Che cos’è l’acciaio inossidabile ISO M?

  • Lega che ha come componente principale il ferro (Fe)
  • Tenore di cromo superiore al 12%
  • Tenore di carbonio generalmente basso (C ≤0.05%)
  • Le varie aggiunte di nichel (Ni), cromo (Cr), molibdeno (Mo), niobio (Nb) e titanio (Ti) producono caratteristiche differenti, come la resistenza alla corrosione e alle alte temperature
  • Il cromo si combina con l’ossigeno (O) per creare uno strato passivante di Cr2O3 sulla superficie dell’acciaio, il quale conferisce al materiale proprietà non corrosive

Lavorabilità in generale

La lavorabilità dell’acciaio inossidabile differisce in funzione degli elementi leganti, del trattamento termico e dei processi di lavorazione (forgiatura, fusione, ecc.) In generale, la lavorabilità diminuisce all’aumentare del tenore di lega, ma sono disponibili materiali liberamente lavorabili o a lavorabilità migliorata in tutti i gruppi di acciaio inossidabile.

  • Materiale a truciolo lungo
  • Il controllo truciolo è discreto nei materiali ferritici/martensitici, mentre diventa più complesso nei tipi austenitici e duplex
  • Forza di taglio specifica: 1800-2850 N/mm²
  • La lavorazione genera elevate forze di taglio, tagliente di riporto, calore e superfici incrudite
  • La struttura austenitica a tenore di azoto (N) relativamente elevato migliora la robustezza e conferisce una certa resistenza contro la corrosione ma riduce la lavorabilità, mentre aumentano le superfici incrudite
  • Per migliorare la lavorabilità si utilizzano aggiunte di zolfo (S)
  • L’alto tenore di C (>0.2%) produce un’usura sul fianco relativamente ampia
  • Mo e N riducono la lavorabilità ma conferiscono resistenza agli attacchi degli acidi e contribuiscono a rafforzare la robustezza alle alte temperature
  • SANMAC (Sandvik trade name) è un materiale la cui lavorabilità viene migliorata ottimizzando la percentuale volumetrica di solfuri e ossidi senza sacrificare la resistenza alla corrosione

​Identificazione del gruppo di materiali del pezzo da lavorare

La microstruttura che acquisisce un acciaio inossidabile dipende principalmente dalla sua composizione chimica, nella quale gli elementi leganti cromo (Cr) e nichel (Ni) giocano il ruolo più importante (vedere lo schema). In realtà, si possono avere ampie variazioni, dovute all’influenza degli altri elementi leganti che cercano di stabilizzare l’austenite o la ferrite. La struttura può anche essere modificata con trattamenti termici o, in certi casi, tramite trafilatura a freddo. L’acciaio inossidabile ferritico o austenitico sottoposto a indurimento per precipitazione ha una maggiore resistenza alla trazione.

Acciai austenitici
Acciai austenitici-ferritici (duplex)
Acciai al cromo ferritici
Acciai al cromo martensitici

Acciaio inossidabile ferritico e martensitico – P5.0-5.1

Definizione

Dal punto di vista della lavorabilità, gli acciai inossidabili ferritici e martensitici sono classificati come ISO P. Il tenore normale di cromo (Cr) si aggira intorno al 12-18%. L’aggiunta di altri elementi leganti avviene soltanto in piccole quantità.

Gli acciai inossidabili martensitici hanno un tenore di carbonio relativamente alto che li rende temprabili. Gli acciai ferritici hanno proprietà magnetiche. La saldabilità è bassa sia per gli acciai ferritici che martensitici; inoltre, questi materiali hanno una resistenza alla corrosione da media a bassa, direttamente proporzionale al tenore di Cr.

​Componenti comuni

Questi materiali sono spesso impiegati in applicazioni che non richiedono un’elevata resistenza alla corrosione. Il materiale ferritico è relativamente economico grazie al tenore limitato di Ni. Tra le applicazioni tipiche figurano ad esempio: alberi per pompe, turbine a vapore e ad acqua, dadi, bulloni, scaldabagni, industria della lavorazione della polpa e alimentare, in quanto le esigenze a livello di resistenza alla corrosione sono inferiori.

Gli acciai martensitici possono essere temprati e utilizzati per i taglienti in acciaio da coltelleria, lame di rasoi, strumenti chirurgici, ecc.

