Acciai Inossidabili

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Aldebaran
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Re: Acciai Inossidabili

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Acciai Duplex

Teoria Generale

Trattamento di Solubilizzazione Acciai Duplex

Caratteristiche Microstrutturali


Il termine Duplex deriva dal fatto che il materiale ha una microstruttura a due fasi, formata da grani di acciaio inox ferritico e austenitico incorporati nello stesso materiale. Il termine Super-duplex denota acciaio duplex ad alte prestazioni basato su un elevato contenuto di cromo, nichel e molibdeno per migliorare la resistenza alla corrosione da vaiolatura, mentre le aggiunte di azoto promuovono l’indurimento strutturale, aumentando i valori del carico di snervamento e di robustezza finale senza pregiudicare la tenacità.

Questi acciai inossidabili presentano di norma un Cr elevato, sempre superiore al 16 %, Ni tendenzialmente basso (5 % - 6 %) accompagnato da elementi tipo Mo, Si, Mn, Cu il che comporta la caratteristica peculiare di presentare a temperatura ambiente una struttura bifasica costituita da austenite e ferrite. Da qui anche la definizione di "bifasici" o "austenoferritici".

Hanno caratteristiche meccaniche a temperatura ambiente più elevate sia degli austenitici che dei ferritici e buona resistenza alla corrosione, migliore dei ferritici e paragonabile, in ambiente acido, a quella degli austenitici; particolarmente significativa la resitenza alla corrosione per vaiolatura ed a quella sotto tensione. Gli acciai inox duplex hanno una robustezza pari a circa il doppio dei normali acciai inox austenitici o ferritici, hanno una tenacità e duttilità significativamente migliori dei gradi ferritici (anche se non raggiungono i valori degli acciai austenitici), hanno una gamma di resistenza alla corrosione comparabile alla gamma degli acciai inox austenitici, hanno una resistenza alla rottura per corrosione sotto tensione molto buona, e gli acciai duplex sono economicamente convenienti sotto molti punti di vista.

La saldabilità è nettamente superiore a quella dei ferritici.

F44

UNS S31254 / EN 1.4547

Acciaio inox austenitico utilizzato in acqua di mare e altri ambienti aggressivi contenenti cloruro. Questo acciaio ha una eccellente resistenza alla vaiolatura e alla corrosione fessurante, un’elevata resistenza alla corrosione generale e alla rottura per corrosione sotto tensione, con una maggiore robustezza rispetto agli acciai inox austenitici convenzionali, e una buona saldabilità.

F51

UNS S31803 / EN 1.4462

Combinando una migliore resistenza alla rottura per corrosione sotto tensione, alla vaiolatura, alla corrosione fessurante e un’elevata robustezza rispetto ad altre leghe di acciaio inox, l’acciaio F51 resiste agli ambienti clorurati e alla corrosione sotto sforzo in presenza di solfuro

F53

UNS S32750 / EN1.4410

Ideale per l’utilizzo in condizioni altamente corrosive, l’acciaio F53 ha un’ottima resistenza alla rottura per corrosione sotto tensione in ambienti carichi di cloruro, ottima resistenza alla vaiolatura, alla corrosione fessurante e generale, elevata resistenza meccanica, e buona saldabilità.

F55

UNS S32760 / EN 1.4501

Grazie alle aggiunte di cromo, molibdeno e azoto, l’acciaio F55 ha una resistenza migliorata alla vaiolatura e alla corrosione fessurante rispetto ai normali acciai austenitici o duplex

Resistenza alla Corrosione dei Duplex
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Re: Acciai Inossidabili

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Fase Sigma

La fase sigma è un altro motivo di fragilità nell'intervallo di temperatura tra i 500 e gli 800° C. E' una fase ferro-cromo che si forma solo dopo lunghe permanenze in tale intervallo di temperatura, ed è in funzione del tenore di Cr. Negli acciai ferritici occorre un minimo del venti % perché tale fase appaia; Si, Mo, Ti, Nb facilitano la formazione di tale fase, mentre lo N la ritarda. In pratica la fase sigma non è altro che una precipitazione di carburi ai bordi del grano.
Altra causa di fragilità è la formazione di "bastoni" formati da carburi con oltre lo 0,20 % di carbonio (sono fragilissimi). Tali acciai sono soggetti anche a fragilità dà idrogeno. Altracausa di fragilità, o meglio di corrosione, è dovuta all’austenite trattenuta la quale provoca eterogeneità nella matrice.

