Acciaio inossidabile: differenze tra le versioni
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{{Materiale
|nome = Acciaio inossidabile
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|immagine1_descrizione = Il ''[[Gateway Arch]]'' di [[Eero Saarinen]] a [[Saint Louis|St. Louis]], realizzato interamente in acciaio inox.
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}}
L{{'}}'''acciaio inossidabile (o inox)''' è una [[Lega (metallurgia)|lega]] ferro-carbonio, caratterizzata dalla presenza di elementi di lega quali [[cromo]] (Cr) e [[nichel]] (Ni). Tali elementi donano una maggiore resistenza alle [[ossidazione|ossidazioni]] e alle [[corrosione|corrosioni]], rispetto al comune acciaio non legato (anche detto [[acciaio|''acciaio al carbonio'']]), grazie alla formazione di un sottile strato (''dell'ordine dei nanometri'') di ossido superficiale detto anche "Film passivante", il quale protegge la lega dall'attacco di agenti atmosferici ed esterni<ref>{{Cita libro|autore=Silvia Barella|autore2=Andrea Gruttadauria|titolo=Metallurgia e materiali non metallici|editore=Società Editrice Esculapio s.r.l.|capitolo=Capitolo 7.6 - Gli acciai inossidabili|ISBN=978-88-9385-277-7}}</ref>. La capacità di resistere alla corrosione di questa particolare lega, infatti, è dovuta principalmente alla presenza del [[cromo]], il quale in ambiente ossidante tende a trasformarsi in [[Ossido di cromo (III)]] ([[Cr2O3|Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]) e produrre, sulla superficie del manufatto in inox, uno strato nanometrico (''dell'ordine dei {{m|0,3|-|5|ul=nm}}'') di tale composto, il quale previene il contatto tra il ferro contenuto nella lega e l'ossigeno atmosferico e altri agenti ossidanti e corrosivi che potrebbero compromettere l'integrità del manufatto.<ref name="Olsson">{{cita pubblicazione|nome=C.-O.A.|cognome=Olsson et al.|anno=2003|titolo=Passive films on stainless steels - chemistry, structure and growth|rivista=Electrochimica Acta|editore=Elsevier Science}}</ref> Il processo è chiamato ''[[passivazione]]'' ed è sia naturale che indotto artificialmente.
L''''acciaio inossidabile''' è caratterizzato da una maggiore resistenza alle [[ossidazione|ossidazioni]] e alla [[corrosione|corrosioni]], rispetto al comune acciaio non legato (anche detto [[acciaio|''acciaio al carbonio'']]). Altri termini comunemente usati e sinonimi, sono: '''Acciaio''' '''Inox''' (dal francese '''''acier inoxydable'''''<ref>{{treccani|inox|v=x}}</ref>), '''Stainless Steel''' (dall'inglese '''''acciaio senza macchia''''') e '''Rostfrei Stahl''' (dal tedesco '''''acciaio''''' '''''senza ruggine''''').▼
Generalmente, l'acciaio inox contiene valori di cromo tra il 12 e 18 %, ma vengono utilizzati anche altri elementi per aumentare la resistenza all'ossidazione e alla corrosione.
Per poter avere la formazione dello strato di ossido "passivante"
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== Storia ==
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L'invenzione dell'acciaio inossidabile si deve agli inglesi Woods e Clark, i quali nel 1872 brevettarono una lega di ferro contenente il 35% in peso di cromo e resistente agli acidi<ref>{{cita web|url=http://www.airedalesprings.co.uk/its-complicated-the-discovery-of-stainless-steel/|titolo=Storia degli acciai inossidabili|accesso=17 giugno 2016}}</ref>.
