Differenze tra acciaio inossidabile 304, 304l, 316, 316l

L'acciaio inossidabile è un tipo di acciaio. Per acciaio si intende l'acciaio contenente meno del 2% di carbonio (C), mentre oltre il 2% si parla di ferro. Durante il processo di fusione, vengono aggiunti elementi di lega come cromo (Cr), nichel (Ni), manganese (Mn), silicio (Si), titanio (Ti) e molibdeno (Mo) per migliorare le prestazioni dell'acciaio e renderlo resistente alla corrosione (cioè antiruggine), quello che comunemente chiamiamo acciaio inossidabile.

Acciaio: materiale costituito principalmente da ferro, con un contenuto di carbonio generalmente inferiore al 2% e altri elementi. ——GB/T 13304-91 "Classificazione degli acciai"

Ferro: elemento metallico con numero atomico 26. I materiali ferrosi presentano un forte ferromagnetismo, nonché buona plasticità e conducibilità termica.

Acciaio inossidabile: tipo di acciaio resistente a mezzi corrosivi deboli come aria, vapore e acqua, oppure dotato di proprietà inossidabili. I tipi di acciaio comunemente utilizzati sono 304, 304L, 316 e 316L, che appartengono agli acciai della serie 300 degli acciai inossidabili austenitici.

Durante il processo di fusione dell'acciaio inossidabile, vengono aggiunti diversi elementi di lega in quantità differenti. Anche le loro proprietà sono diverse. Per distinguerli, vengono assegnate diverse qualità dell'acciaio. Di seguito è riportata una tabella del contenuto degli "elementi di lega" delle diverse qualità dei comuni acciai inossidabili decorativi, fornita esclusivamente a titolo di riferimento:

Composizione chimica (frazione massica, %)

Acciaio inossidabile 304

Introduzione alle prestazioni L'acciaio inossidabile 304 è il tipo di acciaio più comune. Essendo un acciaio ampiamente utilizzato, presenta una buona resistenza alla corrosione, resistenza al calore, resistenza alle basse temperature e buone proprietà meccaniche; ha buone proprietà di lavorazione a caldo, come la punzonatura e la piegatura, e non presenta fenomeni di indurimento dovuti al trattamento termico (non magnetico, temperatura di utilizzo conveniente -196℃～800℃).

Ambito di applicazione Articoli per la casa (stoviglie di categoria 1 e 2, armadi, tubazioni interne, scaldabagni, caldaie, vasche da bagno) Componenti automobilistici (tergicristalli, silenziatori, prodotti stampati) Attrezzature medicali, materiali da costruzione, industria chimica, industria alimentare, agricoltura, componenti navali.

Acciaio inossidabile 304L - (L sta per basso tenore di carbonio)

Introduzione alle prestazioni In quanto acciaio 304 a basso tenore di carbonio, la sua resistenza alla corrosione è simile a quella dell'acciaio 304 in condizioni generali, ma dopo la saldatura o la distensione, la sua resistenza alla corrosione intergranulare è eccellente; può inoltre mantenere una buona resistenza alla corrosione senza trattamento termico e la temperatura di esercizio è -196℃～800℃.

Campo di applicazione Viene utilizzato per macchinari all'aperto nei settori chimico, del carbone e petrolifero con elevati requisiti di resistenza alla corrosione intergranulare, per componenti resistenti al calore dei materiali da costruzione e per parti difficili da sottoporre a trattamento termico.

Acciaio inossidabile 316

Introduzione alle prestazioni Grazie all'aggiunta di molibdeno, l'acciaio inossidabile 316 presenta un'eccellente resistenza alla corrosione, alla corrosione atmosferica e alle alte temperature e può essere utilizzato in condizioni difficili; presenta un eccellente incrudimento (non magnetico). Campo di applicazione Apparecchiature per la produzione di acqua marina, prodotti chimici, coloranti, carta, acido ossalico, fertilizzanti e altri prodotti; apparecchiature fotografiche, industria alimentare, strutture costiere, funi, barre per CD, bulloni, dadi.

