Volume 2: parte seconda

CARATTERISTICHE DELLA BULLONERIA E PROCEDIMENTI DI FABBRICAZIONE La bulloneria di piccole o medie dimensioni ad alta resistenza è generalmente prodotta in grandi serie per formatura a freddo, mentre quella di grandi dimensioni mediante formatura a caldo. Talvolta si preferisce la lavorazione meccanica con asportazione di truciolo, scelta soprattutto quando si devono produrre piccoli lotti o viti speciali d’altissima precisione ottenibili soltanto con questa tecnologia. Grandi serie di viti lavorate meccanicamente si possono ottenere economicamente solo usando acciai automatici ad altissima lavorabilità (vedi capitolo settimo di questo volume).

La formatura a freddo è la tecnica più economica e, come la formatura a caldo, conferisce ai prodotti migliore resistenza meccanica, per la continuità e la disposizione ottimale delle fibre, prevalentemente parallele alla superficie del prodotto finito. Ciò consente di caricare il componente quasi sempre in direzione longitudinale o a flessione della fibra e, solo raramente, in direzione trasversale, come invece avviene nei prodotti ottenuti con asportazione di truciolo.

Le proprietà richieste all’acciaio di partenza sono diverse, secondo la tecnologia scelta per la fabbricazione della bulloneria.

Per la formatura a freddo, la principale proprietà richiesta è la deformabilità, ma sono importanti anche l’omogeneità, la microstruttura, la duttilità e la qualità superficiale del prodotto di partenza, come si è ampiamente detto nel decimo capitolo della prima parte del secondo volume.

Per la formatura a caldo è richiesta una buona fucinabilità o stampabilità (deformabilità a caldo).

Se si opta per la fabbricazione mediante asportazione di truciolo, la caratteristica essenziale è la lavorabilità alle macchine utensili, che è anche richiesta quando è necessario finire il prodotto per ottenere tolleranze molto strette dopo formatura. Se il requisito della lavorabilità è tale da imporre l’uso d’acciai automatici, bisogna ricordare che gli elementi di lega aggiunti per favorire la frammentazione del truciolo fanno generalmente diminuire le caratteristiche meccaniche e riducono alquanto la deformabilità a freddo e a caldo. Per questa ragione gli acciai automatici sono generalmente usati per la fabbricazione di bulloneria di bassa resistenza.

Le giunzioni tramite viti sono molto sensibili a cedimenti per fatica, favoriti dall’effetto d’intaglio della filettatura sempre molto severo. Per questa ragione devono essere prese opportune precauzioni per migliorare la durata in servizio e per garantire le proprietà meccaniche prescritte dal progetto, con la minima variabilità possibile.

La norma UNI EN ISO 898-1 è la guida indiscussa per definire le caratteristiche meccaniche delle viti e bulloni costruite con i vari tipi d’acciai speciali non legati e legati, acciai inossidabili esclusi, trattati dalle norme UNI EN ISO 3506-1÷4.

La bulloneria di bassa resistenza (classi 3.6÷6.8) è generalmente costruita con acciai non legati, formati a freddo, che induriscono per incrudimento.

Quella di alta resistenza è generalmente costruita con acciai non legati o legati, formati a caldo o a freddo e spesso sottoposti al trattamento termico di bonifica. In tal caso è richiesta una durezza uniforme sull’intera sezione; perciò l’acciaio deve possedere adeguata temprabilità. Le viti fabbricate con modeste deformazioni, come quelle dal gambo lungo, sono spesso costruite con vergella, barre o fili già

bonificati e poi formati a freddo. In questo caso, dopo formatura non è necessario il trattamento termico, ma è indispensabile partire da materia prima bonificata assai uniformemente per tutta la lunghezza delle barre o rotoli.

Gli acciai da cementazione, usati per viti o bulloni speciali (per esempio le viti autofilettanti), devono essere adatti per la tempra diretta dopo cementazione. Perciò devono possedere grano fine, ovvero G > 5 UNI 3245, metodo Mc Quaid Ehn. Per la bulloneria che deve resistere alla corrosione in ambienti aggressivi, sono usati acciai inossidabili. Possono essere ferritici o austenitici, formati a freddo o a caldo, o martensitici bonificati. Secondo il procedimento usato per la fabbricazione del prodotto, devono possedere buona formabilità a caldo o a freddo, o lavorabilità migliorata.

Una grande varietà d’acciai non legati sono usati per la fabbricazione dei dadi, che spesso sono destinati alla saldatura, soprattutto nelle applicazioni automobilistiche. Questi acciai devono possedere idoneità alla saldatura, tanto migliore quanto più basso è il carbonio equivalente. Spesso la saldatura avviene per resistenza, che riscalda notevolmente il componente di fissaggio, alterandone le proprietà meccaniche, soprattutto se ottenute per incrudimento (formatura a freddo). Questa ipotesi deve essere attentamente considerata durante la progettazione.

Particolare attenzione va posta sulla qualità superficiale e sull’accuratezza dimensionale dei prodotti d’acciaio usati per la costruzione della bulloneria. Le prescrizioni della norma UNI 7620 sulle tolleranze dimensionali di tondi o vergella sono generalmente sufficienti per costruire la bulloneria commerciale.

Osservazioni e precauzioni per il trattamento termico post saldatura degli acciai inossidabili Di solito i pezzi saldati d’acciai inossidabili non sono sottoposti ad alcun trattamento termico, salvo i martensitici, che sono sottoposti ad un ulteriore rinvenimento alle temperature indicate in tabella 2.32.

Durante il riscaldamento di saldatura, nelle strutture contenenti ferrite di acciai austeno-ferritici od austenitici ad elevato contenuto di Cr e Mo possono formarsi fasi intermetalliche indesiderate che devono essere ridisciolte con un trattamento termico post saldatura. Poiché la maggior parte dei metalli d’apporto sono più legati rispetto agli acciai da saldare, è talvolta necessaria una temperatura minima di solubilizzazione più alta di quella indicata nelle tabelle 2.33 e 2.34.

Nel caso di saldatura d’acciai totalmente austenitici bisognerebbe verificare che le caratteristiche meccaniche dei giunti saldati eventualmente trattati termicamente siano conformi alle prescrizioni della norma UNI EN 10028-7.

Durante il trattamento termico in aria è possibile che si verifichi l’ossidazione delle superfici. Se il trattamento termico è condotto in atmosfera controllata non neutra è possibile la cementazione dei pezzi. In ogni caso si può verificare la distorsione dei pezzi saldati. Nel primo caso è necessario il decapaggio, nel secondo l’acciaio perde l’inossidabilità con gravissimo danno e nel terzo s’incontrano difficoltà nella raddrizzatura, non sempre possibile.

Di conseguenza, il trattamento termico dopo saldatura degli acciai austeno-ferritici (duplex) ed austenitici dovrebbe essere evitato. Per questa ragione dovrebbe essere predisposta una procedura di saldatura (WPS) adeguata e possibilmente validata, prima di eseguire il processo.

In casi particolari, per esempio per i pezzi di grosso spessore di acciai austenitici, la necessità di ridurre le tensioni ed evitare la corrosione intergranulare, la tensocorrosione o la corrosione-fatica, suggerisce di eseguire un adeguato trattamento termico di solubilizzazione post saldatura alle temperature indicate in tabella 2.34, cioè mediamente più basse di quelle consigliate per la consueta solubilizzazione. Tale trattamento termico è definito ricottura di stabilizzazione per gli acciai contenenti niobio e titanio e ricottura di distensione per i tipi a basso tenore di carbonio non stabilizzati. Questo trattamento non è consigliato per gli acciai austenitici non inseriti in tabella 2.36.

Tabella 2.36. Temperature consigliate e mezzo di spegnimento per il trattamento post saldatura di acciai austenitici. Per i tipi non considerati in tabella si sconsiglia il trattamento post saldatura.

Designazione acciaio Temperatura1) Raffreddamento simbolica numerica °C X2CrNiN18-7 1.4318 X2CrNi18-9 1.4307 900÷940 X2CrNi19-11 1.4306 aria X2CrNiN18-10 1.4311 X6CrNiTi18-10 1.4541 X6CrNiTiB18-10 1.4941 900÷9502) X2CrNiMo17-12-2 1.4404 X2CrNiMoN17-11-2 1.4406 aria 960÷10403) X2CrNiMo17-12-3 1.4432 forzata X2CrNiMo18-14-3 1.4435 X2CrNiMoN17-13-5 1.4439 X5NiCrAlTi31-20 1.4958 900÷9502) X8NiCrAlTi32-21 1.4959 aria X3CrNiMoBN17-13-3 1.4910 X6CrNiNb18-10 1.4550 900÷940 X8CrNiNb16-13 1.4961 900÷9502)

X2CrNiMoN17-13-3 1.4429 aria 960÷10403) X2CrNiMoN18-12-4 1.4434 forzata X2CrNiMo18-15-4 1.4438 Note alla tabella 2.36.

1. Il tempo minimo di mantenimento in temperatura è 30 minuti.

2. Trattamento consigliato per pezzi di grosso spessore.

3. Trattamento sconsigliato se per la saldatura si usa metallo d’apporto stabilizzato, cioè contenente Ti o Nb.

In determinati casi il trattamento termico di solubilizzazione post-saldatura può essere effettuato alla normale temperatura di tempra di solubilizzazione, oppure ad una temperatura inferiore a quella di precipitazione dei carburi e delle fasi intermetalliche (sensibilizzazione), cioè a non più di 450 °C. In quest’ultimo caso il trattamento termico attenua soltanto i picchi di tensione.

Il preriscaldo degli acciai austeno-ferritici prima della saldatura è una precauzione assai efficace per ridurre le tensioni al ritiro trasversale nel caso delle sezioni saldate di grosso spessore, perché alla temperatura di 200÷250 °C il carico unitario di snervamento è circa la metà di quello a temperatura ambiente. Per questa ragione il preriscaldo risulta spesso più efficace di qualsiasi trattamento termico post-saldatura. Generalmente si consiglia una temperatura di preriscaldo compresa tra 120 e 200 °C, secondo il tipo d’acciaio e dello spessore da saldare. Lo stesso criterio vale per i giunti saldati complessi d’acciai austenitici.

TENACITÀ E COMPORTAMENTO DEI METALLI ALLA FRATTURA Le caratteristiche tensili, la tenacità e il comportamento alla frattura rivestono particolare importanza nelle applicazioni degli acciai. Infatti, è impossibile evitare sempre un sovraccarico locale o esteso a tutta la struttura o al singolo componente, ma si può evitare una frattura catastrofica tramite un adeguato controllo del comportamento del metallo.

Poiché il materiale reagisce diversamente alle condizioni di carico, come allo stato di sollecitazione (mono o multiassiale), alla velocità di deformazione e alla temperatura, non è possibile dare una definizione generale della tenacità. Per ogni applicazione è necessario determinare quali condizioni esistono e come il comportamento del materiale influirà sui componenti della struttura considerata. Così a bassa temperatura, ad alta velocità di deformazione e con uno stato di sollecitazione sfavorevole (per esempio carico biassiale) all’apice di una cricca, anche un modesto sovraccarico può dare origine ad una frattura fragile, cioè una frattura priva di deformazione plastica misurabile microscopicamente.

