Se si cerca un materiale che lavori in modo affidabile se sottoposto a vari tipi di condizioni agressive, la scelta solitamente cade su un acciaio austenitico piuttosto comune, l’AISI 316 anche designato con il numero 1.4401 ma dai più conosciuto come acciaio inossidabile 18-10.
Ma le caratteristiche che rendono l’
AISI 316 cosi versatile sono tante, la principale una buona resistenza alla corrosione, e una significativa resistenza alla ossidazione caldo che è buona fino a temperature di 850°C. Questo grazie alla percentuale di cromo e di nichel in lega che conferiscono questa caratteristica.
Versatile perché di facile lavorazione, anche se la saldabilità nella versione normale non è particolarmente elevata. L’ AISI 316 viene solitamente lavorato per deformazione a freddo che risulta particolarmente buona, ma è anche altrettanto buona la lavorazione per asportazione di truciolo.
L’ AISI 316 viene utilizzato nella realizzazione di valvole, raccorderia e flange il cui utilizzo tipico è nell’impiantistica di settori industriali come il tessile, il chimico, la conceria, il cartario. Viene anche utilizzato in impiantistica navale ed aeronautica, ma soprattutto nell’industria alimentare.
L’acciaio inossidabile AISI-316: chimica e caratteristiche
Nel mondo della raccorderia e dell’idraulica, gli acciai inossidabili assumono un ruolo centrale e prioritario grazie alle caratteristiche meccaniche, chimiche e di resistenza alla corrosione che li qualificano. Tra questi, gli acciai inossidabili austenitici, ed in particolare l’acciaio AISI-316, sono un materiale cardine per questa tipologia di applicazioni.
La chimica dell’acciaio AISI-316
L’acciaio AISI-316 (così chiamato mediante il metodo di designazione americano) è anche definitivo X5CrNimo17-12-2. Tale designazione consente di individuare gli elementi principali che lo costituiscono:
- 0,05% di carbonio: principale elemento in lega degli acciai;
- Circa 17% di cromo: percentuale fondamentale per le caratteristiche degli acciai inossidabili;
- Circa 12% di nichel: anche in questo caso è una percentuale centrale per rientrare nel campo degli acciai inossidabili.
- 2% circa di molibdeno: è utile per migliorare un punto di debolezza classico dell’acciaio AISI-304, ovvero la corrosione elettrolitica, altrimenti definita “pitting”.
- Mn e Si sono rispettivamente intorno al 2% e all’1%.
Le caratteristiche dell’acciaio AISI-316
Dopo aver descritto brevemente la chimica dell’acciaio, è opportuno andare ad analizzare le caratteristiche meccaniche e non solo. E’ importante sottolineare che seppur la chimica e le proprietà vengano analizzate separatamente, non è possibile scinderle completamente, così come non è possibile farlo con il metodo produttivo, i parametri di produzione, le condizioni di esercizio e il design del componente per cui l’acciaio è stato scelto.
Le caratteristiche principali sono:
- Proprietà meccaniche elevate tipiche degli acciai: sia lo snervamento che la rottura presentano valori classici degli acciai. La resistenza, inoltre, può essere incrementata mediante incrudimento andando a deformare il materiale a freddo.
- Buona lavorabilità: è una caratteristica fondamentale per trasformare il materiale in un manufatto;
- Resistenza alla corrosione: grazie alla presenza del cromo, del nichel e del molibdeno, l’acciaio presenta una grande resistenza a diversi ambienti corrosivi rendendosi idoneo per numerose applicazioni in campo idrico, anche marino;
- La saldabilità è buona: questa proprietà non è secondaria, soprattutto considerando applicazioni quali i raccordi a saldare.
- Assenza della temperatura di transizione: presentano un comportamento duttile a temperature elevate e a temperature basse. Hanno, quindi, un range applicativo molto esteso che le rende idonee in ambiti molto differenti.
Le principali applicazioni
Sulle base di tutte le caratteristiche enunciate nei paragrafi precedenti appare abbastanza evidente che le applicazioni possano variare dal settore petrolchimico a quello impiantistico e civile. In generale, capire i punti di forza ed applicare il materiale nelle situazioni specifiche più idonee rappresenta la vera sfida che si trovano ad affrontare i progettisti e gli ingegneri coinvolti nel processo decisionale.
Il confronto tra l’acciaio AISI 316 e l’acciaio AISI 304
Nei paragrafi precedenti ci si è concentrati in larga parte sulle caratteristiche dell’acciaio inossidabile austenitico AISI 316, evidenziandone i pregi e i possibili risvolti a livello applicativo.
Per evidenziare ulteriormente le caratteristiche di questo materiale, procediamo con il confronto con un altro acciaio inossidabile austenitico che è largamente diffuso a livello generale: l’acciaio AISI 304.
Le principali differenze che si possono riscontrare tra questi due acciai riguardano la composizione chimica: l’AISI 316 presenta un tenore di molibdeno maggiore rispetto a quello dell’acciaio AISI 304 con una percentuale di circa 2-3%. Ciò che comporta questo dal punto di vista applicativo è che risulta meno sollecitato da fenomeni quali la fessurazione, la corrosione da cloruri e la vaiolatura, ovvero fenomeni largamente diffusi in applicazioni nell’ambito marino, ma diffusi anche nel settore farmaceutico e nel settore chimico.
Vi sono, però, delle differenze anche a livello di costi e lavorabilità: l’acciaio AISI 304, essendo meno legato, risulta anche meno costoso e più facile da lavorare rispetto all’acciaio AISI 316.
Quindi, in generale, si tratta di due acciai con caratteristiche di base molto simili ma che presentano migliori risultati per l’AISI 316. Ciò che può essere importante valutare è che tipologia di applicazioni si troverà ad affrontare il componente in esercizio. Se sono standard e non particolarmente critiche, può bastare un AISI 304, mentre in ambienti più severi meglio far riferimento ad un AISI 316.