L'industrializzazione tuttavia avvenne soltanto anni dopo quando nel [[1913]] [[Harry Brearley]] di [[Sheffield]], sperimentando acciai per canne di [[arma da fuoco|armi da fuoco]], scoprì che un suo provino di acciaio con il 13-14% di [[cromo]] e con un tenore di [[carbonio]] relativamente alto (0,25%) non si arrugginiva quando era esposto all'[[atmosfera]]. La prima menzione di questo progresso tecnologico risale al 1915 e si trova in un articolo del [[New York Times]] riguardo l'uso per posateria di questa classe di acciai, elogiandone la resistenza alla corrosione perfino a contatto con gli acidi organici contenuti nei cibi<ref name="NYT"/>.
Successivamente questa proprietà venne spiegata con la [[passivazione]] del cromo, che forma sulla superficie una pellicola di [[ossido]] estremamente sottile, continua e stabile.
I successivi progressi della [[metallurgia]] fra gli [[Anni 1940|anni quaranta]] e [[Anni 1960|sessanta]] del XX secolo hanno ampliato il loro sviluppo e le loro applicazioni.
Tuttora vengono perfezionati e adattati alle richieste dei vari settori industriali, come il petrolifero/[[Industria petrolchimica|petrolchimico]], minerario, energetico, nucleare, farmaceutico e alimentare.
== Descrizione ==
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* serie 6XX - acciaio indurente per precipitazione al cromo
tra le lettere ad esempio:
* la lettera "'''L'''" indica la bassa percentuale di [[carbonio]] (''Low Carbon'') presente. Questa caratteristica fa sì che l'[[acciaio]] leghi meno gas, in quanto il [[carbonio]] tende, in qualsiasi condizione, a legarsi con l'[[idrogeno]], precipitando [[idrocarburi]]; la presenza di idrogeno è spesso penalizzante per l'acciaio, ad alte temperature e soprattutto in condizione di [[ionizzazione]] ([[radiazioni ionizzanti]]). L'atomo di idrogeno ionizzato (H<sup>+</sup>) è molto piccolo e ad alta temperatura si sposta con maggiore facilità nel reticolo dell'acciaio, rischia di accumularsi e provocare pericolose discontinuità. Il basso tenore di carbonio consente anche una buona saldabilità anche per spessori > 6
* l'annotazione "'''N'''" sta a indicare la presenza di [[azoto]] (Nitrogenum) disciolto nella lega. Grazie alle sue proprietà di gas inerte (il legame azoto-azoto è triplo, gli atomi son molto vicini tra loro e si separano difficilmente), l'azoto sull'acciaio funge da "schermo", limitando le contaminazioni esterne.
* L'annotazione "'''Ti'''" sta a indicare la presenza di [[titanio]], il quale assicura una completa resistenza alla corrosione nelle saldature, tra elementi di grande spessore.
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Tra gli acciai più comunemente utilizzati distinguiamo:
* 304 - Cr (18%) Ni (10%) C (0,05%);
* 304 L - (''Low Carbon''): Cr (18%) Ni (10%) C (< 0
* 316 - Cr (16%) Ni (11.3/13 %) Mo (2/3 %)
* 316 L - (''Low Carbon''): Cr (16,5/18,5%) Ni (10,5/13,5%) Mo (2/2,25%) C (< 0
* 316 LN - (''Low Carbon Nitrogen'') (presenza di [[azoto]] disciolto nel reticolo cristallino del materiale);
* 316 LN ESR (''electro-slag remelting'');
* 430: Cr (16/18 %) C (0,08%).
*904 L - (''Low Carbon''): Cr (19/23%) Ni (23/28%) Mo (2/2,25%) C (< 0
Questi materiali possono essere anche stabilizzati al [[titanio]] o al [[niobio]] come:
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Tali acciai sono stati sviluppati per colmare le lacune delle altre classi di acciai inossidabili (scarse proprietà meccaniche degli [[acciai inossidabili ferritici]] e [[acciai inossidabili austenitici|austenitici]] e scarsa resistenza alla corrosione degli [[acciai inossidabili martensitici]].