Saldature
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Re: Acciai Inossidabili

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Acciai inossidabili indurenti per precipitazione

La precipitazione-indurimento in acciaio inox sono al nickel-cromo-ferro leghe contenenti più precipitazione tempra elementi o di uno come l'alluminio, titanio, rame, niobio e molibdeno. L'indurimento per precipitazione è ottenuta mediante un trattamento relativamente semplice invecchiamento della parte fabbricato.

Le due caratteristiche principali di tutti i indurente per precipitazione acciai inossidabili ad alta resistenza e ad alta resistenza alla corrosione. ad alta resistenza è, purtroppo, a scapito della durezza. La resistenza alla corrosione di precipitazione da cementazione acciai inossidabili è paragonabile a quello dello standard AISI 304 e AISI 316 leghe austenitico. I trattamenti di invecchiamento sono state progettate per ottimizzare la forza, la resistenza alla corrosione, e la tenacità. Per migliorare la tenacità, la quantità di carbonio è mantenuto basso.

Il primo acciaio commerciale indurente per precipitazione inossidabile è stato sviluppato da US Steel nel 1946. La lega è stata nominata W inox (AISI 635) e la sua composizione chimica nominale (in peso.%) È stato Fe-0.05C-16.7Cr-6.3Ni-0.2Al-0.8Ti.

Il processo di indurimento per precipitazione comporta la formazione (precipitazione) di fasi intermetalliche finissima come Ni3Al, Ni3Ti, Ni3 (Al, Ti), NiAl, Ni3Nb, Ni3Cu, carburi, e di lave (AB2) fasi.invecchiamento prolungato provoca l'ingrossamento di queste fasi intermetallici, che a sua volta provoca la diminuzione della forza, a causa del fatto che lussazioni possono ignorare le fasi intermetalliche grossolane.

Ci sono tre tipi di precipitazione, tempra degli acciai inossidabili:

- Martensitici indurente per precipitazione acciai inossidabili, ad esempio, 17-4 PH (AISI 630), Acciaio W, 15-5 PH, 16-6 PH CROLOY, CUSTOM 450, CUSTOM 455, 13-8 Mo PH, ALMAR 362, IN- 736, ecc, - austenitico per precipitazione tempra degli acciai inossidabili, ad esempio, A-286 (AISI 600), 17-10 P, HNM, ecc, e - Semiaustenitic precipitazione-tempra degli acciai inossidabili, ad esempio, 17-7 PH (AISI 631), 15-7 Mo PH, AM-350, AM-355, 14-8 Mo PH, ecc

Il tipo è determinato dalla partenza martensite e la temperatura finale martensite (Ms e Mf), così come la microstruttura as-bonificato.

Durante il trattamento termico di precipitazione-tempra degli acciai inossidabili, indipendentemente dalla loro tipologia, austenitizzazione nella regione austenite monofase è sempre il primo passo. Austenitizzazione è seguito da un raffreddamento relativamente rapido (tempra).

Precipitazioni martensitico-Tempra d'acciaio inossidabile

Durante il trattamento termico di indurimento per precipitazione acciai inossidabili, indipendentemente dal loro tipo, nella regione di austenitizzazione austenite monofase è sempre il primo passo.Austenitizzazione è seguito da un raffreddamento relativamente rapido (tempra).

La temperatura finale martensite (Mf), del martensitici indurente per precipitazione inossidabile - come 17-4 PH (AISI 630), Acciaio W, 15-5 PH, 16-6 PH CROLOY, CUSTOM 450, 455 CUSTOM, PH 13 - 8 Mo, ALMAR 362, e IN-736 - è appena sopra la temperatura ambiente. Così, dopo tempra dalla temperatura della soluzione di trattamento si trasformano completamente nella martensite.indurimento per precipitazione è ottenuta mediante un trattamento unico invecchiamento a 480 ° C a 620 ° C (896 ° F a 1148 ° F) per 1 a 4 ore.

La temperatura di inizio martensite (Ms), del martensitici acciai inossidabili indurenti per precipitazione è necessario per essere al di sopra della temperatura ambiente in modo da assicurare una completa trasformazione martensite-to-austenite su tempra.

Una delle equazioni empiriche che viene spesso utilizzato per prevedere la temperatura martensite start (in F °) è il seguente:

Ms = 2.160-66 · (Cr%) - 102 ° (Ni%) - 2620 · (C% + N%)

dove Cr = 10-18%, Ni = 5-12,5%, e C + N = 0,035-0,17%.

indurimento per precipitazione in martensitici si ottiene il riscaldamento a temperature a cui fasi intermetalliche molto sottile - come Ni3Al, Ni3Ti, Ni3 (Al, Ti), NiAl, Ni3Nb, Ni3Cu, carburi, e la fase lave - precipitato.

