Acciaio inox 431 vs 430: Qual è la differenza?

Quando si tratta di scegliere l'acciaio inossidabile giusto per il proprio progetto, la comprensione delle sottili differenze tra i vari gradi può essere fondamentale. Due opzioni comunemente confrontate sono l'acciaio inox 431 e 430. Anche se a prima vista possono sembrare simili, questi materiali offrono proprietà uniche che si adattano a diverse applicazioni. Anche se a prima vista possono sembrare simili, questi materiali offrono proprietà uniche che si adattano a diverse applicazioni. Come si differenziano in termini di composizione? E la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche? E il 431 può essere trattato termicamente e temprato, a differenza del 430?

In questa guida comparativa, esploreremo le principali distinzioni tra gli acciai inossidabili 431 e 430. Approfondiremo le loro composizioni chimiche, le proprietà meccaniche e le caratteristiche di resistenza alla corrosione, fornendovi le informazioni necessarie per prendere una decisione informata. Quale dei due si adatta meglio alle vostre esigenze? Scopriamolo.

Acciaio inossidabile ferritico e martensitico

Panoramica degli acciai inossidabili ferritici

L'acciaio inossidabile ferritico, come il grado 430, ha una struttura cristallina cubica a corpo centrato (BCC). Questo acciaio contiene cromo come principale elemento di lega, in genere nell'intervallo 16-18%. Il contenuto di carbonio è mantenuto basso, di solito inferiore a 0,12%, il che contribuisce a mantenere la duttilità e la facilità di fabbricazione. Gli acciai inossidabili ferritici non sono temprabili mediante trattamento termico e acquisiscono la loro resistenza principalmente attraverso l'indurimento in soluzione solida piuttosto che attraverso la trasformazione martensitica.

Proprietà chiave dell'acciaio inossidabile ferritico

Gli acciai inossidabili ferritici sono fortemente magnetici grazie alla loro struttura BCC e offrono una moderata resistenza alla corrosione, adatta a molte applicazioni in interni e in esterni. Sono soggetti a vaiolatura e corrosione interstiziale in ambienti contenenti cloruri. Questi acciai presentano una moderata resistenza alla trazione, in genere intorno ai 450 MPa, e una buona formabilità. Il basso contenuto di carbonio garantisce una buona duttilità, rendendoli adatti ai processi di formatura e imbutitura.

Panoramica degli acciai inossidabili martensitici

Gli acciai inossidabili martensitici, come il grado 431, presentano una struttura cristallina tetragonale a corpo centrato (BCT). Questa struttura si ottiene attraverso un processo che prevede la tempra e il rinvenimento dell'acciaio. Gli acciai inossidabili martensitici hanno un contenuto di carbonio più elevato, tipicamente tra 0,12-0,20%, e includono nichel (1,25-2,5%) per migliorare le loro proprietà meccaniche. Sono temprabili mediante trattamento termico, che ne aumenta significativamente la resistenza e la durezza.

Proprietà chiave dell'acciaio inossidabile martensitico

Gli acciai inossidabili martensitici sono magnetici grazie alla loro struttura BCT. Offrono una moderata resistenza alla corrosione, migliorata dal contenuto di nichel, che li rende adatti ad ambienti più difficili rispetto agli acciai ferritici. Questi acciai presentano un'elevata resistenza alla trazione, che varia da 860 a 1000 MPa quando sono temprati. Gli acciai martensitici possono raggiungere una durezza di 35-45 HRC dopo un adeguato trattamento termico, il che li rende ideali per le applicazioni che richiedono un'elevata resistenza all'usura. Sebbene la loro duttilità sia inferiore a quella degli acciai ferritici, un trattamento termico appropriato può ottimizzare la tenacità.

Analisi comparativa: Acciaio inossidabile ferritico e martensitico

L'acciaio inossidabile ferritico (430) ha una struttura BCC che fornisce una buona duttilità e formabilità, ma limita la resistenza e la durezza massime, mentre l'acciaio inossidabile martensitico (431) ha una struttura BCT che consente un aumento significativo della resistenza e della durezza.

Composizione chimica

• 430: Contiene 16-18% di cromo, meno di 0,12% di carbonio e un minimo di nichel (≤1%).
• 431: Comprende 15-17% di cromo, 0,12-0,20% di carbonio e 1,25-2,5% di nichel, che ne migliorano le proprietà meccaniche e la resistenza alla corrosione.

