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Dagli acciai inossidabili standard a quelli super duplex: come fanno un salto straordinario nella resistenza alla corrosione?
Con il progresso della scienza e della tecnologia, la domanda di materiali è diventata sempre più elevata. Soprattutto in settori come quello petrolifero, chimico ed edilizio, la durabilità e l’adattabilità dell’acciaio inossidabile sono diventati fattori chiave. L'acciaio inossidabile duplex, grazie alla sua struttura metallica unica e alle eccellenti proprietà, è diventato un materiale indispensabile in queste applicazioni. Questo articolo esamina in modo approfondito le proprietà degli acciai inossidabili duplex e gli incredibili progressi nella resistenza alla corrosione.
La struttura metallica degli acciai inossidabili duplex è costituita da due fasi: austenite e ferrite, che li rendono superiori agli acciai inossidabili austenitici standard in termini di robustezza e resistenza alla corrosione.
Struttura e proprietà dell'acciaio inossidabile duplex
L'acciaio inossidabile duplex è chiamato "duplex" non solo per la sua microstruttura, ma anche per la sua composizione chimica. Gli acciai inossidabili duplex hanno un contenuto di cromo più elevato e un contenuto di nichel inferiore rispetto agli acciai inossidabili austenitici standard, il che li rende estremamente resistenti alla tensocorrosione indotta da cloruri e alla corrosione per vaiolatura.
Nello specifico, il contenuto di cromo dell'acciaio inossidabile duplex è solitamente compreso tra il 20% e il 28%, il contenuto di molibdeno può raggiungere il 5% e il contenuto di nichel è ridotto a meno del 9%. Inoltre, all’acciaio inossidabile duplex viene spesso aggiunto dallo 0,05% allo 0,50% di azoto per migliorarne ulteriormente la robustezza e la resistenza alla corrosione.
Grazie al basso contenuto di nichel e all'elevata resistenza, gli acciai inossidabili duplex possono offrire proprietà di resistenza simili in una forma più sottile, offrendo loro notevoli vantaggi in termini di costo del materiale.
Standard e gradi di resistenza alla corrosione
In base alla resistenza alla corrosione, gli acciai inossidabili duplex possono essere suddivisi in tre gradi principali, caratterizzati dal loro numero equivalente di resistenza alla corrosione (PREN):
- Il bifase standard (intervallo PREN: 28–38) è solitamente EN 1.4462 (tipo 2205), che è il grado più comunemente utilizzato sul mercato.
- Superduplex (gamma PREN: 38–45) Tipicamente EN 1.4410, questi materiali sono stati sviluppati per le esigenze specifiche delle industrie petrolifere e chimiche, dove offrono resistenza alla corrosione e robustezza superiori.
- Bifase economico (gamma PREN: 22–27) come EN 1.4362, più adatto per applicazioni meno impegnative come l'edilizia.
Sebbene gli acciai inossidabili superduplex superino i prodotti standard in termini di prestazioni, sono più difficili da lavorare perché un elevato contenuto di cromo e molibdeno può portare alla formazione di composti intermetallici dannosi per le proprietà del materiale.
Ambito di applicazione
L'acciaio inossidabile duplex è stato ampiamente utilizzato in molti settori grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche e resistenza alla corrosione, coprendo i seguenti campi:
- Petrolio e gas naturale: utilizzati in varie apparecchiature, come linee di flusso, collettori, colonne montanti, ecc.
- Ingegneria edile: utilizzata per la progettazione degli esterni degli edifici, ponti, dighe, ecc.
- Ingegneria chimica: recipienti a pressione, scambiatori di calore, torri di distillazione, ecc.
- Trattamento dell'acqua: impianti di desalinizzazione, grandi serbatoi di stoccaggio dell'acqua, ecc.
L'acciaio inossidabile duplex non solo svolge un ruolo importante nell'industria petrolifera e chimica, ma mostra anche una forte adattabilità in molti campi come l'edilizia e la protezione ambientale.
Il trattamento termico e le sue sfide
Durante il processo di trattamento termico, l'acciaio inossidabile duplex deve essere raffreddato rapidamente a temperatura ambiente per evitare la precipitazione di composti intermetallici. Anche questo è un passaggio fondamentale per garantire le prestazioni del materiale. Un trattamento termico improprio può comportare una riduzione della robustezza e della resistenza alla corrosione, pertanto i processi di trattamento corretti sono fondamentali.
Con il progresso tecnologico, l'acciaio inossidabile superduplex sta gradualmente superando le sfide nel processo di lavorazione e facendo passi avanti in molte ricerche scientifiche.
Con i continui cambiamenti nella domanda del mercato, lo sviluppo dell'acciaio inossidabile duplex ha attirato sempre più attenzione. I progressi nei materiali non solo migliorano la sicurezza e l’affidabilità della produzione industriale, ma contribuiscono anche alla protezione dell’ambiente e alla sostenibilità. In futuro, l’acciaio inossidabile duplex potrà continuare a guidare la tendenza all’innovazione dei materiali in acciaio inossidabile?
