Acciai martensitici

L’acciaio 1.4122 ( AISI 420RM/1 – X39CrMo17-1 ) è un acciaio inossidabile martensitico arricchito con cromo e molibdeno. Questa specifica formulazione è progettata per offrire caratteristiche meccaniche superiori e una resistenza alla corrosione migliore rispetto ai classici acciai inossidabili al solo cromo (come la famiglia del 420 standard).
Grazie, infatti, all’aggiunta di Molibdeno rispetto alla versione base, l’acciaio 1.4122 mostra un’ottima resistenza alla corrosione in ambienti moderatamente aggressivi (es. ambienti rurali, acque dolci). Per sprigionare il massimo potenziale anticorrosivo, questo acciaio inox deve essere utilizzato nello stato temprato e con una superficie perfettamente lucidata a specchio; eventuali contaminazioni o ossidazioni superficiali non rimosse possono infatti innescare punti di attacco.
Sul fronte dell’usura, la struttura martensitica dell’AISI 420 RM/1 offre una barriera eccellente contro lo sfregamento e il logoramento meccanico. L’elevata durezza superficiale impedisce l’abrasione da contatto con altri corpi rigidi, mentre la coesione della matrice metallica contrasta l’erosione provocata dal passaggio ad alta velocità di liquidi o gas. Questa specifica proprietà lo rende immune ai danni da cavitazione.
Essendo un acciaio autotemprante, la saldatura è considerata difficile e sconsigliata, a meno di non utilizzare rigidi protocolli di preriscaldo e successiva ricottura di distensione.

L’acciaio 1.4923 ( X22CrMoV12-1 – T550 – 616C ) rappresenta la scelta d’elezione per le applicazioni ingegneristiche più severe, dove le elevate temperature e le forti pressioni richiedono un materiale dall’affidabilità assoluta.
Questa lega martensitica pre-bonificata è stata specificamente sviluppata per garantire un’eccezionale resistenza allo scorrimento viscoso (creep) e una stabilità strutturale superiore, operando in modo impeccabile in ambienti con temperature continue fino a 580°C – 600°C.

Composizione chimica e vantaggi

La composizione chimica dell’acciaio inox 1.4923 è arricchita con una combinazione calibrata di Cromo, Molibdeno e Vanadio.
Questa sinergia metallurgica offre molteplici vantaggi:
• Rallenta i fenomeni di fatica termica e deformazione sotto carico prolungato.
• Conferisce un’eccellente tenacità.
• Garantisce una resistenza ottimale all’ossidazione a caldo.
Il risultato è un componente sicuro, longevo e capace di mantenere tolleranze geometriche severe anche dopo migliaia di ore di esercizio in presenza di vapore surriscaldato o gas ad alta temperatura.

Lavorabilità e risposta ai trattamenti

Fornito generalmente allo stato bonificato (ad esempio +QT800), l’acciaio 1.4923 offre una buona lavorabilità alle macchine utensili e risponde in modo eccellente ai processi di forgiatura a caldo.
La saldatura è possibile, ma richiede procedure rigorose: a causa della sua elevata temprabilità, è necessario prevedere un adeguato preriscaldo e un trattamento termico post-saldatura (PWHT) per distendere le tensioni interne e ripristinare la tenacità ottimale nella zona termicamente alterata.

L’acciaio AISI 416 ( 1.4005 – X12CrS13 – UNS S41600 ) è un acciaio inossidabile martensitico a lavorabilità migliorata (free-machining) per alto contenuto di zolfo. Conosciuto anche come “inossidabile automatico”, è stato progettato specificamente per la massima lavorabilità alle macchine utensili.
La caratteristica principale dell’AISI416 è appunto la sua eccellente lavorabilità: è l’acciaio inossidabile più facile da lavorare alle macchine utensili (circa l’85% della velocità di un acciaio al carbonio per lavorazione libera); lo zolfo favorisce la rottura del truciolo, riducendo l’usura degli strumenti.
Le sue proprietà meccaniche variano significativamente a seconda del trattamento termico applicato (ricottura, tempra e rinvenimento), ad esempio: il suo limite di snervamento varia da circa 275-300 MPa allo stato ricotto e può superare i 550-600 MPa (fino a oltre 1000 MPa in condizioni estreme) dopo tempra e rinvenimento. Anche la resistenza alla trazione varia notevolmente in base al trattamento termico: da circa 517 Mpa (ricotto) fino ad oltre 1100 Mpa (tempra e rinvenimento, condizione H); la sua durezza invece può raggiungere i 260 HB allo stato bonificato.
L’acciaio 1.4005 ha una resistenza alla corrosione moderata: è inferiore rispetto agli acciai delle serie 300 o ad altri martensitici senza zolfo; è però adatto ad atmosfere secche, acqua dolce e acidi/alcali blandi (non è raccomandato per ambienti marini o ricchi di cloruri).
Il 416 può essere facilmente forgiato nel campo di temperature da1150 a 900°C dalle quali va raffreddato lentamente.
La saldabilità è un problema importante quando si lavora con l’acciaio inossidabile 416; ha scarse capacità di saldatura e spesso può iniziare a fessurarsi, con conseguente riduzione della resistenza alla corrosione. Viene saldato solo quando necessario e viene sottoposto a trattamenti termici di preriscaldamento e post-saldatura per mantenere l’integrità strutturale.
I gradi austenitici sono spesso preferiti per le applicazioni che richiedono la saldatura.