Proprietà meccaniche

• Forza: Il 430 ha una resistenza alla trazione di circa 450 MPa, mentre il 431 varia da 860 a 1000 MPa quando è indurito.
• Durezza: Il 430 ha una durezza di circa 85 HRB allo stato ricotto, mentre il 431 può raggiungere 35-45 HRC dopo il rinvenimento.
• Duttilità: Il 430 offre una buona formabilità, mentre il 431 può richiedere un trattamento termico post-saldatura per ottimizzare la duttilità.

Resistenza alla corrosione

• 430: Offre una moderata resistenza alla corrosione, adatta per applicazioni industriali.

Trattamento termico

• 430: Non temprabile mediante trattamento termico; le proprietà sono determinate principalmente dalla composizione chimica e dalla lavorazione a freddo.
• 431: Può essere notevolmente indurito e rafforzato mediante tempra e rinvenimento, consentendo di ottenere proprietà meccaniche personalizzate per applicazioni specifiche.

Idoneità all'applicazione

• Acciaio inox 430: Comunemente utilizzato per finiture automobilistiche, sistemi di scarico e componenti architettonici grazie alla sua buona formabilità e all'adeguata resistenza alla corrosione.
• Acciaio inox 431: Preferito per gli elementi di fissaggio aerospaziali, gli strumenti chirurgici e i componenti marini sottoposti a forti sollecitazioni, dove sono fondamentali un'elevata resistenza, una durezza e una maggiore resistenza alla corrosione.

Differenze di composizione chimica

L'acciaio inox 430 è un tipo di acciaio inossidabile ferritico noto per l'elevato contenuto di cromo e i bassi livelli di carbonio. La sua composizione chimica è studiata per fornire una buona resistenza alla corrosione e una buona formabilità, rendendolo adatto a varie applicazioni.

Panoramica della composizione

• Cromo (Cr): ~17%
• Carbonio (C): ≤0,12%
• Nichel (Ni): Trascurabile o nulla
• Manganese (Mn) e Silicio (Si): Quantità minime
• Zolfo (S): ≤0,03%
• Fosforo (P): ≤0,04%

L'elevato contenuto di cromo aumenta la resistenza alla corrosione del 430, mentre il basso contenuto di carbonio mantiene la duttilità e previene l'indurimento attraverso il trattamento termico. L'assenza di nichel è in linea con la sua classificazione come acciaio inossidabile ferritico, garantendo la stabilità della fase ferritica.

Il contenuto di cromo nell'acciaio inox 430 è fondamentale per la sua resistenza alla corrosione. Con circa 17% di cromo, questo acciaio è in grado di resistere all'ossidazione e ad ambienti moderatamente corrosivi, rendendolo ideale per applicazioni quali finiture per autoveicoli ed elettrodomestici da cucina.

Acciaio inox 431

L'acciaio inox 431 è un acciaio inossidabile martensitico, riconosciuto per il suo più alto contenuto di carbonio e per l'aggiunta di nichel, che ne modifica significativamente le proprietà rispetto al 430.

Panoramica della composizione

• Cromo (Cr): 15.0 – 17.0%
• Carbonio (C): 0.12 – 0.20%
• Nichel (Ni): 1.25 – 2.50%
• Manganese (Mn): Fino a 1,0%
• Silicio (Si): Fino a 1,0%
• Zolfo (S): Max 0,03%
• Fosforo (P): Max 0,04%

Il contenuto di carbonio più elevato nel 431 consente l'indurimento attraverso il trattamento termico, migliorando la forza meccanica e la resistenza all'usura. L'aggiunta di nichel migliora la tenacità e la resistenza alla corrosione, rendendo il 431 adatto alle applicazioni più impegnative.

Il contenuto di cromo nell'acciaio inox 431 varia da 15,0 a 17,0%, garantendo un equilibrio tra resistenza alla corrosione e forza meccanica. Il minor contenuto di cromo rispetto al 430 è compensato dalla presenza di nichel, che migliora le prestazioni complessive in ambienti più difficili.

Tabella comparativa di composizione chimica

La tabella seguente evidenzia le principali differenze di composizione chimica tra gli acciai inossidabili 430 e 431 e il loro impatto sulle proprietà.