Questo non dovrebbe mai accadere. Tuttavia le fratture possono avvenire anche sotto condizioni più favorevoli, cioè dopo una deformazione macroscopica, che peraltro dovrebbe manifestarsi solo con sovraccarichi assai maggiori di quelli considerati nella progettazione.

Per spiegare quanto sopra, tenendo conto delle condizioni di carico e del comportamento dei metalli, si descriveranno: • i diversi tipi di frattura che possono manifestarsi nei metalli; • l’influenza dei fattori esterni sul comportamento alla frattura; • le relazioni tra la tenacità e la microstruttura; • i modelli dei processi di frattura.

Non solo le caratteristiche tensili, cioè il carico unitario di snervamento e la resistenza a rottura, sono responsabili del comportamento alla frattura degli acciai, ma anche e soprattutto lo è la tenacità, determinante per il comportamento dei componenti e delle strutture. Poiché la tenacità dipende anche dalle condizioni di carico la definizione di tenacità non è univoca; infatti si distinguono vari tipi di tenacità e precisamente: • la tenacità generica, definita come la proprietà di un materiale di assorbire energia durante la frattura. È generalmente determinata dall’area sotto la curva sollecitazione/deformazione per una provetta di trazione liscia (non intagliata), caricata lentamente fino a frattura; • la tenacità all’intaglio, che rappresenta la capacità di un materiale di assorbire energia durante la frattura di una provetta o struttura intagliata. È generalmente determinata tramite la prova di resilienza su provetta intagliata.

La tenacità all’intaglio è misurata usando vari tipi di provette, come la Charpy V o altre provette destinate alla frattura dinamica o per urto; • la tenacità alla frattura, che rappresenta la capacità del materiale di assorbire energia durante la frattura di una provetta o struttura contenente una cricca, caricata lentamente (KIc) o dinamicamente (KId), in condizioni di deformazione piana.

Uno stato di sollecitazione biassiale (vedi avanti) detto di deformazione piana si genera, quando la deformazione plastica all’apice della cricca è fortemente vincolata. Questa situazione è favorita dalle sezioni di provette o strutture di

grande spessore, dall’alta resistenza e dalla bassa duttilità del materiale. Viceversa lo stato di sollecitazione biassiale detto di sollecitazione piana si genera quando intorno all’apice della cricca si forma una notevole deformazione plastica. Questa situazione è favorita nei materiali duttili con bassa resistenza e nelle sezioni sottili di materiali ad alta resistenza.

La differenza tra le condizioni di deformazione piana e di sollecitazione piana dipende rispettivamente dalla presenza o dall’assenza di vincoli trasversali alla deformazione del materiale vicino all’apice della cricca, come meglio spiegato più avanti.

Non sempre si possono evitare sovraccarichi localizzati od estesi a grandi aree, ma sempre si dovrebbero evitate rotture catastrofiche dei componenti metallici, perché cesserebbe immediatamente la loro funzione di supporto o di trasferimento del carico. Il materiale può reagire in diversi modi, secondo le condizioni di carico, quali lo stato di sollecitazione, la velocità d’applicazione del carico o di deformazione e la temperatura. Per ogni applicazione è necessario determinare quali condizioni esistono e come il comportamento del materiale può influenzare il risultato, per evitare fratture fragili, improvvise, perché non precedute da alcuna deformazione macroscopica.

Le fratture non dovrebbero avvenire tanto meno nelle condizioni più favorevoli, cioè dopo una deformazione macroscopica, perché le condizioni di sovraccarico anche impreviste non dovrebbero mai superare quelle del progetto.

Carburi liberi Gli acciai per cuscinetti ad alto tenore di carbonio (per esempio il 100Cr6 e il 100CrMo7) contengono carburi liberi, che devono essere distribuiti finemente ed omogeneamente nella matrice. Durante la solidificazione si deve evitare la precipitazione dei carburi a bordo grano, come quelli tipici degli acciai ledeburitici (figura 4.23), che non si possono più modificare con i trattamenti termici o con la ricottura dei lingotti prima della laminazione e si ritrovano in macrosegregazioni nelle barre finite, nei tubi, nei pezzi fucinati o stampati, causando non pochi inconvenienti durante le lavorazioni meccaniche o durante i trattamenti termici.

Essi dequalificano i cuscinetti, se presenti in zone critiche.

Un altro tipo di carburo, la cui presenza è da considerare un vero e proprio difetto dell’acciaio, è quello che può precipitare in forma grossolana al contorno del grano austenitico durante il raffreddamento che segue le lavorazioni di formatura a caldo. Talvolta precipita un reticolo continuo (figura 4.24), che non scompare con la successiva ricottura globulare (figura 4.25) o la tempra. In tal caso decade, anche molto, la lavorabilità dell’acciaio e aumenta sensibilmente la fragilità dei cuscinetti, con possibile rischio di sfaldamenti superficiali assai precoci.

Figura 4.23. Carburi ledeburitici in un pezzo microfuso d’acciaio X200Cr12. Attacco picral 4 % - 1000 x.

Figura 4.24. Reticolo di carburi al bordo del grano già austenitico dell’acciaio 100Cr6. Matrice perlitico lamellare.

Attacco Nital 2 % - 1000 x.

Figura 4.25. Influenza del diametro delle barre laminate o della velocità di raffreddamento sulla formazione di reticoli di carburi nell’acciaio 100Cr6. A) Ø 30 mm o raffreddamento veloce; B) Ø 100 mm o raffreddamento lento.

La segregazione di carburi è dovuta alla lenta solidificazione delle parti centrali del lingotto o delle billette colate in continuo, alla segregazione del carbonio, che aumenta col suo contenuto, e alla precipitazione dei carburi che avviene al raffreddamento attraverso la linea ACm (solubilità del carbonio nell’austenite). La segregazione può dar luogo a bande di carburi ipereutettoidici dopo la formatura a caldo, se il raffreddamento è troppo lento. La formazione del reticolo di carburi può essere ridotta diminuendo la temperatura finale di laminazione o di formatura a caldo, o raffreddando più rapidamente le barre laminate, la vergella, i fucinati e gli stampati a caldo.

L’omogeneizzazione ad alta temperatura dei prodotti formati a caldo migliora la microstruttura, ma ne fa aumentare la decarburazione e il costo per la solubilizzazione e ridistribuzione dei carburi.

La figura 4.26 indica il tempo di permanenza e la temperatura necessaria per la totale dissoluzione dei carburi.

I processi di rifusione eliminano o riducono fortemente le segregazioni e le bande di carburi, per la più rapida solidificazione che li contraddistingue.

Recenti studi hanno dimostrato un miglioramento della distribuzione dei carburi e del carico unitario di snervamento ottenuto tramite trattamenti termomeccanici.

Le bande ed i reticoli di carburi sono disomogeneità strutturali indesiderate, ma purtroppo non sono totalmente evitabili negli acciai ipereutettoidici.

Velocità di riscaldamento (°C/s) 2400

100

10

1

0,22

0,05

1300 Austenite + liquido

ACc

Temperatura (°C)

1200

Austenite omogenea Au ete steni rog te ene a

1100

1000 AC1a Austenite + carburi

900

800

Ferrite + Austenite +

AC1b

carburi AC1

700 -1 10

Ferrite + carburi

100

101

102 103 Tempo (s)

104

105

100

10

1

0,22

0,05

2

Grossezza del grano austenitico misurato secondo DIN 50601

Velocità di riscaldamento (°C/s) 2400

1300 ACc

Temperatura (°C)

1200

1100

3 5 7 8

1000

9

AC1a

900

800

AC1b

700 -1 10

100

101

102 103 Tempo (s)

104

105

Figura 4.26. Diagrammi tempo temperatura di dissoluzione dell’acciaio 100Cr6 al riscaldamento continuo. Grano austenitico determinato secondo UNI 3245, Euronorm 103 o DIN 50601.

APPLICAZIONI DEGLI ACCIAI HSLA Gli acciai HSLA furono usati la prima volta negli anni 1960, come profilati e piatti per impieghi strutturali, soprattutto per la loro buona saldabilità. Dagli anni 1970 furono usati anche per le condotte per fluidi caldi o in severe condizioni artiche. Dopo il 1970, per la crisi energetica, si estese l’impiego nelle autovetture ed autocarri, mirato al loro alleggerimento. Nel 1980 si sono sviluppati i fucinati, stampati e getti d’acciaio ad alta resistenza, saldabili o non saldabili, impiegati allo stato grezzo di formatura a caldo, che hanno sostituito gli acciai bonificati in molte applicazioni.

Anche molti particolari per tubazioni, quali curve e nippli, sono spesso costruiti con acciai microlegati.

La storia dello sviluppo della tecnologia HSLA incomincia nel lontano 1939 ed ancora è in pieno sviluppo, come di seguito riassunto: • 1939÷1960: scoperta della microalligazione, usata nei prodotti laminati e nei profilati per impieghi strutturali per raggiungere un carico unitario di snervamento minimo garantito; • 1960÷1965: ricerca e sperimentazione sui meccanismi d’indurimento per precipitazione. Sviluppo della metallurgia di base. Fabbricazione di acciai semicalmati e pienamente calmati. Enfasi sulla sostituzione degli acciai trattati termicamente; • 1965÷1972: ricerca e sperimentazione sui meccanismi che migliorano la tenacità. Sperimentazione sull’affinamento del grano e sulla desolforazione. Messa a punto di acciai laminati a caldo per prodotti piani, tubazioni e profilati strutturali. Sviluppo della laminazione controllata; • 1970÷1976: ricerca e sperimentazione per migliorare la saldabilità e la formabilità. Enfasi sull’abbassamento del carbonio e del carbonio equivalente, riduzione dello zolfo e controllo delle inclusioni. Miglioramento della piegabilità e vendibilità; • dal 1972 ad oggi: studi sulle proprietà secondarie e fabbricazione dell’acciaio. Enfasi sul controllo della frattura duttile/fragile nei tubi e nelle strutture offshore, sulla fatica, sulla resistenza alle cricche indotte da idrogeno e sulla formabilità delle lamiere. Sviluppo della colata continua; • dal 1979 ad oggi: sviluppo di nuove composizioni per cambiamento della disponibilità di elementi di lega. Sviluppo di nuove tecnologie di fabbricazione dell’acciaio, soprattutto nell’elaborazione fuori forno. Attenzione alla degradazione dell’ambiente; • dal 1980 ad oggi: ricerca di più alti valori di resistenza e riduzione dei costi di alligazione e di fabbricazione.

Miglioramento delle tecnologie di laminazione controllata e dei trattamenti termomeccanici.

Gli acciai HSLA sono usati in numerosissime applicazioni e il tipo più idoneo può essere scelto in base alle specifiche proprietà, che derivano dalla composizione chimica e dalla struttura ottenuta con processi di laminazione controllata. Per esempio, il basso contenuto di carbonio ed il carbonio equivalente strettamente controllato garantiscono la saldabilità e una buona tenacità. Il controllo della grossezza del grano permette d’ottenere un elevato snervamento e buona tenacità. L’effetto degli elementi microleganti (principalmente il Nb, V e Ti, ma anche l’Al e, con minore frequenza, l’azoto) è esaltato dai processi di laminazione controllata e il raffreddamento accelerato, se necessario.