Lavorabilità

In generale, la lavorabilità è buona e molto simile a quella degli acciai debolmente legati. Pertanto, questi materiali sono classificati come ISO P. Con un tenore di carbonio elevato (>0.2%) è possibile temprare il materiale. La lavorazione determina usura sul fianco e craterizzazione con qualche problema di tagliente di riporto. Le qualità e le geometrie ISO P danno buoni risultati in lavorazione.

Acciaio inossidabile austenitico e super austenitico – M1.0-2.0

Definizione

Gli acciai austenitici costituiscono il gruppo principale degli acciai inossidabili; la composizione più comune è data dal 18% di Cr e dall’8% di Ni (ad es. acciai 18/8, tipo 304). Aggiungendo un 2-3% di molibdeno si ottiene un acciaio maggiormente resistente alla corrosione, spesso indicato con il termine “acciaio antiacido” (tipo 316). Il gruppo MC comprende anche gli acciai inossidabili superaustenitici, con un tenore di Ni superiore al 20%. Gli acciai austenitici sottoposti a indurimento per precipitazione (PH) hanno una struttura austenitica ottenuta mediante trattamento termico di solubilizzazione, un tenore di cromo (Cr) >16% e un tenore di nichel (Ni) >7%, con circa l’1% di alluminio (Al). Un esempio tipico di acciaio indurito per precipitazione è l’acciaio 17/7 PH.

​Componenti comuni

Questi materiali sono impiegati per componenti che devono avere una buona resistenza alla corrosione. Ottima saldabilità e buone proprietà alle alte temperature. Tra i campi di applicazioni figurano: industria chimica, alimentare e di lavorazione della polpa, collettori di scarico per aeroplani. Le proprietà meccaniche, già buone, migliorano con la trafilatura a freddo.

Lavorabilità

L’incrudimento produce superfici e truciolo duri che, a loro volta, comportano usura ad intaglio e ciò, inoltre, crea adesione e determina la formazione di tagliente di riporto (T.d.R.). La lavorabilità relativa è del 60%. La condizione del trattamento può determinare l’asportazione del rivestimento e del substrato dal tagliente, provocando scheggiature e finiture superficiali mediocri. L’austenite produce trucioli continui, lunghi e tenaci, difficile da spezzare. Aggiungendo dello zolfo (S) si ottiene una maggiore lavorabilità ma la resistenza alla corrosione diminuisce. Utilizzare taglienti affilati con una geometria positiva. Lavorare asportando sotto lo strato incrudito. Mantenere costante la profondità di taglio. Genera molto calore durante la lavorazione.

Acciaio inossidabile duplex – M 3.41-3.42

Definizione

Aggiungendo del Ni a un acciaio inossidabile ferritico a base di Cr, si ottiene una struttura/matrice a base mista, contenente sia ferrite che austenite. Il materiale risultante è detto acciaio inossidabile duplex. I materiali duplex hanno un’elevata resistenza a trazione e una resistenza alla corrosione molto alta. I termini come super-duplex e hyper-duplex indicano una maggiore quantità di elementi leganti e una resistenza alla corrosione ancora migliore. Gli acciai duplex possono avere un tenore di Cr compreso tra il 18 e il 28%, un tenore di Ni compreso tra il 4 e il 7% e quindi un tenore di ferrite del 25-80%. Le fasi ferritica e austenitica sono normalmente presenti a temperatura ambiente rispettivamente al 50-50%.

​Componenti comuni

Questi materiali sono impiegati su macchine utilizzate nell’industria chimica, alimentare, edile, nel settore medicale, della cellulosa, della carta e in processi che prevedono l’utilizzo di acidi o cloro. Sono spesso utilizzati per macchinari utilizzati nelle piattaforme off-shore dell’industria Oil and Gas.

Lavorabilità

La lavorabilità relativa è generalmente scarsa, pari al 30%, a causa dell’elevato punto di snervamento e dell’elevata resistenza a trazione. Con un tenore di ferrite elevato, superiore al 60%, la lavorabilità migliora. Durante la lavorazione si producono trucioli robusti, che possono provocare martellamento da truciolo e creare alte forze di taglio. Durante il taglio si genera molto calore, che può provocare deformazione plastica e una craterizzazione eccessiva.

È preferibile utilizzare angoli di registrazione piccoli per evitare l’usura ad intaglio e la formazione di bave. La stabilità di bloccaggio dell’utensile e del pezzo è fondamentale.