GIORNATA DI STUDIO SU
INNOVAZIONI DI PROCESSO
E DI PRODOTTO
NELLE MACCHINE AGRICOLE
BOLOGNA, 16 novembre 1984
GLI ACCIAI INOSSIDABILI
Prof. Ing. Gabriele Di Caprio
Direttore Centro Inox,
Docente di Disegno al Politecnico, Milano
ESTRATTO DA: RIVISTA DI INGEGNERIA AGRARIA - Quaderno n. 3
GLI ACCIAI INOSSIDABILI
Prof. Ing. Gabriele Di Caprio
Direttore Centro Inox,
Docente di Disegno al Politecnico, Milano
Fatta questa premessa, gli acciai inossidabili possono essere considerati come degli innesti praticati nel XX° secolo nel tronco rugginoso di quell'albero plurimillenario che è l'acciaio, cosi da conferirgli, oltre alla tradizionale
resistenza meccanica che è generalmente tipica
delle leghe ferrose, anche una resistenza i n trinseca alla corrosione, propria di quei materiali cosiddetti "nobili" che non abbisognano di
rivestimenti protettivi, come pitturazioni, smaltature, placcature ecc. per resistere a quella
degradazione elettrochimica che è chiamata corrosione.
Ne deriva immediatamente una considerazione importante: questi materiali, di eguale
composizione nella massa e in superficie, non
necessitano di rivestimenti protettivi superficiali, dato che sono in grado di proteggersi da
soli quando siano messi in opera allo stato
passivo, o in condizioni tali da pervenire e da
permanere in tale stato.
Anche un'azione abrasiva non crea problemi
a questi materiali quando l'ambiente sia sufficientemente ricco di ossigeno per permettere
loro la ricostituzione dello strato passivo.
Da un punto di vista generale, gli acciai
inossidabili (si tratta, allo stato attuale del
mercato, di alcune centinaia di tipi) si possono
suddividere grosso modo in tre grandi famiglie
(figura 1):
acciai inossidabili martensitici, ferromagnetici, ìnduribili mediante tempra (ferro
presente con reticolo cristallino a corpo
centrato) sono appartenenti alla serie 400
della classifica AlSI (American Iron Steel
Insti tute) avendo il cromo come elemento
principale in lega;
acciai inossidabili ferritlci, ferromagnetici,
non induribili per tempra (ferro presente
con reticolo cristallino a corpo centrato)
sono anch'essi appartenenti alla serie 400
della classifica AlSI, dato che il cromo è II
loro principale elemento in lega;
acciai inossidabili austenitici, non ferromagnetici e non ìnduribili per tempra (ferro presente con reticolo cristallino a facce
centrate); appartengono alla serie 300 della
classifica AlSI se gli elementi principali
alliganti sono il cromo e il nichel e alla
serie 200 se gli elementi principali in lega
sono cromo, manganese e nichel.
Accanto a queste tre famiglie principali e,,
si potrebbe dire, tradizionali, sono sorti altri
raggruppamenti di acciai inossidabili, quali:
1. Cosa sono gli acciai inossidabili
1. What stainless steels are
Secondo la Euronorm EU 20, puntualmente
recepita dalla unificazione italiana, gli acciai
sono leghe ferrose che contengono meno del 2%
di carbonio in lega.
Gli acciai inossidabili sono acciai legati che
secondo la Euronorm EU 88-71 sì distinguono
specialmente "per la toro particolare resistenza
all'attacco dei prodotti chimici, in particolare gli
agenti ossidanti. II loro tenore di cromo è almeno dell'11%". Una lega ferrosa che, con opportune limitazioni di carbonio, contenga almeno
I" 1T% di cromo è di grado di autopassivarsi.
A questo punto per i "non addetti ai lavori" sono opportune alcune precisazioni.
Un materiale metallico è in stato di passività, cioè è denominato passivo, quando è in
grado termodinamicamente di corrodersi, ma la
velocità di processo è talmente limitante da rendere di fatto trascurabili gli effetti della corrosione stessa.
Al contrario si dice che un materiale metallico è in stato di attività, cioè è denominato
attivo, se il processo corrosivo è possibile termodinamicamente e avviene con velocità apprezzabile.
Alcuni materiali metallici, per esempio gli
acciai inossidabili di cui sto trattando, possono
essere attivi o passivi a seconda delle condizioni
in cui vengono a trovarsi.
