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Nella scelta dei materiali, le industrie cercano metalli che massimizzino i benefici del loro investimento. L'acciaio inossidabile è una soluzione popolare ed economica per le operazioni che richiedono caratteristiche quali resistenza alla corrosione e alla temperatura, oltre a robustezza e durevolezza. Tuttavia, le caratteristiche specifiche dell'acciaio inossidabile variano a seconda del tipo di acciaio inossidabile.
L'acciaio inossidabile ferritico e austenitico è comunemente utilizzato dai produttori e dalle aziende di fabbricazione. Tuttavia, a causa delle loro diverse microstrutture, questi tipi di acciaio inossidabile possono rispondere in modo diverso a procedure di saldatura simili. Per garantire saldature della massima qualità è essenziale comprendere le differenze tra acciaio inossidabile ferritico e austenitico.
L'acciaio inossidabile ferritico è simile all'acciaio al carbonio in termini di proprietà metallurgiche e microstruttura. Tuttavia, presenta generalmente un contenuto di cromo più elevato (fino al 30%), il che conferisce all'acciaio inossidabile ferritico una forte resistenza alla corrosione. Sebbene l'acciaio ferritico rappresenti circa il 25 percento dell'acciaio inossidabile utilizzato a livello mondiale, presenta anche degli svantaggi. Ad esempio, il basso contenuto di carbonio dell'acciaio ferritico può ridurne la resistenza e la tenacità. Inoltre, l'esposizione a temperature molto elevate può comportare una perdita di duttilità e formabilità. Ciò può rappresentare una sfida durante la saldatura e aumentare la suscettibilità alle cricche da calore e alla fragilità.
L'acciaio inossidabile austenitico, invece, è il tipo più comune di acciaio inossidabile. Viene impiegato in un'ampia gamma di settori, tra cui quello aerospaziale, medico e automobilistico. Questo tipo di acciaio inossidabile non è temprabile tramite trattamento termico. Tuttavia, la lavorazione a freddo può aumentarne la resistenza. Questa caratteristica rende la saldatura dell'acciaio inossidabile austenitico la più efficace tra tutti i tipi di acciaio inossidabile.
Le diverse proprietà meccaniche e le diverse reazioni al trattamento termico possono rendere la saldatura dell'acciaio inossidabile ferritico rispetto a quello austenitico una scelta difficile. Affinché i produttori possano sfruttare appieno il potenziale di questi metalli, è necessaria una valutazione affidabile delle saldature.
La maggior parte dei processi di saldatura ad arco sono adatti alla saldatura di acciaio inossidabile ferritico; tuttavia, è consigliabile ridurre l'apporto termico e mantenere lo spessore al minimo, preferibilmente inferiore a 6 mm. Il controllo del calore riduce la possibilità di crescita dei grani e le sezioni sottili riducono al minimo l'impatto complessivo di una perdita di tenacità nel materiale. Inoltre, l'acciaio austenitico a basso tenore di carbonio può essere utilizzato come materiale di riempimento per ridurre al minimo la perdita di duttilità.
Nel complesso, la saldabilità dell'acciaio inossidabile ferritico è inferiore a quella dell'acciaio inossidabile austenitico. Sebbene non sia temprabile mediante trattamento termico, l'acciaio inossidabile ferritico può essere soggetto a cricche da calore o fragilità se esposto ad alte temperature. Anche la crescita dei grani di ferrite può rappresentare un problema nella zona termicamente alterata, riducendo la duttilità e aumentando la suscettibilità alla corrosione intercristallina.
L'acciaio inossidabile austenitico è facilmente saldabile; tuttavia, è soggetto a cricche a caldo, corrosione puntiforme, deformazione della saldatura e perdita di resistenza alla corrosione. La bassa conduttività termica del metallo rende necessario un basso apporto termico. Sebbene i produttori possano scegliere tra vari processi per la saldatura dell'acciaio inossidabile austenitico, dovranno analizzare la compatibilità del materiale d'apporto. Sono preferibili le bacchette d'apporto con un contenuto di carbonio inferiore e proprietà di resistenza maggiori rispetto alla lega di acciaio austenitico. Ad esempio, un tipo 304 può utilizzare il tipo 308 come materiale di riempimento. È inoltre importante notare che il materiale di riempimento deve essere compatibile con la progettazione e i parametri della saldatura. Per garantire che la resistenza alla corrosione non venga compromessa durante la saldatura, gli operatori devono effettuare una contro-spurgatura con un gas inerte come l'argon.
Le applicazioni di saldatura per acciaio inossidabile ferritico e austenitico possono variare notevolmente. Per ottenere i migliori risultati, i produttori devono possedere una conoscenza approfondita dei parametri di saldatura e dei materiali di apporto, per garantire saldature affidabili e di alta qualità per queste attività. Identificare correttamente le differenze tra acciaio inossidabile ferritico vs austenitico garantirà ai produttori di ottimizzare la saldabilità del materiale nella loro classe di applicazione, migliorando al contempo la sicurezza e la resistenza dei componenti.