Acciai inossidabili Martensitici

I tipi di acciai Martensitici contengono come elemento caratterizzante quasi esclusivamente il cromo, dal livello più basso atto a garantire l’inossidabilità del materiale (10%) fino ad un massimo del 18%. Come conseguenza hanno il pregio di essere gli acciai inossidabili meno costosi; sono però i meno resistenti alla corrosione. Il tenore di carbonio può arrivare fino a 1,20% e permette di contrastare col suo elevato potere austenitizzante l’effetto ferritizzante del cromo. Pertanto come la maggioranza dei tipi di acciaio, il diagramma di stato di questi tipi presenta una struttura α magnetica a bassa temperatura ed una struttura γ non magnetica alle alte temperature, rendendo possibile il trattamento termico di tempra.

A seguito del trattamento termico di tempra si otterrà una durezza che sarà tanto più elevata quanto più alto è il tenore di C; le caratteristiche di tenacità saranno ovviamente limitate ma se ne potrà recuperare una buona parte con un successivo trattamento di rinvenimento. Infatti, con un rinvenimento a 200 °C-300 °C (distensione) si ha un apprezzabile recupero di tenacità senza perdere quasi nulla in durezza. Con un rinvenimento a 600 °C si ha un notevole aumento di tenacità accompagnato da una conseguente riduzione di durezza che per molte applicazioni è ancora assai valida e desiderata. Gli inossidabili martensitici non sono adatti per essere impiegati a temperatura al di sotto di quella ambiente in quanto per la maggior parte di essi la temperatura di transizione è superiore a 0 °C. Pertanto già a questa temperatura diventano fragili e sotto zero perdono quasi tutta la loro tenacità e duttilità. In generale si può affermare che questi acciai presentano discrete proprietà alle basse temperature, del tutto confrontabili con gli acciai da costruzione e da bonifica negli usuali impieghi delle costruzioni meccaniche. Per impieghi a temperatura superiore a quella ambiente questi acciai presentano in generale un carico di rottura e di snervamento superiore a quello dei tipi ferritici ed austenitici fino ad una temperatura di circa 500 °C.

Per quanto riguarda lo scorrimento a caldo, i tipi martensitici presentano caratteristiche migliori rispetto agli acciai al C pur essendo comparabili agli inossidabili ferritici. Non vengono impiegati oltre i 600 °C sia per la minore resistenza all’ossidazione a caldo che per l’inutilità di eseguire operazioni di tempra e rinvenimento per poi avere le stesse caratteristiche degli inossidabili ferritici. La resistenza alla corrosione di questi tipi è inferiore a quella presentata dagli altri inossidabili, anche se molto superiore a quella degli acciai al C. In genere resistono ad atmosfere rurali non inquinate, acque dolci e prodotti chimici di bassa aggressività non ossidanti né riducenti, quali soluzioni debolmente alcaline ed acidi organici diluiti. Non si registrano variazioni apprezzabili della resistenza alla corrosione dopo rinvenimento di distensione, mentre nel campo del rinvenimento 400-500 °C essa diminuisce notevolmente perché avviene la formazione di carburi di cromo, impoverendo la resistenza alla corrosione.

AISI 403
Anche se storicamente non è stato il primo tipo di acciaio martensitico utilizzato ed anche se non è quello di più largo consumo, per convenienza si considera come il tipo di riferimento per la serie che si sta illustrando. Può essere utilizzato sia allo stato temprato e disteso che allo stato temprato e rinvenuto a 600 °C. È l’acciaio tipico per le palette da turbina e per qualsiasi particolare soggetto a tensioni elevate.

Acciai inossidabili Martensitici

Cappa di aspirazione

AISI 410
È il tipo di più larga utilizzazione di questa serie, disponibile in prodotti di qualsiasi forma. È altrettanto economico del tipo precedente del quale presenta le stesse possibilità di trattamento termico con le stesse proprietà meccaniche e di resistenza alla corrosione. Tra i numerosi impieghi specifici citiamo: alberi per pompe, boccole, bulloni, tramogge, coltelleria, utensili, macchinari per miniere, viti, valvole, particolari per motori a reazione.

Acciai inossidabili Martensitici

Cono portautensile

AISI 420
È il prototipo degli acciai inossidabili martensitici. Si iniziò ad utilizzarlo per coltelleria ed ancora oggi questo è il suo fine principale in quanto viene preferito al tipo AISI 410 per le sue maggiori capacità di taglio e di tenuta del filo, dovute ad un tenore di carbonio circa doppio. viene utilizzato nelle condizioni di temprato e disteso a 200-300 °C; in questo stato può superare facilmente i 50 HRC con carichi di rottura di circa 160 kg/mm2 ed ancora un allungamento del 10%, con proprietà di resistenza alla corrosione pari a quelle dell’AISl 410 nelle stesse condizioni di trattamento. Altri impieghi tipici sono gli strumenti chirurgici, valvole, particolari ad elevata resistenza all’usura, utensileria, lame da taglio, forme per vetro.

Acciai inossidabili Martensitici

Disco freno

AISI 440 A
L’elevato tenore di C conferisce a questo tipo, dopo tempra e rinvenimento di distensione, una eccezionale durezze (55 HRC), un carico di rottura di 180 kg/ mm2 con un allungamento del 5%. Come per il tipo AISI 420 sono da evitare trattamenti di rinvenimento oltre i 250 °C. La più elevata percentuale di Cr (17%) viene aggiunta per compensare la perdita di questo elemento nella matrice durante la formazione di carburi anch’essi di una notevole resistenza alla corrosione. Per questo tipo di acciaio esiste la classe B e C che contengono tenori di C sempre più elevati, mentre la classe F contiene una percentuale di zolfo che incrementa la lavorabilità alla macchine utensili. L’elevata durezza conferitagli dalla matrice martensitica e dai carburi lo rendono particolarmente adatto nei casi dove si richiedono elevata resistenza all’usura, valvole, coltelleria, strumenti chirurgici.

Acciai inossidabili Martensitici

Microcuscinetti in AISI 440

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