Nel primo caso essi soggiaceranno a fenomeni corrosivi, nel secondo caso essi opporranno una valida difesa a queste aggressioni.
Questi materiali mostrano, quando sono allo
stato attivo, una particolare ed elevata affinità
con l'ossigeno. Quando perciò le condizioni dell'ambiente in cui si trovano sono sufficientemente ossidanti, come lo è l'aria che respiriamo,
essi pervengono allo stato passivo.
Sembra quindi abbastanza intuibile che il
passaggio dallo stato attivo a quello passivo, o
viceversa, e quindi dalla possibilità di corrodersi a quella di reggere alla corrosione, vada
visto come un fenomeno essenzialmente dinamico
e non statico. Lo stato passivo può essere instaurato su un materiale metallico mediante un
processo spontaneo, quando esso è un ambiente
sufficientemente ossidante, come accade agli
acciai inossidabili in presenza dì ossigeno atmosferico. In questo caso si parla di "passività
spontanea" e i materiali sono detti "autopassivanti".
10
gli acciai a struttura bifasica, austenitica e
ferritica (duplex), denominati, per l'appunto, austenoferriticr e che possono essere considerati una derivazione dei tipi
austenitici.
A questi dedicherò ora alcune considerazioni, fornendo anche indicazioni sulle loro
caratteristiche più attinenti a questo loro impiego.
Evidentemente si tratterà di considerazioni
soprattutto indicative, che permettano di avere
una visione di assieme di questi materiali. Per
quelle più specificatamente quantitative si r i manda il lettore alla diffusa letteratura tecnica
oggi facilmente disponibile.
f *+C« 2 %)
2. Le caratteristiche meccaniche
2. Mechanical characteristics
Acciai
non Itgatja legati
Acciai mox
F«»Cr(*11*)*C
^
inox martanaitid
Fa*Crti* 18M >
*C<0.OB+1,2%)
Sono differenti a seconda dei diversi tipi e
possono essere sintetizzate come segue.
1 tipi austenitici non sono suscettibili di
innalzare le loro caratteristiche mediante tempra
e con seguentemente hanno qualità resistenziali
non elevate. A temperatura air.biente, indicativamente, esse variano, a seconda dei tipi, negli
intervalli:
carico di rottura: 440-785 N/mm1,
carico di snervamento: 175-275 N/mm2,
modulo
di
elasticità :
193.100-200.000
N/mn 2 ,
allungamento a rottura: 30-60%.
Sono capaci di innalzare fortemente la loro
resistenza mediante incrudimento per deformazione plastica a freddo, elevando il carico di
rottura, il carico di snervamento e diminuendo
l'allungamento a rottura. Questo fenomeno è
molto sfruttato proprio nello stampaggio a
freddo di questi materiali.
Posseggono elevate caratteristiche di resistenza a fatica. Quella agli urti è molto alta, sta
a temperatura ambiente, sia a temperature molto
basse, anche dell'ordine di oltre -200°C. Presentano ottima scivolosità e resistenza all'usura
dovuta all'azione di materiali abrasivi.
I tipi ferritici non sono nemmeno essi suscettibili di trattamento di tempra e con seguentemente presentano caratteristiche resistenziali
non elevate.
Indicativamente, a temperatura ambiente, a
seconda dei tipi, ì valori oscillano nei limiti:
carico di rottura: 440-640 N/mm2,
carico di snervamento: 225-345 N/mm2,
modulo di elasticità: 200.000,
allungamento a rottura; 15-30%.
L'incrudimento per deformazione plastica a
freddo incrementa anche in questo caso le caratteristiche di resistenza, ma in modo diverso
da quelle dei tipi austenitici. Presentano ottima
scivolosità e resistenza all'usura conseguente all'azione di materiali abrasivi.
I tipi martensitici offrono le migliori caratteristiche di resistenza meccanica fra gli acciai
inossidabili quando sono messi in opera allo stato bonificato.
A seconda della loro composizione possono
coprire un campo di valori, variabili, allo stato
bonificato e a temperatura ambiente, tra i limiti:
carico di rottura: 690-1080 N/mm ,
\
7 ^—
EOO* (armici
F«.Cr(13*3O»)
-Clt0.06%ì
Fig. 1 - Rappresentazione schematica della suddivisione per famiglie degli acciai non legati,
legati e inossidabili.