Acciaio inossidabile 316L - (L sta per basso tenore di carbonio)

Introduzione alle prestazioni In quanto acciaio della serie 316 a basso tenore di carbonio, oltre ad avere le stesse caratteristiche dell'acciaio 316, presenta un'eccellente resistenza alla corrosione intergranulare.

Campo di applicazione Prodotti con requisiti speciali di resistenza alla corrosione intergranulare.

Confronto delle prestazioni

Composizione chimica

L'acciaio inossidabile 316 e l'acciaio inossidabile 316L sono acciai inossidabili contenenti molibdeno. Il contenuto di molibdeno nell'acciaio inossidabile 316L è leggermente superiore a quello dell'acciaio inossidabile 316. Grazie al molibdeno presente nell'acciaio, le prestazioni complessive di questo acciaio sono superiori a quelle degli acciai inossidabili 310 e 304. In condizioni di alta temperatura, quando la concentrazione di acido solforico è inferiore al 15% e superiore all'85%, l'acciaio inossidabile 316 ha un'ampia gamma di applicazioni. L'acciaio inossidabile 316 presenta inoltre una buona resistenza alla corrosione da cloruri, quindi viene solitamente utilizzato in ambienti marini. L'acciaio inossidabile 316L ha un contenuto massimo di carbonio dello 0,03% e può essere utilizzato in applicazioni in cui non è possibile eseguire la ricottura dopo la saldatura e in cui è richiesta la massima resistenza alla corrosione.

Resistenza alla corrosione L'acciaio inossidabile 316 ha una resistenza alla corrosione superiore a quella dell'acciaio inossidabile 304 e offre una buona resistenza alla corrosione nel processo di produzione della pasta di cellulosa e della carta. L'acciaio inossidabile 316 è inoltre resistente agli ambienti marini e alle atmosfere industriali corrosive.

In generale, non c'è molta differenza tra l'acciaio inossidabile 304 e l'acciaio inossidabile 316 in termini di resistenza alla corrosione chimica, ma esistono differenze in determinati ambienti specifici.

Il primo acciaio inossidabile sviluppato fu il 304, sensibile alla corrosione per vaiolatura in determinate circostanze. L’aggiunta di un ulteriore 2-3% di molibdeno può ridurre questa sensibilità, dando così origine al 316. Inoltre, questo molibdeno aggiuntivo può ridurre la corrosione causata da alcuni acidi organici caldi.

L’acciaio inossidabile 316 è ormai diventato un materiale standard nell’industria alimentare e delle bevande. A causa della carenza globale di molibdeno e del maggiore contenuto di nichel nell’acciaio inossidabile 316, l’acciaio inossidabile 316 è più costoso dell’acciaio inossidabile 304. La corrosione per vaiolatura è un fenomeno causato principalmente dalla corrosione da deposito sulla superficie dell’acciaio inossidabile, dovuta alla mancanza di ossigeno e all’impossibilità di formare uno strato protettivo di ossido di cromo.

Soprattutto nelle valvole di piccole dimensioni, la probabilità che si formino depositi sulla piastra della valvola è ridotta, quindi la corrosione per vaiolatura si verifica raramente. Nei vari tipi di acqua (acqua distillata, acqua potabile, acqua di fiume, acqua di caldaia, acqua di mare, ecc.), la resistenza alla corrosione dell’acciaio inossidabile 304 e dell’acciaio inossidabile 316 è quasi identica, a meno che il contenuto di ioni cloruro nel fluido non sia molto elevato; in tal caso, l’acciaio inossidabile 316 è più adatto.

Nella maggior parte dei casi, non vi è molta differenza nella resistenza alla corrosione dell’acciaio inossidabile 304 e dell’acciaio inossidabile 316, ma in alcuni casi può esservi una grande differenza, che richiede un’analisi specifica delle circostanze specifiche. In generale, gli utenti delle valvole dovrebbero avere le idee chiare, poiché sceglieranno il materiale del contenitore e della tubazione in base al fluido. Non è consigliabile raccomandare materiali agli utenti.