Confronto fianco a fianco degli elementi chiave

Le principali differenze nella composizione chimica degli acciai inossidabili 430 e 431 risiedono nel loro contenuto di carbonio e nichel. Queste differenze determinano microstrutture e proprietà meccaniche diverse:

• Contenuto di carbonio: Il contenuto di carbonio più elevato del 431 ne consente la tempra attraverso il trattamento termico, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono un'elevata forza e resistenza all'usura. Al contrario, il minor contenuto di carbonio del 430 ne limita la temprabilità, ma ne migliora la formabilità e la duttilità.
• Contenuto di nichel: La presenza di nichel nel 431 ne migliora la tenacità e la resistenza alla corrosione, rendendolo più adatto ad ambienti difficili rispetto al 430, che non ha un contenuto significativo di nichel.

Queste differenze di composizione influenzano la scelta dell'acciaio per applicazioni specifiche, con il 430 ideale per ambienti decorativi e leggermente corrosivi e il 431 preferito per applicazioni ad alta resistenza, resistenti all'usura e moderatamente corrosive.

Confronto delle proprietà meccaniche

Resistenza alla trazione

La resistenza alla trazione è un fattore chiave per valutare l'idoneità dell'acciaio inossidabile ai diversi impieghi.

L'acciaio inox 431 ha un'elevata resistenza alla trazione, compresa tra 860 e 1000 MPa, ideale per i componenti aerospaziali e marini. L'acciaio inox 430, invece, ha una resistenza alla trazione inferiore, pari a circa 450 MPa, che lo rende più adatto agli utensili da cucina e alle finiture automobilistiche, dove la resistenza alla corrosione è fondamentale.

Durezza

La durezza misura la resistenza di un materiale all'usura e alla deformazione.

L'acciaio inox 431 può raggiungere una durezza significativa attraverso il trattamento termico, con valori compresi tra 35-45 HRC. Questa proprietà lo rende adatto a parti che richiedono un'elevata resistenza all'usura, come alberi, bulloni e dispositivi di fissaggio. L'acciaio inox 430 ha generalmente un livello di durezza inferiore, circa 85 HRB allo stato ricotto. Ciò influisce sulla sua capacità di resistere a condizioni abrasive, rendendolo meno adatto ad applicazioni che richiedono un'elevata resistenza all'usura.

Allungamento a rottura

L'acciaio inox 431 ha un allungamento a rottura inferiore, pari a circa 17%, che indica una maggiore resistenza, ma una minore duttilità, ed è quindi meno adatto alla formatura estensiva. L'acciaio inox 430, con un allungamento a rottura di circa 24%, è più duttile e più facile da modellare.

Resistenza alla fatica

L'acciaio inox 431 ha una resistenza alla fatica più elevata, compresa tra 430 e 610 MPa, che lo rende ideale per le applicazioni che comportano sollecitazioni ripetitive. L'acciaio inox 430, con una resistenza alla fatica inferiore, è meno adatto ad ambienti ad alta sollecitazione.

Proprietà magnetiche

L'acciaio inox 431 è magnetico grazie alla sua struttura tetragonale a corpo centrato (BCT). Ciò può essere vantaggioso in applicazioni che richiedono proprietà magnetiche, come alcuni componenti elettrici. L'acciaio inox 430 non è generalmente magnetico, il che può influire sulla sua idoneità per le applicazioni in cui sono richieste proprietà magnetiche.

Modulo elastico (di Young)

Entrambi gli acciai inossidabili 431 e 430 hanno un modulo di Young simile, pari a circa 200 GPa, il che indica una rigidità comparabile sotto deformazione elastica.

Applicazioni basate sulle proprietà meccaniche

Grazie all'elevata forza meccanica e alla resistenza alla corrosione, l'acciaio inox 431 è adatto ad applicazioni impegnative come elementi di fissaggio aerospaziali, strumenti chirurgici e componenti marini sottoposti a forti sollecitazioni. L'acciaio inox 430, con la sua maggiore duttilità e la moderata resistenza alla corrosione, è più adatto per applicazioni come utensili da cucina, finiture per auto e articoli decorativi in cui la formatura e la sagomatura sono fondamentali.

Caratteristiche di resistenza alla corrosione

Resistenza alla corrosione dell'acciaio inox 430

L'acciaio inox 430 è un tipo di acciaio inossidabile ferritico che offre una moderata resistenza alla corrosione. Si comporta bene in ambienti con lievi elementi corrosivi, grazie all'elevato contenuto di cromo (circa 16-18%), che ne aumenta la capacità di resistere all'ossidazione e all'acido nitrico. Questo lo rende adatto ad applicazioni come gli elettrodomestici da cucina e le finiture automobilistiche.