Fig. 1 - Diagrammatic representation of steel
families: non alloy, alloy and stainless.
gli acciai inossidabili indurenti per precipitazione, denominati anche PH dalla definizione anglosassone "precipitation hardening", che si suddividono, a loro volta,
a seconda della struttura che gli conferisce
fi trattamento termico, in ma rtens itici,
semi-austenitici e austenitici, in buona
parte non sono ancora normalizzati, quelli
che lo sono appartengono alla serie 600
ASTM,
gli acciai inossidabili ad atti contenuti dì
elementi in lega (cromo, nichel, molibdeno
e a volte rame) e a basso contenuto di
elementi interstiziali (carbonio e azoto)
denominati superferritici e superaustenitici
con netto riferimento alle due famiglie
ferritica e austenitica già prima ricordate.
Evidentemente, quanto esposto, è una semplice visione d'assieme di queste leghe ferrose
che hanno come proprietà comune quella di
autoproteggersi dalla corrosione mediante passivazione spontanea.
Solamente un numero ristretto è utilizzato,
o è utilizzabile, in termini di reale economia nel
settore delie macchine agricole.
li
carico dì snervamento: 190-880 N/mm ,
modulo di elasticità: 200.000 N/mm2,
allungamento a rottura: 10-20%.
Presentano buone caratteristiche di resistenza a fatica, ottima scivolosità e resistenza
all'usura conseguente all'azione di materiali ab rasivi.
3. Le caratteristiche fisiche
3. Physical characterìstìcs
Sono differenti, a volte anche sostanzialmente, tra le diverse famiglie.
Il peso specifico è variabile, in funzione
della diversa composizione chimica ed è compreso, a temperatura ambiente, nei limiti:
7,70-8,06 g/cm 3 .
La conducibilità termica è sostanzialmente
differente tra le diverse famiglie e, a temperatura di 100°C, varia indicativamente t r a :
14,2-17,16 W/mK per tipi austenitici.
20,9-29,3 W/mk per i tipi ferritici,
20,1-24,7 W/mk per i tipi martensitici.
La resistività elettrica è anch'essa fortemente differenziata tra tipi e tipi e a temperatura ambiente varia indicativamente tra:
0,72-1,02 fitlm per i tipi austenìtjcj,
0,59-0,67 fiiìm per i tipi ferritici,
0,57-0,72 fiQm per i tipi martensitici.
Il calore specifico è mediamente compreso,
nell'intervallo di temperatura 0-100°C, nei limiti:
460-502 J/kgK per tutti i t i p i .
Il coefficiente di dilatazione termica è molto
differente tra i diversi tipi e, nell'intervallo di
temperatura 0-100°C, varia mediamente tra:
15-17,3 . 10" 6o C" 1 per i tipi austenitici,
9,3-11,7 . Ì O ' ^ C " 1 per t tipi ferritici,
9,9-11,2 . N T ^ C * 1 per i tipi martensitici.
La permeabilità magnetica relativa è molto
diversa a seconda che si tratti delle famiglie
martensitica e ferritica, sostanzialmente ferromagnetiche, o di quella austenitica, sostanzialmente amagnetica.
Per i primi tipi essa non è molto influenzata all'incrudimento per deformazione a freddo,
mentre i tipi austenitlci risentono molto di più
di tale fenomeno.
Per i tipi martensitici è compresa tra 7001000, per ì tipi ferritici è compresa tra 6001100, per i tipi austenitici. allo stato non i n crudito, è compresa tra 1,0025-1,0020; allo stato
incrudito, è compresa tra 1,0075-4,75 a seconda
dei tipi e del grado di incrudimento.
4. Le caratteristiche tecnologiche, di componibilità e di finitura
4. Technological, assembling and finishing properties
Va premesso che gli acciai inossidabili, in
generale, non sono più o meno difficili da
lavorare di a l t r i , ma piuttosto "diversi". Se si
affronta quindi il problema della loro lavorazione
da questo punto di vista non si va incontro a
sorprese.
La lavorabilità per deformazione plastica a
freddo è ottima per tutti i t i p i , soprattutto per
quelli austenitici, anche se le forze in gioco
sono più elevate che per i comuni acciai al carbonio o debolmente legati. Ne consegue, da un
punto di vista generale, che è sempre opportuno disegnare t particolari di acciaio inossidabile
in modo da poterli ottenere con tecnologie del
tipo: imbutitura, piegatura, curvatura, profilatura, ricalcatura, coniatura, improntatura.
