in dettaglio però quali siano i vantaggi rispetto
ai primi (forse il costo di produzione ?).
Queste, a grandi linee, la classificazione degli inox.
In realtà esistono molti altri tipi di acciai inossidabili.
Mi vengono in mente gli acciai cosiddetti "duplex", che hanno
struttura mista austenitica/ferritica, e quelli ad alto contenuto di zolfo,
chiamati "a lavorabilità migliorata"
Dal momento che ci sono, però, aggiungo qualche breve nota sulla
lavorazione degli inox a livello hobbistico.
Gli acciai inossidabili sono facilmente soggetti ad incrudimento,
sono molto tenaci, e richiedono velocità di lavoro degli utensili molto
basse. Inoltre disperdono con difficoltà il calore.
Se dovete forarli, ad esempio, utilizzate punte elicoidali nuove o poco
usurate, ed usate sempre, se possibile, olio da taglio durante la foratura.
Se pensate che non vi occorra (come servirebbe) una emulsione
olio/acqua, utilizzate almeno un olio da taglio in bomboletta spray,
come il Tapmaster o lo SKF.
La punta ringrazierà.
Ma veniamo al modo più semplice per identificare il gruppo
di appartenenza di un inox di cui non si conosce il tipo.
Ci sono tre metodi semplici :
- la prova magnetica
- la prova alla scintilla
- la prova chimica
Cominciate con il testare l' acciaio in prova con una calamita.
Se avete letto le proprietà dei gruppi di appartenenenza, sarete
già in grado di separare gli austenitici dai martensitici e ferritici.
E' già qualcosa.
Provate poi ad attaccare alla mola il vostro acciaio.
Se le scintille saranno corte, rossiccie, con poche remificazioni,
sarà un inox austenitico.
Se saranno lunghe, bianche, con poche ramificazioni, sarà un
acciaio martensitico.
Se saranno corte, rosse, con poche ramificazioni, sarà un acciaio
ferritico.
Se poi nel gruppo degli acciai austenitici individuato come sopra
volete separare quelli al Cr-Ni e rispettivamente quelli al Cr-Ni-Mo,
attaccate un provino con una soluzione in gocce di acido solforico
al 20 %.
Se il materiale sarà attaccato severamente, e si formerà una
superficie scura (a volte con puntini verdi) si tratta di inox al Cr-Ni.
Se l' attacco è debole, e la superficie risulta color beige o marrone
chiaro, si tratta di inox al Cr-Ni-Mo.
Nella prossima, gli acciai per utensili.
Cordialità.
              Paul

 E' già qualcosa.
     Visto che amagnetici sono gli austenitici ed i ferritici, sono
     questi due  i separabili dai martensitici...giusto?
     ciaofelix:-)
-- 
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 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

Ora, grazie a te, saro' un po meno ignorante in questa materia!
;-)
Post salvato ed archiviato, pronto per la prossima lezione!
Grazie ancora,
ciaoLoriX :-)))
(che aveva sentito parlare di acciai AISI 316 ma non sapeva cosa fosse)
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Quesito interessato.
Leggo sottili distinzioni sull'uso marino del aisi 304 confrontato con il
316 nelle sue varie incarnazioni.
Secondo te c'e` differenza significativa, fondamentalmente dal punto di
vista della resistenza alla corrosione salina?
Il 304 e molto piu` facilmente reperibile del 316...
Paolo

 vista della resistenza alla corrosione salina?
Il 316 è più resistente alla corrosione, ma sotto questo aspetto
l' impiego in ambiente marino non è particolarmente  severo
per un qualsiasi inox austenitico.
Tuttavia la viteria che si usa in nautica è in 304 (chiamato in gergo
anche "A2"), mentre la ferramenta di armamento (cavi, grilli, tenditori,
moschettoni, ecc.)  è in 316 (chiamato anche "A4").
Non saprei peraltro un valido motivo del perchè sia così.
Cordialità.
              Paul