Influenza della struttura ferritica sulla resistenza alla corrosione

La struttura ferritica dell'acciaio inox 430, caratterizzata dalla formazione di cristalli cubici a corpo centrato (BCC), contribuisce alla sua moderata resistenza alla corrosione. Tuttavia, l'assenza di elementi stabilizzanti come il titanio o il niobio lo rende suscettibile alla corrosione intergranulare, soprattutto dopo la saldatura. Inoltre, in ambienti ricchi di cloruri come l'acqua di mare, il 430 tende a soffrire di corrosione per vaiolatura e interstiziale, limitandone l'uso in applicazioni marine.

Resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile 431

L'acciaio inossidabile 431, un acciaio inossidabile martensitico, offre una maggiore resistenza alla corrosione rispetto al 430, soprattutto grazie alla sua struttura stabilizzata e al contenuto di nichel (1,25-2,5%). Questo grado è adatto ad ambienti più impegnativi e fornisce migliori prestazioni in esposizioni industriali e a sostanze chimiche leggermente corrosive.

Influenza della struttura martensitica sulla resistenza alla corrosione

La struttura martensitica dell'acciaio inox 431, che ha una struttura cristallina specifica che ne aumenta la durata, combinata con il suo più alto contenuto di carbonio e nichel, ne migliora significativamente la resistenza alla corrosione. Il processo di stabilizzazione riduce il rischio di corrosione intergranulare post-saldatura, minimizzando la formazione di carburo di cromo. Di conseguenza, l'acciaio inox 431 è più adatto alle applicazioni che prevedono cicli termici e saldatura.

Analisi comparativa

Resistenza generale alla corrosione

• Acciaio inox 430: Resiste bene all'ossidazione e all'acido nitrico, ma può soffrire di corrosione ad alte temperature a causa dell'impoverimento del cromo.
• Acciaio inox 431: Offre una resistenza comparabile in ambienti miti, ma è superiore negli stati stabilizzati, riducendo il rischio di sensibilizzazione e di corrosione intergranulare.

Esposizione al cloruro

• Acciaio inox 430: Suscettibile alla corrosione per vaiolatura e interstiziale in ambienti ricchi di cloruri come l'acqua di mare.
• Acciaio inox 431: Fornisce una resistenza marginalmente migliore grazie alla sua struttura stabilizzata, ma è ancora limitata in condizioni di cloruro severe.

Idoneità ambientale

• Atmosferico/industriale: Entrambi i gradi hanno buone prestazioni, anche se la stabilizzazione del 431 offre un'affidabilità a lungo termine in presenza di temperature variabili.
• Esposizione chimica:
• 430: Adatto all'esposizione all'acido nitrico e agli agenti ossidanti.
• 431: Più adatto per prodotti chimici leggermente corrosivi grazie alla riduzione dell'attacco intergranulare.
• Applicazioni marine: Nessuno dei due gradi è ideale per l'esposizione prolungata all'acqua salata, ma la struttura del 431 offre lievi vantaggi.

Impatto della fabbricazione

• Saldatura: L'acciaio inox 430 richiede una ricottura post-saldatura per ripristinare la resistenza alla corrosione, mentre la stabilizzazione del 431 riduce questa necessità, migliorando le prestazioni della zona di saldatura.
• Trattamento termico: L'acciaio inox 431 può essere trattato termicamente per raggiungere livelli di durezza specifici senza grossi problemi di corrosione. L'acciaio inox 430, invece, non può essere indurito mediante trattamento termico.

Risultati recenti

Studi recenti sottolineano l'importanza dell'acciaio inox 431 per le applicazioni che richiedono forza combinata e moderata resistenza alla corrosione, come i dispositivi di fissaggio aerospaziali. L'acciaio inox 430 rimane preferito per componenti economici non saldati in ambienti leggermente corrosivi, come le finiture automobilistiche.

Principali risultati: Il grado 431 supera il 430 in ambienti saldati o sottoposti a cicli termici grazie alla stabilizzazione, mentre il 430 rimane economico per applicazioni semplici e non aggressive. Per gli ambienti ricchi di cloruri, nessuno dei due è ottimale, ma l'integrità strutturale del 431 offre lievi vantaggi.

Capacità di trattamento termico

Panoramica sul trattamento termico

Il trattamento termico modifica le proprietà fisiche e talvolta chimiche di un materiale. Il trattamento termico consiste nel riscaldare il metallo a una temperatura specifica, mantenerlo a tale temperatura per un periodo di tempo prestabilito e quindi raffreddarlo a una velocità controllata. Questo processo può migliorare significativamente le proprietà meccaniche degli acciai inossidabili, come la durezza, la resistenza e la tenacità.