Ciò permette di ottenere componenti e manufatti di costi contenuti, sia in piccoli sia in
grandi lotti.
Inoltre, * sfruttando appieno la
variazione di caratteristiche meccaniche dovute
al fenomeno di incrudimento, sono possibili elevate prestazioni dal punto di vista meccanico
anche con spessori decisamente ridotti rispetto a
quanto è necessario con altri materiali.
Questi tipi dì tecniche per deformazione
consentono inoltre di effettuare risparmi, dato
che il rapporto sfrido/peso, corrmisurato al pezzo finito, è molto inferiore a quello che si ha
nel caso di lavorazione operata per asportazione
di truciolo.
La lavorabilità per deformazione plastica a
caldo è ottima, anche se le forze in gioco sono
evidentemente maggiori di quelle utilizzate per.
acciai comuni e le modalità operative, in particolare gli intervalli di temperatura, sono differenti.
La lavorabilità per asportazione di truciolo
non è particolarmente brillante, soprattutto per
gli acciai inossidabili austenitici, a seguito delle
loro tipiche caratteristiche strutturali. Ne consegue che, qualora siano richiesti questi tipi di
lavorazioni, è opportuno adottare corretti parametri operativi (velocità di taglio, avanzamenti,
angoli caratteristici degli utensili, ecc.J.
La
componibilità,
ovviamente,
riguarda
quell'insieme di tecniche che permettono dì unire
tra loro diverse parti, realizzando giunzioni
fisse oppure amovibili.
La saldatura è generalmente la tecnica di
unione più usata con gli acciai inossidabili anche
su spessori sottili. Correntemente sono impiegate:
la saldatura in atmosfera di gas inerte con
elettrodo non consumabile (TIC) e con eIettrodo consumabile (MIC),
la saldatura al plasma al microplasma,
la saldatura con elettrodo rivestito,
la saldatura per resistenza (per punti, a
rilievi, per rullatura).
Altre
tecniche meno tradizionali,
quali
quella al laser e al fascio elettronico, stanno
diffondendosi con successo anche nella produzione di serie.
Il comportamento, ai fini della saldatura,
dei differenti tipi di acciai inossidabili è però
nettamente diverso e il quadro pud essere sintetizzato, almeno dal punto di vista generale,
come segue.
l tipi austenitici sono saldabili con o senza
materiali d'apporto dello stesso tipo e presentano giunzioni di elevate caratteristiche con qual-
siasi tipo di saldatura, all'arco o per resistenza.
Nel caso siano previste saldature operanti
in ambienti capaci di provocare corrosione i n tercristallina e vengono utilizzati spessori per i
quali sia prevedibile la sensibilizzazione delle
zone termicamente alterate, si dovrà avere cura
di utilizzare i tipi stabilizzati o quelli a basso
contenuto di carbonio.
I tipi ferritici tradizionali sono saldabilr
con materiali d'apporto austenitici o con struttura parzialmente ferritica; l'effetto del riscaldamento durante la saldatura provoca un ingrossamento del grano nella zona termicamente
alterata con conseguente perdita di tenacità del
giunto. Per ovviare a ciò, si utilizzano i tipi
AISI 405 (con alluminio), 409 e 430 stabilizzato.
Normalmente, nel caso di laminati piani a freddo
di acciai ferritici, si preferisce utilizzare tecniche di saldatura a resistenza, per punti o
continua.
I tipi a basso contenuto di interstiziali
(ELI) presentano, invece, con qualsiasi tecnica,
caratteristiche di saldabilità molto superiori ai
tipi ferritici convenzionali.
I tipi martensitici sono saldabtli con materiali d'apporto dello stesso tipo del materiale
base, oppure con materiale d'apporto fortemente
austenitico {AISI 310) quando non stano previste, in questo ultimo caso, temperature di
servizio elevate. E1 opportuno eseguire trattamenti termici di pre-riscaldo e di post-riscaldo.
E1 particolarmente indicata la saldatura per resistenza.
Per quanto concerne la brasatura dolce o
forte e la saldobrasatura, tutti i tipi di acciai
inossidabili sono in grado dì essere uniti con
queste tecniche, ovviamente utilizzando materiali
d'apporto e flussi adeguati.