 vista della resistenza alla corrosione salina?
C'e' differenza specialmente dal punto di vista della corrosione, infatti
l' AISI 316  rispetto all' AISI 304 ha un'aggiunta di molibdeno in tenori
del 2-3% proprio per migliorare la resistenza
alla corrosione localizzata per vaiolatura (pitting corrosion) o in fessura
(crevice corrosion).
Esistono anche AISI 304L ed AISI 316L che hanno un tenore di carbonio
inferiore (<0,03%) per ridurre
la possibilita' di insorgenza di corrosione intergranulare in particolare
nelle strutture saldate.
ciao

 ha scritto nel messaggio
news:QNa6e.760904$b5.34...@news3.tin.it...


 
[snip]
Complimenti, non sono del settore e quindi non so giudicare i contenuti, 
ad ogni modo è un ottimo resoconto.
Stai conservando queste "lezioni" da qualche parte? Perchè non le 
pubblichi su una pagina web (se è già stato fatto mi dai l'indirizzo? 
con google non ho trovato nulla)? Sarebbe peccato che andassero disperse.
Davide

 con google non ho trovato nulla)?
 
http://www.google.it/groups?as_usubject=corso%20meccanica&as_uauthors=paulhass&lr=&hl=it


      ciaofelix:-)
oops.. io cercavo "corso metalli" :)
davide

      ciaofelix:-)
Scusate ma credo abbiate fatto un po' di confusione: sono amagnetici
solamente gli austenitici, mentre sia i ferritici che i martensitici
sono ferromagnetici. Infatti la caratteristica ferromagnetica è dovuta
alla struttura cristallina ferritica (alfa), ossia cubica a corpo
centrato (ccc in italiano o bcc in inglese), i ferritici hanno il
cromo come atomo sostituzionale nella classica struttura alfa del
ferro mentre i martensitici presentano una struttura monoclina, in
pratica una alfa distorta.
ciao

 sono ferromagnetici.
Più che giusto.
Infatti ho detto che con la prova della calamita "sarete già in grado
di separare gli austenitici dai martensitici e ferritici".
Purtroppo più sopra, nel capitoletto nel quale parlavo degli inox ferritici
mi è scappata una "a" davanti a "magnetici", nonostante cerchi
di correggere possibili errori di battitura.
Chiedo scusa a tutti.
Per chi si intende :
E' possibile correggere il messaggio sul server pubblico ?
Cordialità.
                Paul

 
     Tutto chiarito da Paul, ed e' importante poiche e' la prova piu'
    facilmente eseguibile.


 ha scritto:

Ti risulta che gli inox "nautici" siano anche trattati con cromatura
superficiale?
Ho sentito piu' di una voce in questo senso, ma francamente ne dubito.
Ciao
	Macs

...

io non ho mai sentito parlare di cromatura superficiale sugli inox.
Credo che non abbia senso, infatti il motivo dell'utilizzo degli inox
è la formazione dell'ossido di cromo (Cr2O3) in superficie, quindi
nascondendo la superficie l'effetto benefico dell'inox sarebbe
scomparso e si avrebbe solo la passivazione del cromo depositato.
Sarebbe inutile cromare un inox perchè già passivato, casomai si croma
un altra lega. In oltre, la cromatura può distaccarsi dal substrato
per via del diverso coefficiente di dilatazione termica del cromo
rispetto alla lega di substrato.

 rispetto alla lega di substrato.
     Probabilmente si tratta di lucidatura a specchio, da qui l'equivoco.


rispetto alla lega di substrato.
Innanzitutto grazie della spiegazione.
I miei dubbi erano fondati quindi. Frequentando ambienti nautici, ho
sentito piu' volte pronunciare "acciaio inox cromato".
A fronte di queste spiegazioni penso che sia una storpiatura entrata
nell'uso comune (che ne ha poi cambiato il significato) di "acciaio
inox AL cromo".
Ciao
	Macs