Resistenza al calore

Nell’uso intermittente al di sotto di 1600 gradi e nell’uso continuo al di sotto di 1700 gradi, l’acciaio inossidabile 316 presenta una buona resistenza all’ossidazione. È preferibile non utilizzare continuamente l’acciaio inossidabile 316 nell’intervallo di 800-1575 gradi, ma quando l’acciaio inossidabile 316 viene utilizzato continuamente al di fuori di questo intervallo di temperatura, presenta una buona resistenza al calore. L’acciaio inossidabile 316L ha una resistenza alla precipitazione dei carburi superiore a quella dell’acciaio inossidabile 316 e può essere utilizzato nell’intervallo di temperatura sopra indicato.

Trattamento termico

Ricottura nell’intervallo di temperatura di 1850-2050 gradi, quindi ricottura rapida e successivo raffreddamento rapido. L’acciaio inossidabile 316 non può essere indurito mediante surriscaldamento.

Saldatura

L'acciaio inossidabile 316 offre buone prestazioni di saldatura. Può essere saldato con tutti i metodi di saldatura standard. Durante la saldatura, è possibile utilizzare bacchette o elettrodi d'apporto in acciaio inossidabile 316Cb, 316L o 309Cb, a seconda dello scopo. Per ottenere la migliore resistenza alla corrosione, la sezione saldata dell'acciaio inossidabile 316 deve essere sottoposta a ricottura dopo la saldatura. Se si utilizza acciaio inossidabile 316L, non è necessaria alcuna ricottura post-saldatura.

Proprietà meccaniche

Tra tutti gli acciai, l'acciaio inossidabile austenitico ha il limite di snervamento più basso. Pertanto, dal punto di vista delle proprietà meccaniche, l'acciaio inossidabile austenitico non è il materiale migliore per gli steli delle valvole, perché, per garantire una determinata resistenza, il diametro dello stelo della valvola aumenterà. Il limite di snervamento non può essere aumentato mediante trattamento termico, ma può essere aumentato mediante formatura a freddo.

Magnetismo

A causa dell'ampia applicazione dell'acciaio inossidabile austenitico, si è diffusa l'errata impressione che tutti gli acciai inossidabili siano amagnetici. Per l'acciaio inossidabile austenitico, si può sostanzialmente considerare che sia amagnetico, e ciò è vero per l'acciaio forgiato temprato. Tuttavia, il 304 sottoposto a formatura a freddo sarà più o meno magnetico. Per l'acciaio colato, se è acciaio inossidabile austenitico al 100%, è amagnetico.

Acciaio inossidabile a basso contenuto di carbonio

La resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile austenitico deriva dallo strato protettivo di ossido di cromo che si forma sulla superficie del metallo. Se il materiale viene riscaldato a una temperatura elevata compresa tra 450℃ e 900℃, la struttura del materiale cambia e il carburo di cromo si forma lungo il bordo dei grani. In questo modo, lo strato protettivo di ossido di cromo non può formarsi lungo il bordo dei grani, con conseguente riduzione della resistenza alla corrosione. Questo tipo di corrosione è chiamato "corrosione intergranulare".

Pertanto, sono stati sviluppati l'acciaio inossidabile 304L e l'acciaio inossidabile 316L per contrastare questa corrosione. Sia l'acciaio inossidabile 304L sia l'acciaio inossidabile 316L hanno un contenuto di carbonio inferiore. Poiché il contenuto di carbonio è ridotto, non si formerà carburo di cromo e non si verificherà corrosione intergranulare. Va notato che una maggiore sensibilità alla corrosione intergranulare non significa che i materiali non a basso contenuto di carbonio siano più soggetti alla corrosione.

Questa sensibilità è inoltre maggiore in un ambiente ad alto contenuto di cloro.