Le giunzioni meccaniche (avvitature, chiodature ecc. ) sono regolarmente utilizzate, a
patto che gli elementi di giunzione siano galvanicamente compatibili con gli acciai inossidabili
che uniscono e risultino quindi di nobiltà non
inferiore a questi, quando il giunto sia in presenza di un elettrolita.
Sempre nel caso delle giunzioni meccaniche,
va rilevato che l'aggraffatura (semplice o doppia) permette di ottenere, soprattutto su elementi sottili, giunzioni di notevole resistenza
meccanica. Ciò deriva dalle elevate caratteristiche di deformabilità a freddo e di incrudimento
offerte da questi materiali. Ovviamente, questa
tecnica potrà essere prevista solo quando non vi
saranno perìcoli dì corrosione interstiziale o
sotto tensione.
Cli adesivi strutturali, infine, possono essere utilizzabili per giunzioni tra acciai inossidabili e tra questi e altri materiali metallici e
non, con tecniche soddisfacentemente collaudate.
Per quanto concerne la finltura superficiaje, gli acciai inossibabili si pongono in una
situazione a sé stante rispetto a gran parte dei
materiali metallici. Essi, infatti, contengono già
in sé, in potenza, il tipo di finltura dell'oggetto. Non abbisognano infatti di particolari
addizioni di rivestimenti esterni quali pitturazioni, smaltature, placcature ecc.
Normalmente le finiture delle lamiere e dei
nastri di acciai inossidabili, ottenute per laminazione sono quelle denominate, con riferimento
alle classificazioni AISI e all'unificazione italiana:
1 (laminazione a caldo, trattamento termico,
decapaggio) utilizzata solamente sugli spessori maggiori
2D (laminazione a freddo, trattamento termico, decapaggio), oggi non molto usata
soprattutto sui piccoli spessori
2B (laminazione a freddo e trattamento
termico, decapaggio, skinpassaggio);
BA ( laminazione a freddo e trattamento
termico in atmosfera controllata, con eventuale skinpassaggio).
Per quanto riguarda le barre e i tubi, non
esistono particolari unificazioni e sono utilizzate
o la finltura originaria di laminazione, oppure
quella di trafilatura o ancora quella di lavorazione per asportazione di materiate.
Vale la pena di sottolineare, a questo proposito, che tutti gli elementi di acciai inossidabili possono essere finiti
superficialmente
mediante operazioni dr asportazione di materiale
operante con mezzi abrasivi o con utensili, cosi
da asportare qualunque discontinuità superficiale.
Il meccanismo di autopassivazione è in
grado, infatti, di pervenire (in virtù di quanto
già detto al punto 1) alla protezione dall'attacco
corrosivo.
Va solamente segnalata la necessità di non
contaminare il materiale durante la lavorazione e
la messa in opera con altri materiali metallici,
quali ad esempio residui ferrosi.
La contaminazione, che può avvenire attraverso il riporto di spruzzi di saldatura di acciai
comuni, oppure per riporto di residui di molatura di acciai comuni, oppure con l'utilizzazione di
utensili già contaminati (mole, lime ecc.) non è
preoccupante solamente da un punto di vista estetìco,
ma può provocare anche fenomeni
corrosivi.
5. La resistenza alla corrosione
5. Corrosion resi sta nce
E1 abbastanza logico che materiali nati essenzialmente per contrastare il "fenomeno corrosione" siano utilizzati con la certezza che risolvano i problemi ad esso inerenti.
Dobbiamo considerare, però, che la resistenza alla corrosione è conseguenza della loro
capacità di mantenersi in condizioni di passività
stabile negli ambienti aggressivi nei quali essi
debbono operare.
Questa possibilità è legata evidentemente al
tipo di acciaio inossidabile, alle condizioni reali
nelle quali è messo in opera e alle, condizioni
effettive dì esercizio e di aggressione.
In altri termini, la scelta del tipo di inox
deve essere sempre condizionata alla risposta
13
positiva a due domande:
il tipo di acciaio inossidabile prescelto è in
stato di passività stabile nell'ambiente nel
quale deve operare?
le condizioni di sollecitazione o di messa in
opera, nonché di disegno del particolare,
sono tali da consentirgli di rimanere in
condizioni di passività stabile in quell'ambiente, per tutta la durata di tempo prevista?
L'errore sarebbe fidare unicamente, quasi
fosse un rito esoterico, nella potenza magnetica
della parola "accaio inossidabile" per esorcizzare
il fenomeno corrosione.