Acciaio inox 431

L'acciaio inossidabile 431 è altamente trattabile termicamente, il che lo rende adatto ad applicazioni che richiedono proprietà meccaniche migliorate. Il processo di trattamento termico dell'SS 431 prevede tipicamente la tempra e il rinvenimento. La tempra consiste nel riscaldare l'acciaio a una temperatura compresa tra 980 e 1065°C e nel raffreddarlo rapidamente in acqua o olio, aumentandone la durezza e la resistenza. Il rinvenimento, successivo alla tempra, prevede il riscaldamento dell'acciaio a 600-650°C per regolare la durezza e migliorare la tenacità, evitando la fragilità. Sebbene la ricottura completa non sia fattibile per l'SS 431, la ricottura di processo può essere eseguita riscaldando a 620-660°C e lasciando raffreddare in aria, alleviando le tensioni interne e migliorando la lavorabilità senza alterare significativamente la durezza.

Proprietà meccaniche dopo il trattamento termico

L'acciaio inox 431 trattato termicamente presenta migliori proprietà meccaniche:

• Resistenza alla trazione: Aumenta in modo significativo, rendendolo adatto ad applicazioni ad alta sollecitazione.
• Resistenza alla fatica: Miglioramento che consente all'acciaio di resistere meglio alle condizioni di carico ciclico.

Acciaio inox 430

L'acciaio inox 430, un acciaio inossidabile ferritico, ha limitate capacità di trattamento termico. La ricottura, il trattamento più comune, prevede un riscaldamento a circa 815°C seguito da un lento raffreddamento per ammorbidire l'acciaio, migliorare la duttilità e alleviare le tensioni interne. Tuttavia, non aumenta in modo significativo la resistenza meccanica. L'SS 430 non può essere indurito mediante tempra e rinvenimento a causa del suo basso contenuto di carbonio e della sua struttura ferritica. Nonostante queste limitazioni, l'SS 430 offre una buona resistenza alla corrosione, in particolare nelle applicazioni ad alta temperatura. Può resistere all'ossidazione e all'incrostazione fino a 870°C, il che lo rende adatto ad ambienti in cui la stabilità alle alte temperature è essenziale.

Analisi comparativa

L'acciaio inox 431 dimostra capacità superiori di trattamento termico, consentendo di migliorare significativamente le proprietà meccaniche attraverso la tempra e il rinvenimento. L'acciaio inox 430, invece, pur non potendo subire lo stesso trattamento termico, è apprezzato per la sua resistenza alla corrosione e l'idoneità ad ambienti ad alta temperatura. La scelta tra questi materiali dipende dai requisiti applicativi: l'SS 431 è ideale per le applicazioni ad alta resistenza e l'SS 430 per gli scenari in cui la resistenza alla corrosione è fondamentale.

Applicazioni tipiche

Applicazioni dell'acciaio inox 430

Automotive e Elettrodomestici

L'acciaio inox 430 è ampiamente utilizzato nell'industria automobilistica, soprattutto per i sistemi di scarico, le finiture e altri componenti che beneficiano della sua resistenza all'ossidazione e alle incrostazioni ad alte temperature. La sua moderata resistenza meccanica e la buona resistenza alla corrosione lo rendono ideale per queste applicazioni. Inoltre, il 430 è comunemente impiegato in elettrodomestici come lavastoviglie e frigoriferi, dove resiste a una leggera corrosione ed è facile da pulire.

Applicazioni architettoniche

La sua resistenza agli agenti atmosferici lo rende popolare per gli usi architettonici. L'acciaio inox 430 è spesso utilizzato per coperture, rivestimenti e altri componenti esterni in cui l'estetica e la durata sono importanti. La sua capacità di mantenere una buona finitura in varie condizioni ambientali è un fattore chiave in queste applicazioni.

Componenti generali resistenti alla corrosione

Per le applicazioni che richiedono una moderata resistenza alla corrosione ma non un'elevata resistenza meccanica, l'acciaio inox 430 è la scelta ideale. Ne sono un esempio gli utensili da cucina, i lavelli e le attrezzature per la lavorazione degli alimenti. La sua formabilità e la facilità di lavorazione consentono la produzione di forme e design complessi, aumentandone l'utilità in questi settori.