Fra le applicazioni più importanti si ricordano i ponti, le costruzioni civili, i piloni degli elettrodotti, i recipienti a pressione, le condotte forzate, le palificazioni, i carri ferroviari, gli autocarri, i rimorchi, le attrezzature per movimento terra, le attrezzature di miniera, le cisterne e le barre nervate di rinforzo per cemento armato.

ACCIAI BASSO LEGATI A MEDIO CARBONIO A questo gruppo appartengono i classici acciai da bonifica, al CrMo (30CrMo4, 35CrMo4 e 40CrMo4) al NiCrMo (40NiCrMo2 e 40NiCrMo7) e al CrV (51CrV4), adatti per fabbricare oggetti di piccolo o grosso spessore, secondo la temprabilità. Essi sono impiegati allo stato temprato e rinvenuto a bassa temperatura (180÷200 °C), per mantenere alto il carico unitario di snervamento.

Appartengono a questo gruppo anche acciai di composizione brevettata, che sono varianti del 40NiCrMo7, quali il 300M (≈ 41SiNiCrMoV7-6), l’AMS6434 (≈ 38NiCrMoV7-3) e il D-6a o D-6ac, messi a punto per raggiungere alti limiti di snervamento allo stato bonificato e quelli considerati dalla normativa tedesca per prodotti destinati al settore aerospaziale: come il 41SiNiCrMoV7-6 e il Il 38NiCrMoV7-3. tipo 300M contiene un’alta concentrazione di silicio, per evitare la fragilità che si manifesta quando l’acciaio è rinvenuto tra i 250 e 350 °C. L’acciaio D-6a (o D-6ac, se VAR), brevettato dall’acciaieria americana Ladish, contiene V, una concentrazione leggermente più alta di C, Cr e Mo e un po’ meno Ni rispetto alla composizione base del SAE 4340 (40NiCrMo7).

La composizione chimica nominale di colata e la corrispondenza con la designazione europea degli acciai UHS basso legati con medio carbonio è riportata in tabella 6.01.

Tabella 6.01. Composizione nominale di acciai UHS basso legati a medio contenuto di carbonio.

Designazione acciaio Composizione chimica (% p.p.)

USA Europa C Mn Si Ni Cr Mo V 4130

30CrMo4

4140

42CrMo4

6150

51CrV4

8640

40NiCrMo2

4340

40NiCrMo7

300M

≈ 41SiNiCrMo V 7-6

D-6a, D-6ac

\

0,28 0,33 0,38 0,43 0,48 0,53 0,38 0,43 0,38 0,43 0,40 0,46 0,42 0,48

0,40 0,60 0,75 1,00 0,70 0,90 0,75 1,00 0,60 0,80 0,65 0,90 0,60 0,90

0,20 0,35 0,20 0,35 0,20 0,35 0,20 0,35 0,20 0,35 1,45 1,80 0,15 0,30

\

\ 0,40 0,70 1,65 2,00 1,65 2,00 0,40 0,70

0,80 1,10 0,80 1,10 0,80 1,10 0,40 0,60 0,70 0,90 0,70 0,95 0,90 1,20

0,15 0,25 0,15 0,25 \

\ \ 0,15 0,25

0,15 \ 0,25 0,20 \ 0,30 0,30 ≥ 0,45 0,05 0,90 0,05 1,10 0,10

Il contenuto di zolfo e fosforo di questi acciai dipende dal tipo di processo di fabbricazione. Le norme prescrivono i seguenti limiti: S ≤ 0,040 % e P ≤ 0,035 %; tuttavia le acciaierie mirano a valori assai più bassi dell’ordine : S ≤ 0,010 % e P ≤ 0,015 %.

L’attuale ricerca sugli acciai UHS basso legati con medio carbonio mira soprattutto a migliorare la tenacità e la duttilità degli acciai esistenti, piuttosto che trovare nuove formulazioni. Ciò è stato ottenuto tramite il miglioramento della purezza e l’omogeneità dell’acciaio, diminuendo il contenuto di inclusioni, controllando la morfologia delle inclusioni, mediante microalligazione con calcio (Ca) e cerio (Ce), come ampiamente descritto nel precedente capitolo, e diminuendo le micro e macrosegregazioni, ovvero migliorando l’omogeneità.

Per migliorare la purezza e l’omogeneità di questi acciai sono usate singolarmente o in combinazione le più moderne tecniche siderurgiche, quali: • il degasaggio sotto vuoto; • la deossidazione con carbonio sotto vuoto; • la fusione ed elaborazione sotto vuoto in forni ad induzione (VIM);

• la rifusione sotto scoria elettroconduttrice (ESR); • la rifusione sotto vuoto (VAR).

Con queste tecniche si è anche ridotta la variabilità delle caratteristiche da colata a colata e si sono migliorate sensibilmente le proprietà sul traverso, riducendo o addirittura eliminando l’anisotropia.

Gli acciai UHS basso legati con medio carbonio sono generalmente formati a caldo (laminati, fucinati e stampati) a temperatura di 1050÷1230 °C, scegliendo di volta in volta la temperatura più appropriata allo specifico acciaio, consigliata dall’acciaieria.

Per evitare cricche tensionali e i fiocchi durante il raffreddamento all’aria, i pezzi fucinati o stampati dovrebbero essere raffreddati in forno o in fossa, coperti da materiale isolante (vermiculite o scoria inerte).

Prima della lavorazione meccanica dovrebbero essere normalizzati a 870÷925 °C, secondo l’acciaio, e rinvenuti a 650÷675 °C, o sottoposti a ricottura isotermica da 815÷845 °C, raffreddando rapidamente fino a circa 550÷650 °C, mantenendo per 1÷3 ore, secondo l’acciaio, e poi raffreddando in aria calma fino a temperatura ambiente, soprattutto quando l’acciaio tende ad indurire durante il raffreddamento in aria dalla temperatura d’austenitizzazione. Questi trattamenti impartiscono all’acciaio una struttura ferritico perlitica, con perlite medio-fine, moderatamente dura e di buona lavorabilità (circa il 50 % dell’acciaio SAE 1212).

La minore durezza s’ottiene con la ricottura di globulizzazione, che conferisce all’acciaio una struttura ferritico perlitica globulare, che tuttavia non è così lavorabile come quella conferita dai trattamenti precedentemente descritti.

Infatti, in questo stato, l’acciaio tende a lacerarsi, il truciolo si frammenta con difficoltà e si forma facilmente il tagliente di riporto sull’utensile. Questa struttura è invece preferibile per le severe operazioni di formatura a freddo, come l’estrusione inversa e l’imbutitura profonda.

Gli acciai UHS basso legati con medio carbonio sono tagliati, cesoiati, punzonati e formati a freddo allo stato ricotto. Il taglio è fatto con seghe, dischi abrasivi o con ossitaglio. In quest’ultimo caso è consigliato preriscaldare l’acciaio a circa 300÷350 °C. Dopo ossitaglio la superficie e soprattutto gli spigoli sono induriti e bisogna sottoporre il pezzo al rinvenimento d’addolcimento o alla ricottura subcritica prima di sottoporlo a lavorazione meccanica o formatura a freddo.

Gli acciai UHS basso legati con medio carbonio possono essere saldati allo stato ricotto o normalizzato e dopo saldatura devono essere trattati termicamente, per conferire loro le caratteristiche meccaniche richieste. I processi di saldatura consigliati sono: • la saldatura ad arco con elettrodo di tungsteno in gas inerte (TIG); • la saldatura ad arco con filo consumabile in gas inerte (MIG); • la saldatura ad arco con elettrodo rivestito; • la saldatura a frizione e a scintillio.

Il metallo d’apporto dovrebbe possedere la stessa composizione del metallo base, ma se non è disponibile, bisognerebbe usare un acciaio medio legato, tale da rispondere al trattamento termico come il metallo base.

Per evitare cricche bisogna preriscaldare le parti da unire e usare più passate, con temperatura d’interpass adeguata. Subito dopo la saldatura bisogna sottoporre l’oggetto saldato a ricottura di distensione o alla bonifica, se prevista.

TIPI D’ACCIAI MARAGING COMMERCIALI Designazione La designazione alfanumerica americana di questi acciai prevede: • un numero che corrisponde alla percentuale nominale di Ni; • la lettera Ni; • in alternativa due o più numeri divisi da una lineetta che indicano rispettivamente la percentuale di Ni, Cr, Mo ed eventualmente Co; • un numero tra parentesi che rappresenta il carico unitario di scostamento dalla proporzionalità Rp0,2, nominale, espresso in unità ksi (1 ksi ≅ 7 MPa).

Per esempio 18Ni(200) significa: “acciaio maraging al 18 % di Ni, normalmente indurito ad un carico unitario di scostamento dalla proporzionalità, Rp0,2 ≥ 1380 MPa (∼200 ksi)”, mentre 12-5-3(200) significa: “acciaio maraging al 12 % Ni, 5 % Cr e 3 % Mo normalmente indurito ad un carico unitario di scostamento dalla proporzionalità, Rp0,2 ≥ 1380 MPa (∼200 ksi)”.

Altri acciai sono designati con la sigla dell’acciaieria che li ha brevettati o dello sponsor che ha finanziato la loro messa a punto, come l’AF1410, prodotto per l’Air Force americana.

Composizione chimica La tabella 7.01 riassume la composizione chimica degli acciai maraging commercialmente più diffusi.

Tabella 7.01. Composizione chimica nominale dei vari tipi commerciali d’acciai maraging.

Composizione in % p.p. a) Tipo Ni Mo Co Ti Al Cr 18Ni(200) 18,0 3,3 8,5 0,2 0,1 18Ni(200) Co free 18,0 3,0 \ 0,7 0,1 18Ni(250) 18,0 5,0 8,5 0,4 0,1 18Ni(250) Co free 18,5 3,0 \ 1,4 0,1 18Ni(250) Low Co b) 18,5 2,6 2,0 1,2 0,1 18Ni(300) 18,0 5,0 9,0 0,7 0,1 18Ni(300) Co free 18,5 4,0 \ 1,9 0,1 18Ni(350) 18,0 4,2 12,5 1,6 0,1 18Ni(350) c) 18,0 4,8 12,5 1,4 0,1 18Ni(cast) 17,0 4,6 10,0 0,3 0,1 12-5-3 (200) 12,0 3,0 \ 0,2 0,3 5,0 AF1410 10,0 1,0 14,0 \ \ 2,0 Note: a) Tutti gli acciai contengono meno dello 0,03 % di C, escluso l’AF1410 che ne contiene 0,13÷0,17 %. b) Contiene 0,10 % di Nb. c) Variante del tipo standard con più Mo e meno Ti.