Ovviamente, non è qui il caso di elencare
il comportamento dei diversi tipi di acciai inossidabili nei confronti delle differenti sostanze
aggressive, per questo esistono valide guide in
proposito.
Ciò che è necessario evidenziare è che, ai
fini della resistenza alla corrosione di un particolare di acciaio inossidabile, occorre considerare, oltre alla composizione chimica, concentrazione, temperatura, pressione, anche:
il disegno del particolare,
le sollecitazioni indotte in esso dalle lavorazioni,
la reale temperatura di esercizio,
le modalità di messa in opera.
In caso contrario sì rischia dj scegliere,
per eccesso di prudenza, il tipo di acciaio inossidabile a maggior contenuto di elementi in lega
(e quindi più costoso), senza rendersi conto
che ciò non è necessario e che, magari, esso
viene messo in esercizio in condizioni tali da
essere danneggiato.
Alcune considerazioni varranno a chiarire
questa asserzione.
Il disegno inadatto di un particolare può
provocare, qualora siano presenti interstizi,
corrosioni di tipo interstiziale anche in ambienti
che ragionevolmente potrebbero essere considerati di blanda aggressività, è il caso del disegno del collegamento dei fondi di serbatoi per
macchine di spargi tura di concimi e di anticrittogamici.
E' noto che stati di tensionamento interno
dovuto a operazioni di stampaggio per deformazione plastica a freddo o a saldatura possono
provocare fenomeni di corrosione sotto tensione
in ambienti che altrimenti non desterebbero
soverchie preoccupazioni dal punto di vista
corrosionistico.
La effettiva tempertura superficiale di un
elemento può causare fenomeni di corrosione per
vaiolatura, ciò accade quando esistono zone
particolamente calde in presenza di soluzioni
aggressive che presentano, per altro, una temperatura media accettabile.
Le modalità di messa in opera, qualora
siano presenti, ad esempio, unioni con elementi
non di acciai inossidabili, possono causare
problemi. Questi elementi infatti debbono essere
sempre scelti in modo da risultare compatibili,
dal punto di vista galvanico, con gli acciai
inossidabili. In caso contrario, in presenza
anche di deboli elettroliti, è possibile la corrosione di quello più elettropositivo, cioè del meno
nobile.
Questo fatto si verifica soprattutto quando
l'elemento più elettropositivo (che normalmente
non è l'acciaio inossidabile), è di piccole dimensioni superficiali rispetto ai particolare di acciaio inossidabile. E1 il caso, per esempio, di
viti e chiodi, di materiale poco nobile, impiegati
su profilati e lamiere di acciaio inossidabile.
Nel caso particolare di corrosione a caldo,
occorre distinguere, infine, tra modalità di servizio continuo e intermittente, f tipi austenìxici,
per esempio, consentono temperature ammissibili
in servizio continuo superiori e quelle di servizio intermittente; al contrario, i tipi ferritici e
martensitici ammettono prestazioni a temperature
più elevate nel caso di servizio discontìnuo.
6. L'igienicità
6. Hygienic characteristics
Mi sembra non inopportuno, parlando dì
nuovi materiali per macchine agricole, un cenno
a quelle che sono le caratteristiche igieniche di
questi materiali.
Non è, infatti, infrequente oggi, generalmente parlando, che il prodotto agricolo possa
essere o lavorato nel luogo stesso di produzione
oppure raccolto, trasportato e conservato, tal
quale o sotto forma di semilavorato, in modo da
completare successivamente l'intero ciclo di
trasformazione in alimento.
Non sono personalmente a conoscenza di un
parametro, valutabile in termini quantitativi,
che determini l'igienicità di un materiale.
A mio avviso penso che, almeno da un
punto di vista qualitativo, un materiale possa
essere considerato
intrinsecamente
igienico
quando presenti, opportunamente coordinate tra
loro, le seguenti caratteristiche:
compatezza superficiale priva di porosità;
elevata resistenza agli u r t i , all'usura e alle
sollecitazioni meccaniche in genere;
elevata resistenza alle brusche variazioni
termi che;
assenza di rivestimenti protettivi fragili e
deteriorabili;
elevata resistenza alla corrosione;
ottima pulibilità della superficie, sia nuova
che usata.
Se consideriamo gli acciai inossidabili da
questa visuale, ci accorgiamo che essi presentano, armonicamente coordinate, le proprietà di
cui sopra.