Applicazioni dell'acciaio inossidabile 431

Industria aerospaziale

L'acciaio inox 431 è apprezzato nel settore aerospaziale per la sua forza e resistenza all'usura e alla fatica. Viene utilizzato nella produzione di elementi di fissaggio per aerei, alberi e altri componenti che devono sopportare sollecitazioni elevate e condizioni operative difficili. La capacità del materiale di essere temprato e rinvenuto fornisce le proprietà meccaniche necessarie per queste applicazioni impegnative.

Componenti per autoveicoli

Nel settore automobilistico, l'acciaio inox 431 è utilizzato per componenti ad alta sollecitazione come collettori di scarico e scambiatori di calore. L'elevata resistenza alla trazione e ai cicli termici lo rendono adatto a queste parti, soggette a temperature e carichi meccanici estremi.

Industria nautica

L'industria nautica beneficia dell'eccellente resistenza alla corrosione del 431, soprattutto in ambienti salini. Viene utilizzato per gli alberi delle eliche, i dispositivi di fissaggio marini e altri componenti che devono resistere agli effetti corrosivi dell'acqua di mare. La durata e la resistenza del materiale alla corrosione per vaiolatura e interstiziale sono fondamentali per queste applicazioni.

Attrezzature industriali e trattamento chimico

L'acciaio inox 431 è utilizzato nelle apparecchiature industriali e nelle applicazioni di lavorazione chimica in cui sono richieste sia la resistenza alla corrosione che un'elevata resistenza meccanica. È particolarmente utile nella produzione di acido nitrico e acido acetico, dove la resistenza del materiale alla corrosione intergranulare e alla sensibilizzazione è essenziale. Componenti come valvole, pompe e alberi negli impianti chimici utilizzano spesso questo tipo di acciaio inossidabile.

Dispositivi medici

L'industria medica utilizza l'acciaio inox 431 per gli strumenti chirurgici e gli impianti ortopedici perché la sua forza, la sua durezza e la sua resistenza alla corrosione garantiscono la durata anche in caso di sterilizzazione ripetuta e in ambienti biologici difficili.

Standard internazionali equivalenti

Norme AISI

L'American Iron and Steel Institute (AISI) stabilisce standard ampiamente riconosciuti per i gradi di acciaio inossidabile come 430 e 431.

• Acciaio inox 430: L'acciaio inox 430, designato dalla norma AISI, è noto per la sua composizione di circa 17% di cromo e per il suo bassissimo contenuto di carbonio. È classificato come acciaio inossidabile ferritico, utilizzato principalmente per la sua buona resistenza alla corrosione e formabilità.
• Acciaio inox 431: Secondo la norma AISI, questo grado è identificato per il suo maggiore contenuto di carbonio (0,12-0,20%) e l'aggiunta di nichel (1,25-2,50%). Si tratta di un acciaio inossidabile martensitico, che può essere indurito mediante trattamento termico, rendendolo adatto ad applicazioni ad alta resistenza.

Norme SUS (Giappone)

Gli standard industriali giapponesi (JIS) forniscono denominazioni equivalenti per i gradi internazionali di acciaio inossidabile.

• SUS 430: L'equivalente giapponese dell'AISI 430, il SUS 430, mantiene la stessa composizione chimica e le stesse proprietà. Viene utilizzato in applicazioni simili che richiedono una moderata resistenza alla corrosione e formabilità.
• SUS 431: L'equivalente dell'AISI 431 in Giappone è il SUS 431. Questo grado segue le stesse linee guida di composizione, assicurando un'elevata resistenza alla corrosione adatta alle applicazioni più esigenti.

Standard europei

L'Unione Europea (UE) definisce gli standard per i gradi di acciaio inossidabile secondo il sistema EN (European Norm), che fornisce classificazioni equivalenti per questi materiali.

• X6Cr17 (1.4016): Equivalente europeo dell'AISI 430, questo grado è caratterizzato dal contenuto di cromo 17% e dalla struttura ferritica. È utilizzata per applicazioni simili a quelle delle sue controparti americane e giapponesi.
• X17CrNi16-2 (1.4057): Questo grado europeo, equivalente all'AISI 431, presenta la stessa gamma di cromo, carbonio e nichel, che lo rende ideale per le applicazioni che richiedono un'elevata forza e resistenza alla corrosione.

Standard cinesi

Gli standard cinesi per l'acciaio inossidabile sono delineati dal sistema GB (Guobiao), che fornisce gli equivalenti locali dei gradi internazionali.

• 1Cr17: L'equivalente cinese dell'AISI 430, noto come 1Cr17, condivide la stessa composizione chimica e le stesse proprietà, rendendolo adatto ad applicazioni simili nel mercato interno.
• 1Cr17Ni2: L'equivalente di AISI 431 in Cina è 1Cr17Ni2. Questo grado aderisce alle stesse linee guida di composizione, garantendone l'uso in applicazioni ad alta resistenza e a prova di corrosione.