Il contenuto di elementi di lega degli acciai maraging deve essere progettato per assicurare che: • non si formi ferrite delta anche in minima quantità; • non precipitino fasi intermetalliche fragili; • l’aumento della resistenza sia ottenuto tramite indurimento per precipitazione; • la trasformazione dell’austenite in martensite avvenga a temperatura più alta di quella ambiente, se si vuole evitare il raffreddamento sotto zero; • la composizione sia bilanciata con altri elementi gammageni quando è aggiunto cromo (Cr) per migliorare la resistenza alla formazione di ruggine, visto il suo effetto alfageno (restringe il campo γ).

I tipi 18Ni(200), 18Ni(250) e 18Ni(300) standard sono i più comunemente usati e diffusi. Il tipo 18Ni(350) è una varietà ultraresistente, prodotta in due varianti e quantità

limitata per applicazioni speciali. Il tipo 18Ni(cast) è destinato alla fabbricazione di getti.

Esistono numerosi altri tipi d’acciai maraging, quali gli inossidabili, i super resistenti, quelli senza Co per impieghi nucleari, quelli destinati alla fabbricazione di oggetti di grandi spessori o diametri e quelli con particolari caratteristiche magnetiche. Tuttavia sono usati per applicazioni specifiche e fabbricati appositamente in piccole quantità.

Gli acciai indicati in tabella 7.01 sono reperibili sotto forma di prodotti formati a caldo, quali fucinati, piatti e barre e meno reperibili come lamiere e nastri sottili. I tipi speciali sono prodotti solo nelle forme richieste dalle specifiche applicazioni.

Per reggere ai sovraccarichi meccanici e alle sollecitazioni di progetto, oltre alla resistenza all’usura della superficie, i particolari e gli utensili d’acciaio devono possedere anche un’elevata resistenza meccanica e tenacità a cuore.

I particolari di macchina e gli utensili che devono reggere all’usura sono costruiti tramite colata in getti, formatura a caldo o a freddo, metallurgia delle polveri e anche tramite placcatura con saldatura o spruzzatura al plasma, esattamente come quelli destinati a qualsiasi altra applicazione.

Inoltre possono essere trattati termicamente per conferire soprattutto alle superfici le caratteristiche più idonee per lo specifico impiego. Tutti questi processi di produzione richiedono all’acciaio, secondo il caso, una buona deformabilità, saldabilità e lavorabilità.

CONSIDERAZIONI MICROSTRUTTURALI La microstruttura degli acciai e leghe ferrose resistenti all’usura dipende dalla composizione chimica, dal processo di produzione e dai trattamenti termici. Il carbonio sciolto nell’austenite ad alta temperatura determina la durezza della matrice e l’ammontare d’austenite residua. L’eccesso di carbonio si combina con gli elementi carburigeni presenti nell’acciaio e precipita sotto forma di carburi nella matrice.

Molti elementi formano carburi tipo: • MC, dove M = W, Ta, Ti, Mo, Nb, che sono generalmente grossi e compatti; • M6C, dove M = Mo, W, che possono precipitare come piccole placchette nel grano della matrice o come particelle compatte a bordo grano. Talvolta sono utili per il controllo della grossezza del grano, ma spesso sono deleteri ai fini della tenacità e della resistenza a rottura dell’acciaio; • M7C3, dove M = Cr, che può essere utile quando precipita come particelle di medie dimensioni; • M23C6, dove M = Cr, Mo e W, che possono essere utili quando precipitano nel grano come particelle di medie dimensioni, ma non quando precipitano al bordo grano sotto forma grossolana.

Un alto contenuto di carbonio fa aumentare la resistenza all’usura, perché favorisce l’indurimento della matrice e perché genera carburi, ma diminuisce la tenacità.

Gli altri elementi di lega: • fanno aumentare la temprabilità della matrice, come il cromo (Cr) e il molibdeno (Mo); • incrementano la durezza del carburo di ferro, coprecipitando nel carburo tipo M3C, come il Cr, Mo e il V; • formano carburi singoli o multi elemento assai duri del tipo M23C6, M7C3, M6C e MC, come il Cr, Mo e V (figura 8.04 e tabella 8.02).

Costituenti microstrutturali

Minerali o Materiale abrasivo

TiC 3000 MC

V,Nb

Durezza HV

PROPRIETÀ DEGLI ACCIAI RESISTENTI ALL’USURA Tutti i particolari meccanici e gli utensili, soprattutto quelli usati per l’estrazione dei minerali e per i processi di lavorazione dei metalli, sono soggetti a vari meccanismi d’usura di cui uno è di solito preminente. La resistenza all’usura degli acciai con cui sono costruiti è una caratteristica importante, ma non è l’unica che influenza i risultati.

Data la complessità dei fenomeni, per determinare la resistenza all’usura si dovrebbe verificare il comportamento in esercizio di componenti costruiti con i vari acciai, oppure simulare in laboratorio le condizioni d’esercizio. Tali prove sono però assai lunghe e costose, per cui è prassi dei vari laboratori eseguire prove d’usura non ancora standardizzate, ma ormai diffuse, come la misura della perdita di peso o della misura del solco d’usura nella: • prova di sfregamento di una spina fissa su disco piano in rotazione; • prova di sfregamento di una provetta strisciante su un cuscinetto antagonista; • prova di strisciamento di un cilindretto in rotazione tra due ganasce d’acciaio con spacco a coda di rondine (prova Faville); • prova delle quattro sfere tenute in rotazione sotto un carico definito.

2500

WC

Silicio carburo

2000 M 6C

Corindone

(Mo,W) 1500

Cr7C3

Granato Quarzo

1000

Fe3C

Martensite 500

Perlite Austenite Ferrite 0

Feldspato Vetro Calcite Gesso

Figura 8.04. Paragone della durezza di minerali o materiali abrasivi e quella delle fasi microstrutturali di acciai resistenti all’usura.

Tabella 8.02. Proprietà di carburi di metalli refrattari.

DurezPF E CET δ Struttura Carburi za 3 cristallina °C g/cm GPa µm/mK HV50 TiC 3000 Cubico 3100 4,94 451 7,7 VC 2900 Cubico 2700 5,71 422 7,2 HfC 2600 Cubico 3900 12,76 352 6,6 ZrC 2700 Cubico 3400 6,56 348 6,7 NbC 2000 Cubico 3600 7,80 338 6,7 Cr3C2 1400 Ortorombico 1800 6,66 373 10,3 WC 0001 2200 Esagonale ~2800 15,7 696 5,2 WC 1010 1300 Esagonale ~2800 15,7 696 7,3 Mo2C 1500 Esagonale 2500 9,18 533 7,8 TaC 1800 Cubico 3800 14,50 285 6,3 PF = punto di fusione; δ = densità o massa volumica; E = modulo elastico; CET = coefficiente di dilatazione termica; 0001 e 1010 = forme cristallografiche del WC.

L’aumento della velocità di solidificazione riduce la dimensione media dei carburi primari od eutettici a meno di 1 µm. I carburi secondari, che precipitano dalla matrice in fase solida, sono sempre più piccoli di 1 µm.

Negli acciai ipoeutettici allo stato grezzo di colata è spesso presente un reticolo di carburi, sempre presente negli acciai ipereutettici. La lavorazione a caldo, con finitura a temperatura relativamente bassa, porta ad una fine disper-

sione dei carburi, con qualche allineamento dei carburi primari od eutettici (figura 8.05).

La dimensione e distribuzione dei carburi primari dipende dal processo di produzione, quella dei carburi secondari anche dai trattamenti termici. Le caratteristiche della matrice (durezza e resistenza) dipendono soprattutto dal trattamento termico.

Figura 8.05. Rappresentazione schematica della microstruttura di acciai resistenti all’usura. M: struttura metallica con dendriti e probabile presenza di piccoli carburi secondari (S235JR, C70, X120Mn12); ME1: matrice dendritica circondata da reticolo di carburi eutettici (X210Cr12); PE1: fasi primarie dure (carburi o boruri) circondate da un reticolo di carburi eutettici (ghise bianche, leghe dure); MPE: dendriti metalliche contenenti carburi primari e piccole quantità di carburi eutettici (X120Mn12 + Nb o Ti); PME: come ME1 con precipitazione di un po’ di carburi primari (X210Cr12 + Nb e/o Ti); PES: come PE1 ma con uno scheletro eutettico interconnesso (leghe dure con B > 4 %); MB: bande di carburi ipoeutettici dovute a basso rapporto di formatura a caldo (X210Cr12); MD: dispersione di carburi ipoeutettici dopo un elevato rapporto di formatura a caldo (X155CrVMo12-1).

I CRITERI DI SCELTA E DI TRATTAMENTO DEGLI ACCIAI DA COSTRUZIONE E DA UTENSILI VOLUME 2°, parte seconda: ACCIAI SPECIALI DA COSTRUZIONE Acciai per bulloneria Acciai resistenti allo scorrimento a caldo Acciai per impieghi a bassa temperatura Acciai per cuscinetti volventi Acciai microlegati indurenti per precipitazione (HSLA) Acciai ad elevata resistenza (UHS) Acciai Maraging Acciai resistenti all’usura Acciai inossidabili martensitici Acciai inossidabili ferritici Acciai inossidabili austenitici Acciai inossidabili duplex o austeno-ferritici Acciai inossidabili refrattari o resistenti a caldo Acciai inossidabili indurenti per precipitazione Metodi di prova (2II, 15) Prova di trazione su provetta (2II, 15) Prova di trazione su vite, bullone e prigioniero interi (2II, 15) Prova di torsione (2II, 15) Prove di durezza (2II, 15) Prova di carico su viti (2II, 16) Prova di trazione con appoggio a cuneo su viti intere (2II, 16) Prova di resilienza su provetta (2II, 16) Prova di tenacità della testa (2II, 16) Esame della decarburazione (2II, 17) Misurazione della decarburazione. Metodo microscopico (2II, 17) Misura della decarburazione. Metodo della microdurezza (2II, 17) Prova di secondo rinvenimento (2II, 18) Controllo dei difetti superficiali (2II, 18) Tipi di difetti, definizioni, cause, aspetto e limiti d’accettabilità (2II, 18) Cricche (2II, 18) Cricche di tempra (2II, 18) Cricche di stampaggio (2II, 18) Screpolature di stampaggio (2II, 18) Screpolature di taglio o di scorrimento (2II, 19) Rigature, filature, paglie e pieghe di laminazione (2II, 19) Butterature (2II, 19) Ripiegature (2II, 19) Segni d’utensile (2II, 19) Danneggiamenti (2II, 19) Marcatura delle viti e bulloni (2II, 19) Marcatura di viti/bulloni con filettatura sinistra (2II, 20) Marcatura della confezione (2II, 20) Carico unitario di snervamento a temperatura elevata (2II, 20) BULLONERIA CON CARATTERISTICHE PARTICOLARI PER IMPIEGHI AUTOMOBILISTICI (2II, 20) Acciai per bulloneria per automotive (2II, 21) Caratteristiche meccaniche (2II, 21)