Per quanto riguarda infatti la compattezza
superficiale, la resistenza meccanica (agli u r t i ,
alle sollecitazioni continue e ripetute e all'usura), la resistenza alle brusche variazioni termiche, gli acciai inossidabili posseggono queste
caratteristiche dovute essenzialmente al fatto
che essi sono leghe ferrose di particolare qualità resistenziali.
Circa la mancanza di un rivestimento*pro14
tettivo, ricordiamo che essi non derivano il loro
strato superficiale da una "addizione" di un r i coprimento esterno (che può usurarsi o scheggiarsi), ma, al più, da una "sottrazione" di uno
strato esterno, contenente eventuali discontinuità.
Questa caratteristica, in particolare, permette di disporre sul manufatto di una finltura
stabile e resistente, facilmente ripristinabile con
caratteristiche uguali a quella precedente.
La resistenza alla corrosione, conseguente
al fenomeno di autopassivazione, agisce in due
modi diversi: da un lato fa si che gli acciai
inossidabili non si corrodano in presenza di sostanze alimentari e presentino quindi valori di
cessione praticamente irrilevanti, tali da garantire non solo l'atossicità delle sostanze alimentari
trattate, ma da conservarne anche tutte le caratteristiche organolettiche [sapore, odore, colore e c c ) ; dall'altro permette di impiegare su di
essi mezzi anche molto energici di lavaggio e di
decontaminazione, sia su superfici nuove che su
superfici usate.
Senza dilungarmi in proposito, citerò, a
conclusione di queste considerazioni, il Decreto
Ministeriale 21 marzo 1973 "Disciplina igienica
degli imballaggi, recipienti, utensili, destinati a
venire in contatto con le sostanze alimentari o
con sostanze d'uso personale" (di base) e il
Decreto 2 giugno 1982 "Aggiornamento del D.M.
21 marzo 1973 concernente la disciplina igienica
degli imballaggi, recipienti, utensili destinati a
venire in contatto con sostanze alimentari o con
sostanze d'uso personale" (complementare al
precedente) che regolamentano, in questo settore applicativo, anche gli acciai inossidabili.
damento del latte. A questo riguardo, i
mezzi di trasporto per la raccolta del latte
refrigerato e per il suo trasferimento alle
centrali e/o ai caseifici, le macchine e gli
impianti per la sua pastorizzazione e il suo
confezionamento e per la produzione di
burro e di formaggio costituiscono ulteriori
esempi. E' da notare che macchine specifiche sono presenti anche in allevamenti di
suini e in allevamenti avicoli e di conigli;
le macchine per la lavorazione dell'uva, per
la fermentazione del mosto e per il trattamento e la conservazione del vino. In particolare si ricorda il carro vinificatore in
campo studiato dal prof.Amirante;
le macchine per la spremitura delle olive,
per la produzione dell'olio e gli impianti
per la sua conservazione;
le macchine per la lavorazione del miele;
le macchine per il sollevamento dell'acqua
quali le pompe sommerse e per la produzione di energia quali i pannelli solari e gli
impianti per la produzione di biogas;
le stufe e gli impianti per il riscaldamento
delle serre.
Ritengo che gli acciai inossidabili, partendo
da queste basi di utilizzazione, possano permettere di risolvere anche altri problemi del settore.
In particolare, desidero sottolineare che
l'odierna disponibilità sul mercato di acciai
inossidabili a basso tenore di lega come l'AISI
409 e i suoi derivati 409L (a basso contenuto di
carbonio) e 409LI (a basso livello di interstizial i ) , di costo limitato e di utilizzazione positivamente sperimentata in differenti settori applicativi, dai silenziatori per autovetture alle
macchine per miniera, può porre le premesse
per l'utilizzazione su ampia scala di inox di
costo contenuto e di valida resistenza alla
corrosione.
In altri termini si può pensare di utilizzare
questi tipi di inossidabili come acciai da costruzione che nel contempo hanno "anche" la caratteristica di resistere alla corrosione.
Un'altra
considerazione,
che
riguarda
questa volta l'intero complesso di tutti gli
inossidabili, è che essi permettono, se utilizzati
oculamente nei punti chiave dell'intero processo
produttivo agricolo e alimentare, la risoluzione
del problema di coi legare il ritmo ciclico naturale
di produzione delle sostanze alimentari (maturazione di frutti e di ortaggi, mungitura delle
vaccine, ecc. ) con il ritmo di trasformazione
industriale delle stesse e con il loro ritmo di
consumo.