Standard tedeschi

La Germania segue il sistema DIN (Deutsches Institut für Normung) per gli standard dell'acciaio inossidabile, che si allinea al sistema EN ma include anche specifiche denominazioni locali.

• 1.4016: Equivalente tedesco dell'AISI 430, questo grado corrisponde alla composizione chimica e alle proprietà, offrendo una moderata resistenza alla corrosione e una buona formabilità.
• 1.4057: Equivalente all'AISI 431, questo grado è noto per la sua elevata forza e resistenza alla corrosione, adatta agli ambienti più difficili.

Standard russi

La Russia utilizza il sistema GOST (Gosudarstvenny Standart) per gli standard dell'acciaio inossidabile, che fornisce gli equivalenti dei gradi internazionali.

• 12Kh17: L'equivalente russo dell'AISI 430, questo grado è utilizzato per applicazioni che richiedono una moderata resistenza alla corrosione.
• 20Kh17N2: Equivalente dell'AISI 431 in Russia, questo grado è riconosciuto per la sua elevata resistenza e per la resistenza alla corrosione.

La comprensione di questi standard internazionali aiuta a selezionare il giusto grado di acciaio inossidabile per applicazioni specifiche, assicurando compatibilità e prestazioni in diverse regioni e settori.

Domande frequenti

Di seguito sono riportate le risposte ad alcune domande frequenti:

Qual è la differenza di composizione tra l'acciaio inossidabile 431 e 430?

Gli acciai inossidabili 431 e 430 differiscono principalmente per la composizione chimica, che influisce sulle proprietà meccaniche e sulla resistenza alla corrosione. L'acciaio inox 430 è un acciaio inossidabile ferritico con un minimo di 17% di cromo, un basso contenuto di carbonio e una presenza minima di nichel. Questa composizione lo rende meno forte e meno resistente alla corrosione rispetto al 431.

L'acciaio inox 431, invece, è un acciaio inossidabile martensitico contenente 15-17% di cromo, un contenuto di carbonio più elevato (0,12-0,20%) e un contenuto significativo di nichel (1,25-2,50%). La presenza di nichel e di livelli di carbonio più elevati ne aumentano la forza, la durata e la resistenza alla corrosione, rendendolo adatto ad applicazioni più impegnative. Queste differenze compositive fanno sì che il 431 sia preferito in ambienti che richiedono una maggiore resistenza meccanica e una migliore resistenza alla corrosione.

Come si confrontano le proprietà di resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile 431 e 430?

L'acciaio inox 431 offre una resistenza alla corrosione superiore rispetto all'acciaio inox 430 grazie alla sua struttura martensitica e agli elementi di lega. Sebbene entrambi i gradi contengano cromo, fondamentale per la resistenza alla corrosione, il 431 ha in genere un contenuto di cromo più elevato (17-19%) ed elementi aggiuntivi come nichel e rame che ne migliorano le prestazioni in ambienti corrosivi. Queste aggiunte di lega conferiscono al 431 una maggiore resistenza alla corrosione per vaiolatura e interstiziale, in particolare in ambienti contenenti cloruri come le atmosfere marine.

Inoltre, l'acciaio inossidabile 431 può essere trattato termicamente per aumentarne la durezza e migliorarne ulteriormente la resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti industriali leggermente corrosivi. Al contrario, il 430, essendo ferritico, non può essere indurito dal trattamento termico ed è più suscettibile alla sensibilizzazione e alla corrosione intergranulare, in particolare dopo la saldatura o l'esposizione ad alte temperature. Ciò rende il 431 più adatto alle applicazioni che richiedono una maggiore resistenza alla corrosione e una maggiore forza meccanica, come i componenti marini e le apparecchiature industriali.

L'acciaio inossidabile 431 può essere trattato termicamente e temprato, a differenza del 430?

L'acciaio inox 431 può essere trattato termicamente e indurito, a differenza dell'acciaio inox 430. Ciò è dovuto principalmente alle differenze nelle loro strutture metallurgiche. L'acciaio inossidabile 431 è un acciaio inossidabile martensitico, il che significa che può essere sottoposto a processi di trattamento termico come la tempra e il rinvenimento. Durante questi processi, il 431 viene riscaldato ad alte temperature (980-1065°C) e poi raffreddato rapidamente, in genere in olio, per formare una struttura martensitica dura. Successivamente, viene eseguito un rinvenimento a circa 600-650°C per migliorare la tenacità e ridurre la fragilità, ottenendo un materiale che può raggiungere livelli di durezza fino a circa 40 HRC.