Capitolo Primo ACCIAI PER BULLONERIA (2II, 1) DEFINIZIONI E MECCANICA DEI SISTEMI DI FISSAGGIO FILETTATI (2II, 1) Sollecitazioni di viti e dadi (2II, 2) Dimensionamento dei collegamenti meccanici con bulloni e viti (2II, 2) Verifica della resistenza di un bullone o di una vite (2II, 2) Esempio di calcolo (2II, 3) Distribuzione delle sollecitazioni in viti e bulloni serrati (2II, 4) CARATTERISTICHE DELLA BULLONERIA E PROCEDIMENTI DI FABBRICAZIONE (2II, 4) BULLONERIA FORMATA FREDDO (2II, 5) Caratteristiche e controllo delle proprietà degli acciai per bulloneria formata a freddo (2II, 5) Precauzioni metallurgiche per ottenere le proprietà richieste (2II, 6) DEFORMABILITÀ E FORMATURA A CALDO (2II, 7) Stato di sollecitazione (2II, 8) Influenza del materiale (2II, 8) Metalli monofasici (2II, 8) Metalli polifasici (2II, 9) Fasi liquide (2II, 9) Fragilità al rosso (2II, 9) Fasi solide (2II, 10) Inclusioni (2II, 10) Strutture bifasiche e polifasiche (2II, 10) Precipitazioni (2II, 11) Formabilità a caldo dei diversi gruppi d’acciai (2II, 12) LAVORABILITÀ ALLE MACCHINE UTENSILI (2II, 12) CLASSI DI RESISTENZA E CARATTERISTICHE DELLE VITI, BULLONI E PRIGIONIERI D’ACCIAIO, SECONDO UNI EN ISO 898-1 (2II, 12) Sistema di designazione delle classi di resistenza (2II, 12) Tipi di acciai (2II, 12) Caratteristiche fisiche e meccaniche (2II, 14) Caratteristiche fisiche e meccaniche da verificare (2II, 15) I

Andamento delle fibre (2II, 21) Marcatura (2II, 22) CARATTERISTICHE DEI DADI D’ACCIAIO CON PASSO GROSSO (2II, 22) Sistema di designazione dei dadi (2II, 22) Dadi con altezze nominali ≥ 0,8 D (2II, 22) Dadi con altezze nominali ≥ 0,5 D e < 0,8 D (2II, 22) Capacità di carico dei collegamenti con bulloni (viti e dadi) (2II, 23) Materiali (2II, 25) Caratteristiche meccaniche (2II, 26) Resistenza allo strappamento per dadi con altezza nominale 0,5 ≤ D < 0,8 (2II, 26) Metodi di prova (2II, 26) Prova di carico (2II, 26) Prova di durezza (2II, 26) Verifica dei difetti superficiali (2II, 26) Cricche (2II, 27) Cricche di tempra (2II, 27) Cricche di formatura o da inclusioni (2II, 27) Cricche nella parte autofrenante di dadi autofrenanti (2II, 27) Cricche sul collarino di ritegno di dadi con rosetta incorporata (2II, 27) Screpolature da scorrimento (2II, 27) Screpolature (2II, 27) Filature e ripiegature longitudinali (2II, 27) Ripiegature di stampaggio (2II, 27) Butterature (2II, 27) Segni d’utensile (2II, 27) Marcatura (2II, 27) VITI AUTOFILETTANTI D’ACCIAIO TRATTATO TERMICAMENTE (2II, 28) Profondità di cementazione (2II, 28) Durezza (2II, 28) Microstruttura (2II, 28) Caratteristiche meccaniche (2II, 28) VITI E DADI D’ACCIAI INOSSIDABILI RESISTENTI ALLA CORROSIONE (2II, 30) Designazione, marcatura, confezionamento e finitura (2II, 30) Acciai del gruppo A (2II, 30) Acciai di qualità A1 (2II, 31) Acciai di qualità A2 (2II, 31) Acciai di qualità A3 (2II, 31) Acciai di qualità A4 (2II, 31) Acciai di qualità A5 (2II, 31) Acciai del gruppo F (2II, 31) Acciai di qualità F1 (2II, 31) Acciai del gruppo C (2II, 31) Acciai di qualità C1 (2II, 31) Acciai di qualità C3 (2II, 31) Acciai di qualità C4 (2II, 31) Acciai di qualità AF (2II, 31) Composizione chimica (2II, 31) Caratteristiche meccaniche (2II, 32) Resistenza alla torsione (2II, 31) BIBLIOGRAFIA (2II, 33)

Capitolo secondo -2-

ACCIAI RESISTENTI ALLO MENTO A CALDO (2II, 35)

SCORRI-

ANALISI DELLE CURVE DI SCORRIMENTO (2II, 35) Scorrimento primario (2II, 35) Scorrimento secondario (2II, 36) Scorrimento terziario (2II, 36) MECCANISMI CHE GOVERNANO LO SCORRIMENTO (2II, 36) INFLUENZA DEI FATTORI METALLURGICI SULLA RESISTENZA ALLO SCORRIMENTO (2II, 37) Aumento della resistenza allo scorrimento per soluzione solida (2II, 37) Aumento della resistenza allo scorrimento per precipitazione (2II, 37) PROVE DI SCORRIMENTO ED ELABORAZIONE DEI RISULTATI (2II, 38) RILASSAMENTO (2II, 40) EFFETTO DEGLI ELEMENTI DI LEGA SULLA RESISTENZA ALLO SCORRIMENTO (2II, 40) CLASSIFICAZIONE DEGLI ACCIAI RESISTENTI ALLO SCORRIMENTO VISCOSO A CALDO (2II, 42) CONSIDERAZIONI METALLURGICHE SUGLI ACCIAI RESISTENTI ALLO SCORRIMENTO (2II, 48) CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI PIANI D’ACCIAI NON LEGATI E LEGATI PER IMPIEGHI AD ALTA TEMPERATURA (2II, 49) Definizioni, classificazione e designazione (2II, 49) Tolleranze dimensionali, di forma e di massa (2II, 49) Informazioni per l’ordine (2II, 49) Saldatura (2II, 51) Composizione chimica (2II, 51) Caratteristiche meccaniche (2II, 51) Stato superficiale (2II, 52) Integrità interna (2II, 52) Prove da eseguire e riprove (2II, 52) Metodi di prova (2II, 52) Prova di trazione a temperatura ambiente (2II, 52) Prova di trazione a caldo (2II, 53) Prove di resilienza (2II, 53) Marcatura (2II, 53) CARATTERISTICHE DEI TUBI SENZA SALDATURA D’ACCIAI NON LEGATI E LEGATI PER IMPIEGHI AD ALTA TEMPERATURA (2II, 53) Definizioni, classificazione e designazione (2II, 53) Informazioni per l’ordine (2II, 54) Fabbricazione dei tubi (2II, 54) Prescrizioni (2II, 55) Tolleranze (2II, 55) Tipi di controlli (2II, 55) Campionamento e preparazione dei saggi (2II, 55) Metodi di prova (2II, 55) Riprove (2II, 57) CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI FUCINATI PER APPARECCHI A PRESSIONE D’ACCIAI, RESISTENTI A CALDO (2II, 57) Classificazione e designazione (2II, 57) Dati da fornire all’ordine (2II, 57) Produzione dell’acciaio (2II, 58) Fabbricazione del prodotto (2II, 58) Stato superficiale e integrità interna (2II, 58) Dimensioni, forma, tolleranze e massa nominale (2II, 58)

Compatibilità con i controlli non distruttivi (2II, 58) Composizione chimica (2II, 58) Caratteristiche meccaniche a temperatura ambiente ed a bassa temperatura (2II, 58) Caratteristiche meccaniche a temperatura elevata (2II, 58) Prelievo e preparazione dei saggi e delle provette (2II, 59) Preparazione delle provette (2II, 59) Sezione ricorrente e spessore equivalente (2II, 60) Determinazione dello spessore equivalente (2II, 60) CARATTERISTICHE DEI PRODOTTI PIANI D’ACCIAIO INOSSIDABILE PER RECIPIENTI A PRESSIONE, RESISTENTI ALLO SCORRIMENTO (2II, 60) Requisiti degli acciai inossidabili (2II, 60) Elaborazione dell’acciaio (2II, 60) Stato di fornitura (2II, 60) Composizione chimica (2II, 61) Resistenza alla corrosione intergranulare (2II, 61) Caratteristiche meccaniche (2II, 61) Osservazioni e precauzioni per il trattamento termico post saldatura degli acciai inossidabili (2II, 67) ACCIAI RESISTENTI A TEMPERATURE SUPERIORI A 575 °C (2II, 68) SUPERLEGHE (2II, 68) BIBLIOGRAFIA (2II, 70) Dati tecnici degli acciai P195GH (2II, 73) P235GH (2II, 74) P245GH (2II, 75) P265GH (2II, 76) P280GH (2II, 77) P295GH (2II, 78) P305GH (2II, 79) P355GH (2II, 80) 25CrMo4 (2II, 81) 13CrMo4-5 (2II, 83) 10CrMo5-5 (2II, 85) 10CrMo9-10 (2II, 87) 11CrMo9-10 (2II, 91) 12CrMo9-10 (2II, 93) X11CrMo5 (2II, 94) X12CrMo5 (2II, 96) X16CrMo5-1 (2II, 97) X11CrMo9-1 (2II, 98) 13CrMoSi5-5 (2II, 100) 13CrMoV9-10 (2II, 102) 12CrMoV12-10 (2II, 103) 20CrMoV13-5-5 (2II, 104) X20CrMoV11-1 (2II, 106) X10CrMoVNb9-1 (2II, 108) 15MnCrMoNiV5-3 (2II, 110) 18MnMo4-5 (2II, 111) 20MnMoNi4-5 (2II, 114) 18MnMoNi5-5 (2II, 115) 15MnMoV4-5 (2II, 116) 20MnNb6 (2II, 118) 16Mo3 (2II, 121) 8MoB5-4 (2II, 124) 14MoV6-3 (2II, 126) -3-

15NiCuMoNb5-6-4 (2II, 128)

Capitolo terzo ACCIAI PER IMPIEGHI A BASSE TEMPERATURE (2II, 131) INTRODUZIONE (2II, 131) Leghe cubico facce centrate (2II, 132) Leghe cubico corpo centrato (2II, 133) Leghe esagonali compatte (2II, 132) TENACITÀ E COMPORTAMENTO DEI METALLI ALLA FRATTURA (2II, 132) tenacità generica (definizione) (2II, 133) tenacità all’intaglio (definizione) (2II, 133) tenacità alla frattura (definizione) (2II, 133) deformazione piana (definizione) (2II, 133) sollecitazione piana (definizione) (2II, 133) Tipi di frattura (2II, 133) Frattura duttile (2II, 133) Frattura fragile (2II, 134) Parametri esterni che influenzano il comportamento della frattura (2II, 135) Influenza della temperatura e della velocità d’applicazione del carico (2II, 135) Influenza dello stato di sollecitazione (2II, 136) Meccanismi di frattura (2II, 139) TEORIA DELLA MECCANICA DELLA FRATTURA (2II, 140) Meccanica della frattura lineare elastica (LEFM) (2II, 140) Fattore d’intensificazione di sforzi (2II, 140) fattore d’intensificazione critica della sollecitazione (2II, 141) Plasticizzazione all’apice della cricca (2II, 141) Effetto delle dimensioni (2II, 141) Transizione della frattura duttile/fragile di acciai ferritici (2II, 142) Tenacità alla frattura (2II, 142) Effetto dei vincoli, della temperatura e della velocità d’applicazione del carico sulla tenacità alla frattura (2II, 143) Correlazione di KId, KIc, ed energia assorbita nella prova di resilienza Charpy V (2II, 144) Meccanica della frattura elasto-plastica (EPFM) (2II, 145) Apertura dell’apice della cricca (CTOD) (2II, 146) Integrale J (2II, 146) Curva R (2II, 148) Metodi di prova della tenacità e del comportamento della frattura (2II, 149) Prove su campioni di piccole dimensioni (2II, 149) Prove su campioni di dimensioni simili ai componenti strutturali (2II, 152) Altri metodi di prova (2II, 153) Paragone fra i vari metodi di prova e trasferimento dei risultati (2II, 155) Prove di tenacità alla frattura standardizzate (2II, 155) Misura della tenacità alla frattura elastica lineare KIc (2II, 156) Misura della tenacità alla frattura con l’integrale J (2II, 156)

