MAGNETISM IN STAINLESS STEELS
MAGNETISMO NEGLI ACCIAI INOSSIDABILI
Magnetic flow and electric current
Flusso Magnetico e corrente
Magnetic flow and electric current
Flusso Magnetico e corrente
Ferromagnetism-Ferromagnetismo
Ferromagnetism is the basic mechanism by which certain materials (such as iron)
form permanent magnets, or are attracted to magnets. In physics, several
different types of magnetism are distinguished. Ferromagnetism (including
ferrimagnetism) is the strongest type; it is the only type that creates forces strong
enough to be felt, and is responsible for the common phenomena of magnetism
encountered in everyday life. Other substances respond weakly to magnetic fields
with two other types of magnetism, paramagnetism and diamagnetism, but the
forces are so weak that they can only be detected by sensitive instruments in a
laboratory.
Il ferromagnetismo è la proprietà di alcuni materiali, detti materiali ferromagnetici,
di magnetizzarsi molto intensamente sotto l'azione di un campo magnetico
esterno e di restare a lungo magnetizzati quando il campo si annulla, diventando
così magneti. Questa proprietà si mantiene solo al di sotto di una certa
temperatura, detta temperatura di Curie, al di sopra della quale il materiale si
comporta come un materiale paramagnetico. Per il ferro, ad esempio, questa
temperatura è di circa 770 °C.
Paramagnetism-Paramagnetismo
Paramagnetism is a form of magnetism whereby certain materials
are attracted by an externally applied magnetic field. In contrast
with this behavior, diamagnetic materials are repelled by magnetic
fields. Paramagnetic materials include most chemical elements
and some compounds; they have a relative magnetic permeability
greater than or equal to 1 (i.e., a positive magnetic susceptibility)
and hence are attracted to magnetic fields.
Il paramagnetismo è una forma di magnetismo che alcuni
materiali mostrano solo in presenza di campi magnetici, e si
manifesta con una magnetizzazione avente stessa direzione e
verso di quella associata al campo esterno applicato al materiale
paramagnetico stesso.I materiali paramagnetici sono
caratterizzati a livello atomico da dipoli magnetici che si allineano
con il campo magnetico applicato, venendone debolmente attratti.
Diamagnetism-Diamagnetismo
Diamagnetic materials create a magnetic field in opposition to an
externally applied magnetic field. It is a quantum mechanical effect that
occurs in all materials; where it is the only contribution to the magnetism
the material is called a diamagnet. Unlike a ferromagnet, a diamagnet is
not a permanent magnet. Its magnetic permeability is less than μ0 (the
permeability of free space).
Il diamagnetismo è una forma di magnetismo che tutti i materiali mostrano in presenza
di un campo magnetico. Si tratta di un effetto molto debole di natura quantistica, che
viene annullato qualora il materiale goda di altre proprietà magnetiche come il
ferromagnetismo o il paramagnetismo. I materiali in cui il diamagnetismo si manifesta in
maniera rilevante sono detti materiali diamagnetici, e sono caratterizzati dal fatto che la
magnetizzazione ha verso opposto rispetto al campo magnetico, e quindi di esserne
debolmente "respinti". In ambito non scientifico i materiali diamagnetici sono spesso
semplicemente detti "non magnetici".
