Quattro tipologie di acciaio inossidabile e il ruolo degli elementi di lega:
L'acciaio inossidabile può essere classificato in quattro tipi principali: austenitico, martensitico, ferritico e duplex (Tabella 1). Questa classificazione si basa sulla microstruttura dell'acciaio inossidabile a temperatura ambiente. Quando l'acciaio a basso tenore di carbonio viene riscaldato a 1550 °C, la sua microstruttura cambia da ferrite a temperatura ambiente ad austenite. Durante il raffreddamento, la microstruttura ritorna alla ferrite. L'austenite, che esiste ad alte temperature, non è magnetica e generalmente ha una resistenza inferiore ma una duttilità migliore rispetto alla ferrite a temperatura ambiente.
Quando il contenuto di cromo (Cr) nell'acciaio supera il 16%, la microstruttura a temperatura ambiente si stabilizza nella fase ferritica, mantenendo la ferrite in tutti gli intervalli di temperatura. Questo tipo di acciaio è definito acciaio inossidabile ferritico. Quando sia il contenuto di cromo (Cr) che quello di nichel (Ni) superano il 7%, la fase austenitica si stabilizza, mantenendo l'austenite dalle basse temperature fino al punto di fusione.
L'acciaio inossidabile austenitico viene generalmente indicato come tipo "Cr-N", mentre gli acciai inossidabili martensitici e ferritici sono chiamati direttamente tipo "Cr". Gli elementi presenti nell'acciaio inossidabile e nei materiali d'apporto possono essere classificati in elementi che formano austenite ed elementi che formano ferrite. I principali elementi che formano austenite includono Ni, C, Mn e N, mentre i principali elementi che formano ferrite includono Cr, Si, Mo e Nb. Regolando il contenuto di questi elementi è possibile controllare la proporzione di ferrite nel giunto di saldatura.
L'acciaio inossidabile austenitico, soprattutto se contiene meno del 5% di azoto (N), è più facile da saldare e offre una migliore qualità di saldatura rispetto agli acciai inossidabili con un contenuto di N inferiore. I giunti saldati in acciaio inossidabile austenitico presentano una buona resistenza e duttilità, eliminando spesso la necessità di trattamenti termici pre e post-saldatura. Nel campo della saldatura dell'acciaio inossidabile, l'acciaio inossidabile austenitico rappresenta l'80% di tutto l'acciaio inossidabile utilizzato, pertanto è l'oggetto principale di questo articolo.
Come scegliere il correttosaldatura dell'acciaio inossidabileMateriali di consumo, fili ed elettrodi?
Se il materiale di base è lo stesso, la prima regola è "abbinare il materiale di base". Ad esempio, se il carbone viene saldato all'acciaio inossidabile 310 o 316, si sceglie il materiale corrispondente al carbone. Quando si saldano materiali dissimili, si segue la linea guida di selezionare un materiale di base con un elevato contenuto di elementi di lega. Ad esempio, quando si salda l'acciaio inossidabile 304 e 316, si scelgono materiali d'apporto per saldatura di tipo 316. Tuttavia, esistono anche molti casi particolari in cui il principio di "abbinare il metallo di base" non viene seguito. In questo scenario, è consigliabile "fare riferimento alla tabella di selezione dei materiali d'apporto per saldatura". Ad esempio, l'acciaio inossidabile di tipo 304 è il materiale di base più comune, ma non esiste una bacchetta di saldatura di tipo 304.
Se il materiale di saldatura deve corrispondere al metallo base, come si sceglie il materiale di saldatura per saldare filo ed elettrodo in acciaio inossidabile 304?
Quando si salda l'acciaio inossidabile 304, si consiglia di utilizzare materiali d'apporto per saldatura di tipo 308, poiché gli elementi aggiuntivi presenti in questo tipo di acciaio inossidabile stabilizzano meglio la zona di saldatura. Anche il 308L rappresenta una valida alternativa. La lettera L indica un basso contenuto di carbonio; l'acciaio inossidabile 3XXL ha un contenuto di carbonio dello 0,03%, mentre l'acciaio inossidabile 3XX standard può contenerne fino allo 0,08%. Poiché i materiali d'apporto per saldatura di tipo L appartengono alla stessa classificazione dei materiali d'apporto non di tipo L, i produttori dovrebbero valutare l'utilizzo di materiali d'apporto di tipo L separatamente, in quanto il loro basso contenuto di carbonio può ridurre la tendenza alla corrosione intergranulare. L'autore ritiene che, qualora i produttori desiderassero migliorare i propri prodotti, i materiali gialli di tipo L troverebbero una maggiore diffusione. I produttori che utilizzano il metodo di saldatura GMAW stanno anche prendendo in considerazione l'utilizzo dell'acciaio inossidabile di tipo 3XXSi, poiché il SI può migliorare la bagnabilità e ridurre le perdite. Nel caso in cui il pezzo di carbone presenti una punta più alta o la connessione del bagno di saldatura sia scarsa in corrispondenza del cordone di saldatura angolare a bassa velocità o a sovrapposizione, l'uso di un filo di saldatura protetto da gas contenente S può inumidire il giacimento di carbone e migliorare la velocità di deposizione.
Data di pubblicazione: 26 settembre 2023