Gli acciai inossidabili induriti per precipitazione raggiungono elevate resistenze meccaniche e un'elevata tenacità grazie all'aggiunta di elementi in grado di formare precipitati durante trattamenti termici di invecchiamento: [[alluminio]], [[rame]], [[titanio]], [[molibdeno]], [[niobio]], [[vanadio]], [[azoto]]; inoltre questi acciai possiedono una resistenza alla corrosione paragonabile a quella degli acciai inossidabili austenitici classici, a parità di cromo e molibdeno.<ref name="Murayama">{{cita pubblicazione|nome=M.|cognome=Murayama et al.|anno=1999|titolo=Microstructural Evolution in a 17-4 PH Stainless Steelafter Aging at 400 °C|rivista=Metallurgical and Materials Transactions A|editore=Springer}}</ref><ref name="Hsiao">{{cita pubblicazione|nome=C.N.|cognome=Hsiao et al.|anno=2002|titolo=Aging reactions in a 17-4 PH stainless steel|rivista=Materials Chemistry and Physics|editore=Elsevier Science}}</ref><ref name="J.R. Davis">{{Cita libro|titolo=Stainless steels|data=1994|editore=ASM International|cognome1=Davis|nome1=J.R.}}</ref>
=== Acciai inossidabili bifasici austeno-ferritici, o Duplex ===
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Gli impieghi più comuni avvengono in parti di forni, [[Tubo radiante|tubi irradianti]] e rivestimenti di [[Forno elettrico a muffola|muffole]], per temperature di esercizio fra 950 e 1100 °C.
=== Acciai da ultra alto vuoto e
Il metallo più utilizzato in [[ultra vuoto|UV]] e in [[UHV]] è un acciaio inox che col [[ferro]], ha [[cromo]], [[nichel]], con tracce di [[silicio]], [[carbonio]], [[manganese]], [[molibdeno]], [[niobio]] e [[titanio]], è utilizzato come costituente strutturale dell'ambiente da vuoto, ha il vantaggio di essere reperibile e relativamente economico, ha proprietà di resistenza meccanica abbastanza elevate, non si [[tempra]], si [[saldatura|salda]] con facilità, ha un basso [[degasaggio]], è abbastanza inerte chimicamente.
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Più esteso è questo periodo (la estensione è proporzionale alla presenza di [[nichel|nickel]]), più il materiale è affidabile.<br />
Per ridurre ulteriormente il degasaggio della lega 316 si effettua il processo di ''electro slag remelting'', in cui la stessa viene rifusa in un forno a radiofrequenze, in modo da eliminare le microscorie di ossidi e di carburi, che, oltre a "sporcare" il vuoto, la rendono più ferritica. Il 316 L N ESR, poiché molto costoso, viene utilizzato limitatamente e prevalentemente negli [[acceleratore di particelle|acceleratori di particelle]].<br />
L'acciaio è costituente delle [[camera
== Problematiche specifiche ==
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* ASTM A-967 - Standard specification for chemical passivation treatments of stainless steel parts
* [[Decreto ministeriale]] [[21 marzo]] [[1973]] Gazzetta Ufficiale - Repubblica Parte 1 n. 104 del 20-04-1973 (Supplemento Ordinario): Materiali a contatto con alimenti
* Decreto del Ministero del lavoro, della salute e delle politiche sociali [[24 settembre]] [[2008]] n° 174, Regolamento recante aggiornamento del decreto ministeriale 21 marzo 1973, concernente la disciplina igienica degli imballaggi, recipienti, utensili destinati a venire in contatto con le sostanze alimentari o con sostanze d'uso personale. Recepimento della direttiva 2007/19/CE.<ref>{{Cita
== Note ==
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== Altri progetti ==
{{interprogetto|wikt=acciaio inossidabile|wikt_etichetta=acciaio inossidabile|preposizione=sull'}}
== Collegamenti esterni ==
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[[Categoria:Acciaio per tipo]]
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