Mentre il primo è tipicamente discontinuo,
il secondo, invece, deve essere rigorosamente
continuo e il terzo necessariamente legato alle
esigenze del mercato e quindi ciclicamente complesso.
La strada del collegamento tra questi tre
ritmi è quella che l'uomo dell'era industriale
cerca di percorrere nello sforzo di dare a sé
stesso e a tutti i suoi simili un nutrimento suf-
7. Considerazioni conclusive
7. Conclusions
E1 evidente che non è possibile terminare
una presentazione di materiali nuovi o comunque
non tradizionali con un'ampia e completa panoramica sui loro impieghi settore per settore.
Nel corso della relazione ho tracciato un
quadro delle loro caratteristiche che possono essere utilizzate in termini reali d'impiego anche
nelle macchine agricole.
Una rapida carrellata servirà a menzionare,
in modo qualitativo e non limitativo, alcuni settori nei quali essi hanno già esempi di impiego,
almeno parziale.
Seguendo una suddivisione delle macchine
per settore operativo, possiamo trovare utilizzati
acciai inossidabili per:
le macchine per la fertìlizzazione del terreno, soprattutto per quanto riguarda l'utilizzazione di concimi chimici;
le macchine irroratrici per la distribuzione
di anticrittogamici e di fitofarmaci;
le macchine per le stalle, dagli impianti per
la conservazione del foraggio alle macchine
per l'allattamento fisiologico e per lo svezzamento dei vitelli, alle abbeveratrici, alle
mungitrici, alle attrezzature per il raffred15
fidente, dignitoso, in termini di reale economia
e volto a evitare le ben note distruzioni di
materie prime alimentari dovute a eccedenze di
produzione o a imprevedibili fluttuazioni della
domanda.
Gli acciai inossidabili hanno già dimostrato
di poter essere validamente impiegati secondo
questa ottica, il trattamento e la distribuzione
del latte ne costituiscono un esempio noto a
tutti, come, del pari, quelli del trattamento del
pomodoro, detta lavorazione dell'uva e della sua
trasformazione in vino, della lavorazione dei
frutti e della loro trasformazione in nettari, in
succhi e in conserve.
lavorabilità per asportazione di truciolo), di
componibilità (giunzioni saldate e brasate,
giunzioni meccaniche e con adesivi strutturali),
di finitura e di resistenza alla corrosione, per
giungere alla conclusione che gli inossidabili
rappresentano già oggi un materiale di molto
utile applicazione in parti di macchine per la
fertilizzazione, l'irrorazione, per le stalle, per
la lavorazione di prodotti dell'agricoltura e, nel
futuro, è prevedibile ancora una loro più larga
applicazione,
Summary
STAINLESS STEELS
Riassunto
Stainless steels exhibit thè typical high
mechanical strength of ferrous alloys, and resist corrosion by selfpassivation. Stainless
steels break down into three main groups (martensitic, ferritic and austenitic), to which
dual-phase steels, precipitation-hardening (PH)
steels, and low interstitial element content, high
alloyed steels were recently added.
The author reviews thè various types and
their mechanical, physical and technological
(cold or hot deformability, machinability) properties, assembling (welding, brazing, mechanical and structural adhesive jointing) properties,
and concludes that stainless steels can find
useful appHcations for components of fertilizing
and spraying machinery, stables and produce
processing equipment, and that broader fields
of applications can be expected to open in thè
future.
GLI ACCIAI INOSSIDABILI
Gli acciai inossidabili sono caratterizzati da
elevata resistenza meccanica, tipica delle leghe
ferrose, e da resistenza alla corrosione per passiva'io ne spontanea (autopissivazione).
Le caratteristiche fisico-chi miche consentono di identificare tre grandi famiglie di inossidabili (martensitici, ferritici, austenitict) alle
quali, più di recente, si sono aggiunti gli acciai
a struttura bifasica, ì "PH M , indurenti per precipitazione, e gli inossidabili a basso contenuto
di elementi interstiziali e alto contenute di
elementi in lega.
L'Autore passa in rassegna, differenziando
i tipi, le caratteristiche meccaniche, fisiche,
tecnologiche tdeformabilità a caldo e a freddo.
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