L’acciaio AISI 420B ( 1.4028 – X30Cr13 – UNS S42000 ) è un acciaio inossidabile martensitico caratterizzato da una buona resistenza alla corrosione in ambienti moderatamente aggressivi e da elevate proprietà meccaniche dopo il trattamento di tempra, con una durezza che può raggiungere circa 48 HRC.
L’acciaio inox 1.4028 presenta tra i martensitici le migliori caratteristiche di resistenza alla corrosione allo stato temprato e disteso a bassa temperatura, con superfici lucidate a specchio.
La sua resistenza alla corrosione è solo leggermente inferiore a quella dell’acciaio aisi 410: richiede perciò più frequenti operazioni di pulitura. Per compensare in parte l’effetto negativo del maggior tenore di carbonio, esso presenta un maggior tenore di cromo (sempre rispetto all’acciaio 410).
Buona la resistenza all’ossidazione sino a 650°C, in condizioni di servizio continuo e fino a 750°C, in condizioni di servizio intermittente.
A causa delle caratteristiche di autotempra dell’acciaio X30Cr13, è necessario eseguire le saldature con molta cura: occorre effettuare un preriscaldo a 200- 250°C e subito dopo saldatura una ricottura a 700-750°C per 6-8 ore, seguita da raffreddamento in aria.  Il 420B può essere inoltre  facilmente forgiato nel campo di temperature da 1100 a 900°C dalle quali va raffreddato lentamente.

L’acciaio AISI 430 F ( 1.4104 – X14CrMoS17 ) è un acciaio inossidabile martensitico automatico al cromo-molibdeno ideale per tutte le applicazioni industriali che richiedono una lavorabilità meccanica superba unita alle proprietà fondamentali di resistenza alla corrosione tipiche degli acciai inossidabili.
La lettera “F” (dall’inglese Free-machining) indica un’aggiunta controllata di zolfo (S); questo elemento rompe il truciolo durante la lavorazione, rendendo l’acciaio ideale per la produzione di massa su torni automatici e per forature ad alta velocità.

Resistenza alla corrosione

L’acciaio AISI 430 F offre buona resistenza in condizioni corrosive medie: atmosfera (specie con pulizia regolare), acqua dolce, vapore, composti organici (petrolio, fenolo), detergenti domestici, sostanze alimentari, acidi organici deboli e alcali vari. È compatibile con acido nitrico fino al 90% a freddo e al 10% a caldo.
Non è consigliato in ambienti fortemente corrosivi o ricchi di cloruri: l’elevato contenuto di zolfo, che facilita la lavorazione, riduce leggermente la sua resistenza alla corrosione rispetto all’acciaio AISI 430 standard.

Proprietà principali

• Eccellente lavorabilità: lo zolfo aggiunto favorisce la rottura del truciolo sui torni automatici (barre da tornio, viti, raccordi).
• Ottima finitura superficiale: permette di ottenere componenti lisci e con tolleranze geometriche precise.
• Resistenza alla corrosione moderata: resiste ad acqua dolce, vapore, acidi deboli e soluzioni saline leggere.
• Buone proprietà meccaniche: la presenza di molibdeno garantisce un’ottima resistenza alla trazione.
• Natura ferromagnetica: attira i magneti sia allo stato ricotto sia allo stato bonificato.

Saldabilità e trattamenti

L’acciaio 430F non ha una buona saldabilità; l’elevato contenuto di zolfo crea solfuri a basso punto di fusione che causano rotture durante il raffreddamento.
La saldatura è comunque possibile con opportune cautele: si consiglia preriscaldo e, se necessario, trattamenti termici post-saldatura per ridurre la fragilità del giunto.
In applicazioni critiche si possono impiegare apporti austenitici per migliorare la duttilità del cordone.

L’acciaio AISI431 (1.4057 – X17CrNi16-2 – UNS S43100) è un acciaio inossidabile martensitico al Cromo-Nichel, progettato per migliorare la resistenza alla corrosione e la tenacità anche ad alta durezza. Questo acciaio inox è temprabile e offre resistenza alla fatica superiore a quella degli acciai al solo Cromo e possiede la migliore resistenza alla corrosione di tutti gli acciai inossidabili martensitici convenzionali.
Grazie alla sua ottima resistenza all’acqua salata, è particolarmente adatto per applicazioni marine ed ha una buona resistenza alla corrosione sino a 750°C in condizioni di servizio continuo e fino a 800°C in condizioni di servizio intermittente.
L’acciaio inox AISI 431 e il 431A hanno una media forgiabilità: il processo richiede un controllo accurato delle temperature per evitare perdite di tenacità e la formazione di cricche. Il materiale viene forgiato nel campo di temperature 1150-900°C e successivamente deve essere raffreddato lentamente e seguito da un’operazione di ricottura immediata.
L’acciaio 1.4057 è facilmente lavorabile nello stato ricotto, ma la saldabilità è difficile a causa del rischio di cricche, rendendo necessario il preriscaldamento per migliorare le prestazioni in saldatura.
Corrisponde alla qualità acciaio N350.