Tipi di provette (2II, 157) Orientazione delle provette (2II, 159) Velocità d’applicazione del carico (2II, 159) Influenza della microstruttura degli acciai sul comportamento della frattura (2II, 159) MODELLI TEORICI DEI PROCESSI DI FRATTURA DEGLI ACCIAI (2II, 163) Meccanismi della frattura di clivaggio (fragile) (2II, 163) Meccanismi della frattura di taglio (frattura duttile) (2II, 164) APPLICAZIONI PRATICHE DELLA MECCANICA DELLA FATTURA (2II, 165) CARATTERISTICHE DEGLI ACCIAI PER IMPIEGHI A BASSA TEMPERATURA (2II, 171) PROCESSI METALLURGICI NECESSARI PER OTTENERE LE PROPRIETÀ RICHIESTE (2II, 173) Acciai ferritici (2II, 173) Influenza della composizione chimica (2II, 173) Influenza della microstruttura (2II, 175) Affinamento del grano (2II, 175) Purezza dell’acciaio (2II, 175) Microstruttura (2II, 175) Laminazione (2II, 175) Acciai austenitici (2II, 176) TIPI D’ACCIAI PER IMPIEGHI CRIOGENICI (2II, 178) Caratteristiche dei vari tipi d’acciaio in servizio (2II, 179) Acciai ferritici (2II, 179) Acciai austenitici (2II, 180) LAVORAZIONE DEGLI ACCIAI PER IMPIEGHI A BASSA TEMPERATURA (2II, 182) Saldatura degli acciai criogenici (2II, 182) BIBLIOGRAFIA (2II, 185) Dati tecnici degli acciai: P215NL (2II, 186) P255QL (2II, 187) P265NL (2II, 188) 26CrMo4-2 (2II, 189) 11MnNi5-3 (2II, 192) 13MnNi6-3 (2II, 193) 12Ni14 (2II, 195) X12Ni5 (2II, 197) X7Ni9 (2II, 199) X8Ni9 (2II, 201) X10Ni9 (2II, 202) 15NiMn6 (2II, 203)

Capitolo quarto ACCIAI PER CUSCINETTI VOLVENTI (2II, 205) CARATTERISTICHE DEGLI ACCIAI PER CUSCINETTI (2II, 205) METODI DI PROVA DELLE CARATTERISTICHE (2II, 207) TIPI D’ACCIAI PER CUSCINETTI (2II, 207) Acciai ad alto o basso contenuto di carbonio per impieghi normali (2II, 208) PRINCIPALI REQUISITI DEGLI ACCIAI PER CUSCINETTI AD ALTO CONTENUTO DI CARBONIO (2II, 209) Temprabilità (2II, 209) -4-

Resistenza a fatica (2II, 210) Macchie bianche (2II, 210) Farfalle (2II, 210) Stato inclusionale (2II, 211) Elaborazione dell’acciaio (2II, 212) Carburi liberi (2II, 214) Trattamento termico (2II, 215) REQUISITI DEGLI ACCIAI PER CUSCINETTI A BASSO CONTENUTO DI CARBONIO (2II, 216) Qualità degli acciai (2II, 217) Effetto del trattamento termico (2II, 217) Austenite residua (2II, 217) ACCIAI PER CUSCINETTI SPECIALI (2II, 219) Acciai per cuscinetti impiegati ad alta temperatura (2II, 219) Acciai per cuscinetti resistenti alla corrosione (2II, 220) ACCIAI PER CUSCINETTI SECONDO UNI EN ISO 683-17 (2II, 222) Dati da fornire all’ordine e designazione (2II, 223) grossezza del grano (2II, 224) distribuzione dei carburi (2II, 224) inclusioni non metalliche microscopiche (2II, 224) inclusioni non metalliche macroscopiche (2II, 224) analisi su prodotto (2II, 224) condizioni di prelievo dei saggi e dei campioni per l’analisi chimica (2II, 224) marcatura dei prodotti (2II, 224) qualità superficiale (2II, 224) controllo dimensionale (2II, 224) Processo di produzione (2II, 225) Composizione chimica, durezza e temprabilità (2II, 225) Microstruttura (2II, 225) Tipi di documenti di controllo (2II, 225) Controlli e prove specifici (2II, 225) Composizione chimica (2II, 225) Verifica della durezza (2II, 225) Verifica della temprabilità (2II, 225) Controllo della qualità superficiale (2II, 225) Controllo dimensionale (2II, 225) Controllo della struttura (2II, 225) Riprove (2II, 225) Marcatura (2II, 226) BIBLIOGRAFIA (2II, 226) Schede tecniche degli acciai 100Cr6 (2II, 228) 100CrMnSi4-4 (2II, 230) 100CrMnSi6-4 (2II, 231) 100CrMnSi6-6 (2II, 233) 100CrMo7 (2II, 234) 100CrMo7-3 (2II, 236) 100CrMo7-4 (2II, 238) 100CrMnMoSi8-4-6 (2II, 239) 20Cr3 (2II, 240) 20Cr4 (2II, 242) 20MnCr4-2 (2II, 244) 17MnCr5 (2II, 246) 19MnCr5 (2II, 248) 15CrMo4 (2II, 250) 20CrMo4 (2II, 251) 18CrNiMo7-6 (2II, 254) 20MnCrMo4-2 (2II, 257)

20NiCrMo2 (2II, 258) 20NiCrMo7 (2II, 260) 18NiCrMo14-6 (2II, 262) 16NiCrMo16-5 (2II, 264) C56E2 (2II, 266) 56Mn4 (2II, 268) 70Mn4 (2II, 270) 43CrMo4 (2II, 272) X47Cr14 (2II, 274) X65Cr14 (2II, 276) X108CrMo17 (2II, 277) X89CrMoV18-1 (2II, 279) 80MoCrV42-16 (2II, 281) 13MoCrNi42-16-14 (2II, 283) X82WMoCrV6-5-4 (2II, 284) X75WCrV18-4-1 (2II, 286)

Capitolo quinto ACCIAI BASSO LEGATI AD ALTA RESISTENZA (HSLA) (2II, 289) INTRODUZIONE (2II, 289) Laminazione controllata (2II, 289) Raffreddamento accelerato (2II, 289) Tempra o il raffreddamento accelerato (2II, 289) Trattamento di normalizzazione (2II, 289) Trattamento di tempra intercritica (2II, 289) CLASSIFICAZIONE E PROPRIETÀ DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 290) Acciai resistenti alla corrosione atmosferica (2II, 290) Acciai microlegati ferritico perlitici (2II, 290) Acciai perlitici allo stato naturale di laminazione (2II, 290) Acciai con ferrite aciculare (2II, 290) Acciai bifasici (2II, 290) Acciai con morfologia controllata delle inclusioni (2II, 290) Acciai resistenti alle cricche indotte da idrogeno (2II, 290) Acciai resistenti alla corrosione atmosferica (2II, 290) Acciai microlegati ferritico perlitici (2II, 295) Acciai microlegati al vanadio (2II, 295) Acciai microlegati al niobio (2II, 297) Acciai microlegati al vanadio-niobio (2II, 297) Acciai microlegati al niobio- molibdeno (2II, 297) Acciai microlegati al vanadio-azoto (2II, 298) Acciai microlegati al titanio (2II, 298) Acciai microlegati al titanio-niobio (2II, 299) Acciai strutturali perlitici (2II, 299) Acciai con ferrite aciculare (bainite con basso Carbonio) (2II, 299) Acciai bifasici (2II, 300) Acciai con bassissimo contenuto di elementi interstiziali (IF- Interstitial-Free Steels) (2II, 300) Acciai con morfologia delle inclusioni controllata (2II, 300) PROPRIETÀ DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 300) Meccanismi d’indurimento della ferrite (2II, 300) Affinamento del grano (2II, 300) Indurimento per precipitazione (2II, 301) Fabbricazione dell’acciaio (2II, 301) -5-

COMPOSIZIONE CHIMICA DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 301) Effetto degli elementi di lega (2II, 301) Carbonio (2II, 301) Azoto (2II, 301) Manganese (2II, 301) Silicio (2II, 301) Rame (2II, 303) Fosforo (2II, 303) Cromo (2II, 303) Nichel (2II, 303) Molibdeno (2II, 303) Niobio (2II, 303) Alluminio (2II, 303) Vanadio (2II, 304) Titanio (2II, 304) Zirconio (2II, 304) Boro (2II, 304) Terre rare (2II, 304) PROCESSI DI LAMINAZIONE CONTROLLATA (2II, 304) Laminazione controllata convenzionale (2II, 304) Laminazione a ricristallizzazione controllata (2II, 305) Laminazione a ricristallizzazione dinamica controllata (2II, 305) Raffreddamento tra le passate durante la laminazione controllata (2II, 305) NORMALIZZAZIONE DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 306) INDURIMENTO PER INVECCHIAMENTO DEGLI ACCIAI AL RAME (2II, 307) PROPRIETÀ MECCANICHE DEGLI ACCIAI HSLA LAMINATI (2II, 307) Frattura fragile (2II, 313) Anisotropia delle proprietà (2II, 314) Resistenza alla fatica degli acciai HSLA (2II, 315) FORMATURA DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 315) SALDATURA DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 316) APPLICAZIONI DEGLI ACCIAI HSLA (2II, 316) Linee guida per la scelta dell’acciaio (2II, 317) Applicazioni petrolifere (2II, 318) Applicazioni automobilistiche (2II, 319) Applicazioni marine (Offshore) (2II, 319) Nastri formati a freddo (2II, 320) Acciai strutturali (2II, 321) Costruzioni navali (2II, 321) Sollevamento e trasporto (2II, 321) Carri cisterna ferroviari (2II, 321) Barre fucinate, stampati e getti (2II, 322) ACCIAI HSLA LAMINTI A FREDDO (2II, 322) ACCIAI BIFASICI (2II, 322) Trattamenti termici degli acciai bifasici (2II, 323) Tecniche di riscaldamento e composizioni (2II, 323) Formazione dell’austenite durante il riscaldamento intercritico (2II, 323) Trasformazione dell’austenite dopo riscaldamento intercritico (2II, 324) Cambiamento della fase ferrite durante il riscaldamento intercritico (2II, 325) Proprietà meccaniche degli acciai bifasici (2II, 325)