Una struttura di martensite assicella offre un'abbondanza di siti di nucleazione per la precipitazione di fasi intermetalliche.

Austenitico indurente per precipitazione Tubo in acciaio inox

I tipi austenitici sono le meno diffuse dei tre tipi di precipitazione indurimento acciai inossidabili. Da un punto di vista metallurgico, possono essere considerati i precursori del superleghe a base di nichel e di cobalto-based.Un esempio potrebbe essere il lavoro sul Fe-10Cr-35Ni-1.5Ti-1.5Al legato austenitico indurente per precipitazione, che è stato condotto prima della seconda guerra mondiale.

La temperatura di inizio martensite (Ms), del austenitici indurente per precipitazione inossidabile - come A-286 (AISI 600), 17-10 P e HNM - è così bassa che non può essere trasformata in martensite. Il contenuto di nichel della austenitici precipitazione-tempra inossidabile è sufficientemente elevato per stabilizzare completamente austenite a temperatura ambiente.

La natura altamente stabile della matrice austenitica elimina tutti i potenziali problemi legati alla fragilità, anche a temperature estremamente basse. Gli acciai austenitici inossidabili indurenti per precipitazione sono quindi molto attraente leghe quando si tratta di applicazioni criogeniche.

Il rafforzamento si ottiene la precipitazione del finissima, coerente, intermetallici Ni3Ti fase, quando l'austenite è riscaldato a temperature elevate. Precipitazioni in acciai austenitici indurente per precipitazione inossidabile è molto più lento rispetto a uno o martensitico semiaustenitic indurente per precipitazione acciai inossidabili.Ad esempio, per il raggiungimento di indurimento quasi al massimo in A-286 (AISI 600), 16 ore a 718 ° C (1325 ° F) è obbligatorio.

Come tutti i indurente per precipitazione acciai inossidabili, la resistenza di A-286 (AISI 600) può essere ulteriormente aumentata di lavorazione a freddo prima di invecchiamento.

Gli acciai austenitici inossidabili indurenti per precipitazione non contengono fasi magnetiche e, in generale, hanno una maggiore resistenza alla corrosione rispetto ai martensitici o semiaustenitic indurente per precipitazione inox.

Precipitazioni Semiaustenitic-Tempra d'acciaio inossidabile

Gli acciai semiaustenitic indurente per precipitazione inox sono forniti in condizione metastabile austenitico. Esse possono anche contenere fino al 20% di ferrite delta in equilibrio con la austenite alla temperatura soluzione. La natura metastabile della matrice austenitica dipende dalla quantità di austenite e ferrite stabilizzare elementi stabilizzanti.

La temperatura finale martensite (Mf) degli acciai semiaustenitic indurente per precipitazione inossidabile - come 17-7 PH (AISI 631), 15-7 Mo PH, AM-350, AM-355, e 14-8 Mo PH - è ben sotto della temperatura ambiente.Di conseguenza, la loro microstruttura è prevalentemente austenitica (e molto duttile) su tempra dalla temperatura della soluzione-trattamento.

Dopo la formazione, la trasformazione austenite a martensite è ottenuta mediante un trattamento di condizionamento a circa 750 ° C (1382 ° F), il cui principale obiettivo è quello di aumentare la temperatura Mf alla vicinanza della temperatura ambiente con la precipitazione di carburi di lega (soprattutto ricchi di carburi di cromo M23C6). Questo, a sua volta, riduce il carbonio e il contenuto di cromo l'austenite (si veda la formula di sopra della temperatura dato per signora che dimostra che se l'amount di carbonio disciolto e cromo in austenite è ridotto, la temperatura ms è incrementato in maniera significativa). La trasformazione in martensite è completato sul raffreddamento.

Un criogenico (sottozero) il trattamento è richiesto se un condizionamento ad alta temperatura è utilizzato, di solito 930 ° C a 955 ° C (1706 ° F a 1751 ° F). A temperature così elevate, la quantità di carburi che lega precipitato è relativamente piccolo, rendendo la temperatura Mf ben al di sotto della temperatura ambiente.La forza della martensite in acciaio inossidabile che si forma in questo modo (temperatura di condizionamento +-alta trattamento criogenico) è superiore a quello formato dalla trasformazione a temperature più basse, a causa di un maggiore contenuto di carbonio dei primi.
Date: 2010-03-13 01:55:47
Source: http://www.xooarticles.com/Precipitatio ... Steel.html
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