Magnetization directions
Direzioni di magnetizzazione
Magnetic domains and magnetic field
Domini magnetici e campo magnetico
Magnetic Flow/Magnetic Field & Saturation
Flusso Magnetico/Campo Magnetico e Saturazione
Magnetization Curve
Curva di magnetizzazione
Saturation
Saturazione
Induction of a magnetic flow
Induzione di un flusso magnetico
Magnetization curve and hysteresis cycle
Curva di magnetizzazione e ciclo di isteresi
Origin of magnetism in stainless steels
Origine del magnetismo negli acciai inossidabili
- Ferrite / Residual ferrite
- Ferrite / Ferrite residua
- Martensite / Mechanical martensite
- Martensite / Martensite meccanica
EFFECT OF ADDITION OF Cr AND Ni
+
Cr
Ni
+
Elementary cells of stainless steels
Cella di un reticolo cubico a
corpo centrato (ccc)
Cella di un reticolo cubico a
facce centrate (cfc)
MARTENSITE
Cella di un reticolo cubico a
corpo centrato (ccc)
Cella di un reticolo cubico a
facce centrate (cfc)
Schaeffer Diagram
Relazione tra il contenuto di nichel ed il contenuto di cromo
nelle principali classi degli acciai inossidabili
%Ni
%Cr
RESIDUAL FERRITE / FERRITE RESIDUA
Liq
σ
γ
Example of residual ferrite in AISI 304
Esempio di ferrite residua nell’AISI 304
Esempio di ferrite delta in una struttura
di solidificazione di un acciaio AISI 304
Mechanical martensite / Martensite meccanica
Ex. AISI 304
MARTENSITE
Cella di un reticolo cubico a
corpo centrato (ccc)
Cella di un reticolo cubico a
facce centrate (cfc)
Mechanical martensite / Martensite meccanica
AISI 304
Induction of a magnetic flow
Induzione di un flusso magnetico
Demagnetization
Smagnetizzazione
Demagnetizing cycle
Cicli demagnetizzanti
Demagnetizing cycles
Cicli di demagnetizzazione
WI-DEM
Wire Demagnetization
by EUREINOX
DUPLEX AND SUPERDUPLEX
STAINLESS STEELS
ACCIAI INOSSIDABILI
DUPLEX E SUPERDUPLEX
Precipitazione della fase intermettallica sigma (Fe.Cr). La fase
sigma viene smiscelata dalla ferrite, quindi è necessario porsi
nelle condizioni che limitano la presenza di tale fase
Duplex laminato (X1000)
C=0.02% Si=1.48% Cr=19% Mn=1.65% Ni=5% Mo=1.5%
N=0.075%
Attacco elettrochimico in acido ossalico + reag. Murakami
A_riscaldato a 800°C per 1h
B_ riscaldato a 800°C per 2h
C_riscaldato a 800°C per 16h
Duplex laminato (X1000)
C=0.2% Cr=19% Ni=5% Mo=2.65%
N=0.075%
Attacco elettrochimico in acido ossalico
+ reag. Murakami
A_riscaldato a 800°C per 1h
B_ riscaldato a 800°C per 16h
C_riscaldato a 800°C per 64h
Duplex AISI 310S C=0.042%
Cr=24.67% Ni=19% Mn=1.14%
Mo=2.65% N=0.075% scaldato a
800°C
A_800h Attacco elettrochimico in
acido ossalico + reag. Murakami per
10s
B_ 1600h Groesbeck con presenza
di carburi e fase sigma di
Widamnstaetten
C_200h attaccato in 10N NaOH, 6V,
30s con fase sigma
D_100h attaccato in persolafto di
ammonio10%, 6V, 30s fase sigma al
bordo degli austenitici E_1600h
Murakami per 30 s a 25°C (scarsa
evidenza fase sigma) F_come E ma
successivamente attaccato in
persolfato di ammonio10%,6V,30s
con carburi e fase sigma G_800h
attaccato in 10ml HNO, 200ml HCl,
20ml H2O buona definizione della
fase sigma H_1600h dopo attacco
elettrolitico in acetato di piombo al
10%, 1.5V, 30
Duplex attaccato
con 10%HCl+1%K2S2O5
con questo attacco si riescono a porre in evidenza i grani ferritici
Duplex forgiato (X50)
Attacco Beraha 20ml HCl-100ml H2O -1gK2S2O5 per 60s
Duplex forgiato (X100)
Attacco Beraha 20ml HCl-100ml H2O -1gK2S2O5 per 60s
Saldatura di un giunto in duplex da piatto di 20mm realizzato in gas inerte
Attacco di Groesbeck
SINTESI ED OPPORTUNITA’
1.Sono un’ottima alternativa per sostituire AISI 304 e AISI 316.
2.Possono comportare un significativo risparmio e garantiscono una
migliore stabilità nei prezzi.
3.L’indice PREN è molto variabile da 22 a 32.
4.La minore presenza di Ni tende and aumentare la tendenza alla
corrosione in fessura ed in letteratura si segnala un leggero
peggioramento della tendenza alla vaiolatura a causa delle maggiori
concentrazioni di Mn.
5.Nelle soluzioni ricche in cloruri gli acciai duplex manifestano
eccellenti combinazioni di resistenza meccanica, migliorata
resistenza alla corrosione.
6.Le tipologie di acciaio duplex sviluppate più di recente presentano
una concentrazione di azoto prossima al limite di solubilità, ma sono
documentati effetti negativi sulle proprietà ma miglioramenti nelle
microstrutture di saldatura.
7.L’acciaio 2205 ad alta concentrazione di azoto può essere
utilizzato per applicazioni sino a -100°C.