Indurimento per incrudimento e comportamento allo snervamento (2II, 325) Resistenza allo snervamento e a trazione (2II, 325) Duttilità (2II, 325) Invecchiamento termico e per deformazione (2II, 326) Sviluppo degli acciai bifasici (2II, 327) ACCIAI BASSO LEGATI AD ALTA RESISTENZA PER FUCINATI E STAMPATI (2II, 328) Elementi microleganti (2II, 328) Effetti metallurgici (2II, 329) BIBLIOGRAFIA (2II, 331)

Capitolo sesto ACCIAI ULTRA RESISTENTI (UHS) (2II, 333) INTRODUZIONE (2II, 333) CLASSIFICAZIONE (2II, 333) TRATTAMENTI TERMOMECCANICI (2II, 333) Ausforming (2II, 333) PROPRIETÀ GENERALI DEGLI ACCIAI UHS (2II, 333) Sensibilità all’intaglio (2II, 333) Tenacità (2II, 333) frattura fragile differita (2II, 334) Comportamento a fatica (2II, 334) Tenacità alla frattura (2II, 334) Comportamento ad alta temperatura (2II, 334) Resistenza alla corrosione (2II, 334) Processi di fabbricazione (2II, 334) CARATTERISTICHE DEGLI ACCIAI UHS DA BONIFICA (2II, 334) Omogeneità, purezza e microstruttura degli acciai UHS (2II, 337) Resistenza alla tensocorrosione, alla fragilità da idrogeno e alla corrosione (2II, 337) Resistenza alla fatica (2II, 337) PROPRIETÀ TECNOLOGICHE (2II, 338) Saldabilità (2II, 338) Lavorabilità (2II, 338) ACCIAI BASSO LEGATI A MEDIO CARBONIO (2II, 339) ACCIAI LEGATI TEMPRABILI IN ARIA (2II, 340) ACCIAI ALTO LEGATI CON ELEVATA TENACITÀ ALLA FRATTURA (2II, 340) BIBLIOGRAFIA (2II, 340) Schede tecniche degli acciai SAE 4130 (30CrMo4) (2II, 342) SAE 4140 (≈ 42CrMo4) (2II, 344) SAE 6150 (≈ 51CrV4) (2II, 346) SAE 8640 (40NiCrMo2) (2II, 349) SAE 4340 (40NiCrMo7) (2II, 351) 300M (≈ 41SiNiCrMoV7-6) (2II, 355) D-6a/ac (2II, 357) AISI H11 mod. (≈ X37CrMoV5-1) (2II, 360) AISI H13 (X40CrMoV5-1) (2II, 363) HP9-4-30 (≈ X32NiCoCrMo8-4) (2II, 367)

INTRODUZIONE (2II, 369) METALLURGIA (2II, 369) TIPI D’ACCIAI MARAGING COMMERCIALI (2II, 371) Designazione (2II, 371) Composizione chimica (2II, 371) Fabbricazione (2II, 372) Formatura a caldo (2II, 372) Formatura a freddo (2II, 372) Lavorazioni meccaniche (2II, 372) Trattamenti termici (2II, 372) Trattamenti superficiali (2II, 373) Saldatura (2II, 373) Prodotti della metallurgia delle polveri (2II, 374) PROPRIETÀ DEGLI ACCIAI MARAGING (2II, 374) Caratteristiche a temperatura ambiente (2II, 374) Caratteristiche ad alta temperatura (2II, 374) Caratteristiche a bassa temperatura (2II, 375) Resistenza a fatica (2II, 375) Resistenza alla corrosione e alla tensocorrosione (2II, 376) Proprietà fisiche (2II, 376) APPLICAZIONI (2II, 376) BIBLIOGRAFIA (2II, 376) Schede tecniche degli acciai 18Ni(200) o (X2NiCrMo18-8-3) (2II, 378) 18Ni(250) o (X2NiCrMo18-8-5) (2II, 379) 18Ni(300) o (X2NiCrMo18-9-5) (2II, 380) 18Ni(350) o (X2NiCoMoTi18-12-4) (2II, 381) AF1410 (2II, 382)

Capitolo Ottavo ACCIAI RESISTENTI ALL’USURA (2II, 385) INTRODUZIONE (2II, 385) TIPI D’USURA (2II, 385) Usura abrasiva (2II, 385) Erosione (usura erosiva) (2II, 386) Smerigliatura (2II, 386) Scalfittura (2II, 386) Usura adesiva (2II, 387) Usura da sfregamento (fretting) (2II, 388) Usura da fatica di contatto (2II, 388) PROPRIETÀ DEGLI ACCIAI RESISTENTI ALL’USURA (2II, 389) CONSIDERAZIONI MICROSTRUTTURALI (2II, 389) TIPI D’ACCIAI RESISTENTI ALL’USURA (2II, 391) APPLICAZIONI DEGLI ACCIAI E LEGHE FERROSE RESISTENTI ALL’USURA (2II, 392) BIBLIOGRAFIA (2II, 393) Schede tecniche degli acciai 90Mn4 (2II, 394) 50Mn7 (2II, 395) X100CrMoV5-1 (2II, 397) X210Cr12 (2II, 399) X155CrVMo12-1 (2II, 401) X120Mn12 e X120MnCr12-2 (2II, 403)

Capitolo nono ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 405)

Capitolo settimo

PREMESSA (2II, 405)

ACCIAI MARAGING (2II, 369) -6-

TEORIA DELLA CORROSIONE A BASSA TEMPERATURA (presenza d’acqua condensata) (2II, 405) Meccanismi della corrosione in ambiente umido (2II, 406) Morfologie della corrosione (2II, 407) Corrosione generalizzata (2II, 407) Corrosione localizzata (2II, 408) Corrosione selettiva (2II, 408) Velocità di corrosione (2II, 408) Andamento della corrosione nel tempo (2II, 409) Impatto tecnico economico della corrosione (2II, 409) ELETTROCHIMICA DELLA CORROSIONE (2II, 410) Generalità e sistemi elettrochimici (2II, 410) TERMODINAMICA DEI PROCESSI DI CORROSIONE (2II, 410) Termodinamica dei processi di corrosione catodici (2II, 411) Processo di riduzione degli ioni H+ con sviluppo d’idrogeno gassoso (2II, 411) Riduzione catodica dell’ossigeno con formazione d’acqua ossigenata o acqua (2II, 411) Processi catodici di depolarizzazione (2II, 412) Processi catodici di sostanze che possono essere alternativamente ossidate e ridotte (2II, 412) Processi catodici misti (2II, 412) Termodinamica dei processi di corrosione anodici (2II, 412) Diagrammi di Pourbaix o Erev/pH (2II, 413) CINETICA DEI PROCESSI DI CORROSIONE (2II, 414) Cinetica dei processi di corrosione catodici (2II, 415) Riduzione catodica dell’idrogeno (2II, 415) Riduzione catodica dell’ossigeno (2II, 415) Processi catodici di depolarizzazione (2II, 416) Cinetica dei processi di corrosione anodici (2II, 417) Passività (2II, 417) Metalli con doppia valenza (2II, 419) Corrosione selettiva delle leghe (2II, 420) Corrosione di metalli deformati meccanicamente (2II, 420) Corrosione dei monocristalli (2II, 421) TEORIA DELL’ELETTRODO MISTO E D’ELEMENTI GALVANICI IN CORTO CIRCUITO (2II, 421) Elettrodo misto e potenziale di corrosione (2II, 421) Elementi galvanici in corto circuito con linee di corrente rettilinee e parallele (2II, 422) Processi che controllano la cinetica di corrosione (2II, 424) Cinetica di corrosione sotto controllo anodico (2II, 424) Cinetica di corrosione sotto controllo catodico (2II, 424) Cinetica di corrosione sotto controllo misto (2II, 424) Cinetica di corrosione sotto controllo di diffusione (2II, 424) Cinetica di corrosione sotto controllo di resistenza (2II, 425) CORROSIONE AD ALTA TEMPERATURA (2II, 425) (ambiente secco) Termodinamica della corrosione ad alta temperatura (2II, 425) Cinetica della corrosione ad alta temperatura (2II, 426) Caratteristiche protettive degli strati superficiali (2II, 428) Corrosione delle leghe ad alta temperatura (2II, 429) Ossidazione interna (2II, 430) -7-

Corrosione da sali fusi (2II, 430) FORME PIÙ COMUNI DI CORROSIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 431) Corrosione intergranulare (2II, 431) Corrosione puntiforme (pitting) e corrosione interstiziale (crevice corrosion) (2II, 433) Corrosione sotto tensione o tensocorrosione (SCC -Stress Corrosion Cracking) (2II, 434) PROBLEMI SPECIFICI DI CORROSIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI NEL SETTORE NUCLEARE (2II, 435) CLASSIFICAZIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 436) Acciai inossidabili martensitici (2II, 436) Acciai inossidabili ferritici (2II, 437) Acciai inossidabili semiferritici (2II, 437) Acciai inossidabili austenitici (2II, 437) Acciai inossidabili duplex o austeno-ferritici (2II, 438) Acciai inossidabili indurenti per precipitazione (2II, 438) CLASSIFICAZIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI IN BASE ALLA MICROSTRUTTURA (2II, 438) Diagramma di Schaeffler (2II, 438) Diagramma WRC-De Long (2II, 447) Diagramma WRC-1992 (2II, 447) Formule empiriche per il calcolo della struttura e sensibilità al pitting degli acciai inossidabili (2II, 447) Struttura ferritico martensitica (2II, 447) Struttura martensitica (2II, 447) Struttura austenitico martensitica (2II, 447) Struttura austenitica metastabile (2II, 447) Struttura austenitica (2II, 447) Struttura pienamente austenitica (2II, 448) Struttura austenitico ferritica (duplex) (2II, 448) Struttura con precipitazione di fasi intermetalliche (2II, 448) Resistenza alla corrosione crateriforme (2II, 448) EFFETTO DEGLI ELEMENTI DI LEGA SULLA STRUTTURA DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 448) Cromo (2II, 448) Carbonio (2II, 448) Nichel (2II, 449) Silicio (2II, 450) Molibdeno (2II, 451) Azoto (2II, 451) Manganese (2II, 451) Rame (2II, 451) Alluminio (2II, 451) Titanio e Niobio (2II, 451) Altri elementi di lega (2II, 452) TRATTAMENTI TERMICI FONDAMENTALI DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 452) ACCIAI MARTENSITICI (2II, 452) Ricotture (2II, 452) Normalizzazione (2II, 453) Tempra (2II, 453) Rinvenimento di distensione (2II, 453) Rinvenimento d’addolcimento (2II, 454) ACCIAI FERRITICI (2II, 454)