L'acciaio inox 430, invece, è un acciaio inossidabile ferritico che non può essere indurito mediante trattamento termico. Viene tipicamente utilizzato allo stato ricotto, basandosi sulla sua microstruttura ferritica per le sue proprietà intrinseche. Sebbene il 430 offra una buona resistenza alla corrosione e una moderata resistenza meccanica, non raggiunge l'elevata durezza e resistenza ottenibile con il 431.

Pertanto, per le applicazioni che richiedono una maggiore forza e resistenza all'usura, l'acciaio inox 431 è la scelta preferita grazie alla sua trattabilità termica e alle proprietà meccaniche che ne derivano.

Quali sono le applicazioni tipiche degli acciai inossidabili 430 e 431?

L'acciaio inox 430 è comunemente utilizzato negli elettrodomestici da cucina, nelle finiture automobilistiche e nelle finiture architettoniche, grazie alla sua buona resistenza alla corrosione in ambienti neutri e leggermente acidi. È anche prevalente negli elettrodomestici, come lavatrici, lavastoviglie e cucine, e nelle finiture decorative, grazie alla sua eccellente qualità di finitura. Trova inoltre applicazione nelle apparecchiature industriali dove la resistenza alla corrosione è essenziale, ma non in condizioni altamente corrosive come l'acqua salata.

L'acciaio inox 431, invece, viene utilizzato in applicazioni più impegnative, dove sono richieste una maggiore forza e una migliore resistenza alla corrosione. La sua struttura martensitica e il maggior contenuto di cromo lo rendono adatto ad ambienti ad alta sollecitazione, come nelle applicazioni marine, nei macchinari industriali e nei componenti che richiedono durata e resistenza all'usura e alla corrosione. Questo grado è spesso scelto per la sua capacità di essere trattato termicamente per ottenere maggiore durezza e resistenza.

Quale tipo di acciaio inossidabile offre una migliore resistenza meccanica, il 431 o il 430?

Se si confronta la resistenza meccanica dell'acciaio inox 431 e 430, l'acciaio inox 431 offre prestazioni chiaramente superiori. Ciò è dovuto alla sua struttura martensitica e alla possibilità di subire trattamenti termici che ne migliorano significativamente la resistenza alla trazione e allo snervamento. L'acciaio inox 431 ha una resistenza alla trazione compresa tra 850 e 1000 MPa e una resistenza allo snervamento di circa 600 MPa, il che lo rende quasi doppio rispetto all'acciaio inox 430, che in genere ha una resistenza alla trazione di circa 450 MPa e una resistenza allo snervamento inferiore di circa 200-300 MPa.

Inoltre, l'acciaio inox 431 presenta una durezza maggiore (circa 250 HB quando viene trattato termicamente) rispetto all'acciaio inox 430 (circa 160 HB), contribuendo a una migliore resistenza all'usura. Tuttavia, è meno duttile, con un allungamento a rottura di 15-20%, rispetto ai 24% dell'acciaio inox 430.

Quali sono le principali differenze tra acciai inossidabili ferritici e martensitici?

Gli acciai inossidabili ferritici e martensitici si differenziano principalmente per la microstruttura e le proprietà. Gli acciai inossidabili ferritici, come l'acciaio inox 430, hanno una struttura cristallina cubica a corpo centrato (BCC) e sono caratterizzati da una moderata resistenza e da una buona resistenza alla corrosione. Contengono circa 16-18% di cromo e un contenuto di carbonio molto basso, che li rende non temprabili mediante trattamento termico. Questa struttura garantisce duttilità e buona formabilità, ma limita la resistenza meccanica.

Gli acciai inossidabili martensitici, come l'acciaio inox 431, dopo il trattamento termico presentano una struttura cristallina tetragonale a corpo centrato (BCT). Contengono livelli di cromo simili, ma un contenuto di carbonio più elevato (~0,2%) e includono nichel (1,25-2,5%). Questa composizione consente di indurirli attraverso il trattamento termico, con conseguente elevata durezza, resistenza e tenacità. Gli acciai martensitici offrono proprietà meccaniche superiori e una migliore resistenza alla corrosione in ambienti difficili, rendendoli adatti ad applicazioni che richiedono elevata resistenza e durata.