ACCIAI AUSTENITICI (2II, 454) Tempra di solubilizzazione (2II, 455) Stabilizzazione (2II, 455) Ricottura di distensione (2II, 455) ACCIAI DUPLEX O AUSTENO FERRITICI (2II, 456) ACCIAI INDURENTI PER PRECIPITAZIONE (2II, 456) TRATTAMENTI D’INDURIMENTO SUPERFICIALE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 456) DESIGNAZIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI E CORRISPONDENZE INTERNAZIONALI (2II, 457) Tipo di finitura e stato superficiale (tabella) (2II, 458) Tabella degli acciai inossidabili. Corrispondenza tra l’unificazione europea (EN) e quella attuale od obsoleta dei principali paesi (2II, 459) Norme di riferimento ASTM e ACI degli acciai inossidabili designati secondo AISI (2II, 477) Resistenza alla corrosione di acciai inossidabili a contato con varie sostanze (2II, 478) QUALIFICAZIONE DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 492) LAVORAZIONE CON ASPORTAZIONE DI TRUCIOLO DEGLI ACCIAI INOSSIDABILI (2II, 493) Acciai inossidabili a lavorabilità migliorata (2II, 493) Influenza degli elementi di lega sulla lavorabilità (2II, 493) Zolfo (2II, 493) Selenio (2II, 493) Piombo e altri elementi (2II, 494) Effetto sulle proprietà degli acciai inossidabili degli elementi di lega aggiunti per migliorare la lavorabilità (2II, 494) Effetto sulla lavorabilità delle proprietà meccaniche e fisiche degli acciai inossidabili (2II, 494) Criteri e prove di valutazione della lavorabilità (2II, 495) Lavorabilità degli acciai inossidabili ferritici (2II, 496) Lavorabilità degli acciai inossidabili martensitici (2II, 496) Lavorabilità degli acciai inossidabili austenitici (2II, 497) Regole generali per le lavorazioni con asportazione di truciolo degli acciai inossidabili (2II, 497) Tornitura (2II, 497) Utensili e condizioni operative di tornitura (2II, 497) Fresatura (2II, 498) Utensili di fresatura (2II, 498) Condizioni operative della fresatura (2II, 498) Foratura (2II, 499) Utensili di foratura (2II, 499) Condizioni operative della foratura (2II, 499) Alesatura e maschiatura (2II, 499) Alesatura (2II, 499) Maschiatura (2II, 500) CONCLUSIONI (2II, 500) BIBLIOGRAFIA (2II, 500) Schede tecniche degli acciai inossidabili Acciai martensitici standard resistenti alla corrosione e speciali resistenti alla corrosione e acciai martensitici resistenti allo scorrimento viscoso (2II, 505) X12Cr13 1.4006 (2II, 506) X12CrS13 1.4005 (2II, 509) X15Cr13 1.4024 (2II, 511) X20Cr13 1.4021 (2II, 513) X30Cr13 1.4028 (2II, 515) X39Cr13 1.4031 (2II, 518) -8-

X46Cr13 1.4034 (2II, 520) X38CrMo14 1.4419 (2II, 522) X55CrMo14 1.4110 (2II, 523) X50CrMoV15 1.4116 (2II, 524) X14CrMoS17 1.4104 (2II, 525) X39CrMo17-1 1.4122 (2II, 526) X17CrNi16-2 1.4057 (2II, 528) X1CrNiMoCu12-5-2 1.4422 (2II, 531) X1CrNiMoCu12-7-3 1.4423 (2II, 532) X3CrNiMo13-4 1.4313 (2II, 533) X4CrNiMo16-5-1 1.4418 (2II, 534) X29CrS13 1.4029 (2II, 535) X46CrS13 1.4035 (2II, 537) X70CrMo15 1.4109 (2II, 538) X40CrMoVN16-2 1.4123 (2II, 539) X105CrMo17 1.4125 (2II, 540) X90CrMoV18 1.4112 (2II, 542) X2CrNiMoV13-5-2 1.4415 (2II, 543) X10CrMoVNb9-1 1.4903 (2II, 544) X11CrMoWVNb9-1-1 1.4905 (2II, 545) X8CrCoNiMo10-6 1.4911 (2II, 546) X19CrMoNbVN11-1 1.4913 (2II, 547) X20CrMoV11-1 1.4922 (2II, 548) X22CrMoV12-1 1.4923 (2II, 550) X20CrMoWV12-1 1.4935 (2II, 551) X12CrNiMoV12-3 1.4938 (2II, 553) Schede tecniche degli Acciai ferritici resistenti alla corrosione e a caldo (2II, 555) X2CrNi12 1.4003 (2II, 556) X2CrTi12 1.4512 (2II, 558) X6CrNiTi12 1.4516 (2II, 560) X6Cr13 1.4000 (2II, 561) X6CrAl13 1.4002 (2II, 562) X2CrTi17 1.4520 (2II, 563) X6Cr17 1.4016 (2II, 565) X3CrTi17 1.4510 (2II, 567) X1CrNb15 1.4595 (2II, 569) X3CrNb17 1.4511 (2II, 570) X6CrMo17-1 1.4113 (2II, 571) X6CrMoS17 1.4105 (2II, 573) X2CrMoTi17-1 1.4513 (2II, 575) X2CrMoTi18-2 1.4521 (2II, 576) X2CrMoTiS18-2 1.4523 (2II, 577) X6CrNi17-1 1.4017 (2II, 578) X5CrNiMoTi15-2 1.4589 (2II, 579) X6CrMoNb17-1 1.4526 (2II, 580) X2CrNbZr17 1.4590 (2II, 582) X2CrTiNb18 1.4509 (2II, 583) X2CrMoTi29-4 1.4592 (2II, 584) X10CrAlSi7 1.4713 (2II, 585) X10CrAlSi13 1.4724 (2II, 587) X10CrAlSi18 1.4742 (2II, 588) X10CrAlSi25 1.4762 (2II, 589) X18CrN28 1.4749 (2II, 590) X3CrAlTi18-2 1.4736 (2II, 591) Schede tecniche degli acciai austenitici resistenti alla corrosione (2II, 593) X5CrNi17-7 1.4319 (2II, 594) X10CrNi18-8 1.4310 (2II, 596) X9CrNi18-9 1.4325 (2II, 598) X2CrNiN18-7 1.4318 (2II, 599)

X2CrNi18-9 1.4307 (2II, 601) X2CrNi19-11 1.4306 (2II, 603) X5CrNiN19-9 1.4315 (2II, 605) X2CrNiN18-10 1.4311 (2II, 606) X5CrNi18-10 1.4301 (2II, 608) X8CrNiS18-9 1.4305 (2II, 610) X6CrNiTi18-10 1.4541 (2II, 611) X6CrNiNb18-10 1.4550 (2II, 614) X4CrNi18-12 1.4303 (2II, 616) X1CrNi25-21 1.4335 (2II, 618) X2CrNiMo17-12-2 1.4404 (2II, 619) X2CrNiMoN17-11-2 1.4406 (2II, 621) X5CrNiMo17-12-2 1.4401 (2II, 622) X1CrNiMoN25-22-2 1.4466 (2II, 624) X6CrNiMoTi 17-12-2 1.4571 (2II, 625) X6CrNiMoNb 17-12-2 1.4580 (2II, 627) X2CrNiMo 17-12-3 1.4432 (2II, 628) X2CrNiMoN17-13-3 1.4429 (2II, 630) X3CrNiMo17-13-3 1.4436 (2II, 631) X3CrNiMo18-12-3 1.4449 (2II, 632) X2CrNiMo18-14-3 1.4435 (2II, 633) X2CrNiMoN18-12-4 1.4434 (2II, 636) X2CrNiMo18-15-4 1.4438 (2II, 637) X2CrNiMoN17-13-5 1.4439 (2II, 638) X1CrNiMoCuN 24-22-8 1.4652 (2II, 639) X1CrNiSi18-15-4 1.4361 (2II, 644) X11CrNiMnN19-8-6 1.4369 (2II, 645) X12CrMnNiN17-7-5 1.4372 (2II, 646) X2CrMnNiN17-7-5 1.4371 (2II, 648) X12CrMnNiN18-9-5 1.4373 (2II, 650) X8CrMnNiN18-9-5 1.4374 (2II, 652) X8CrMnCuNB 17-8-3 1.4597 (2II, 653) X3CrNiCu19-9-2 1.4560 (2II, 654) X2CrNiCu19-10 1.4650 (2II, 655) X6CrNiCuS18-9-2 1.4570 (2II, 656) X3CrNiCu18-9-4 1.4567 (2II, 657) X3CrNiCuMo 17-11-3-2 1.4578 (2II, 659) X1NiCrMoCu 31-27-4 1.4563 (2II, 661) X1NiCrMoCu 25-20-5 1.4539 (2II, 662) X1CrNiMoCuN 25-25-5 1.4537 (2II, 663) X1CrNiMoCuN 20-18-7 1.4547 (2II, 664) X2CrNiMoCuS 17-10-2 1.4598 (2II, 666) X1CrNiMoCuNW 24-22-6 1.4659 (2II, 667) X1NiCrMoCuN 25-20-7 1.4529 (2II, 668) X2NiCrAlTi32-20 1.4558 (2II, 669) X2CrNiMnMoN 25-18-6-5 1.4565 (2II, 670) Schede tecniche degli acciai austenitici resistenti allo scorrimento viscoso (2II, 673) X8CrNiTi18-10 1.4878 (2II, 674) X15CrNiSi20-12 1.4828 (2II, 676) X9CrNiSiNCe21-11-2 1.4835 (2II, 678) X12CrNi23-13 1.4833 (2II, 681) X8CrNi25-21 1.4845 (2II, 683) X15CrNiSi25-21 1.4841 (2II, 685) X12NiCrSi35-16 1.4864 (2II, 687) X10NiCrAlTi32-21 1.4876 (2II, 688) X6NiCrNbCe32-27 1.4877 (2II, 689) X25CrMnNiN25-9-7 1.4872 (2II, 691) X6CrNiSiNCe19-10 1.4818 (2II, 692) -9-

X6NiCrSiNCe35-25 1.4854 (2II, 693) X10NiCrSi35-19 1.4886 (2II, 694) X10NiCrSiNb35-22 1.4887 (2II, 695) Schede tecniche degli acciai inossidabili duplex (austenoferritici) resistenti alla corrosione e a caldo (2II, 697) X2CrNiN23-4 1.4362 (2II, 698) X2CrNiCuN23-4 1.4655 (2II, 701) X3CrNiMoN27-5-2 1.4460 (2II, 702) X2CrNiMoN29-7-2 1.4477 (2II, 703) X2CrNiMoN22-5-3 1.4462 (2II, 704) X2CrNiMoCuN25-6-3 1.4507 (2II, 709) X2CrNiMoN25-7-4 1.4410 (2II, 710) X2CrNiMoCuWN25-7-4 1.4501 (2II, 712) X2CrNiMoSi18-5-3 1.4424 (2II, 713) X15CrNiSi25-4 1.4821 (2II, 716) Schede tecniche degli Acciai indurenti per precipitazione standard e speciali, resistenti alla corrosione (2II, 717) X5CrNiCuNb16-4 1.4542 (2II, 718) X7CrNiAl17-7 1.4568 (2II, 721) X5CrNiMoCuNb14-5 1.4594 (2II, 724) X1CrNiMoAlTi12-9-2 1.4530 (2II, 725) X1CrNiMoAlTi12-10-2 1.4596 (2II, 726) X5NiCrTiMoVB25-15-2 1.4606 (2II, 727)