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Posts from the ‘ACCIAI INOSSIDABILI AUSTENITICI MAGNETICI’ Category

2
Nov

CORROSIONE AD UMIDO

Meccanismo elettrochimico della corrosione a umido.

Il fatto che la corrosione in ambiente umido proceda attraverso un meccanismo di tipo elettrochimico implica che sulla superficie metallica procedano entrambe le semireazioni di ossidazione del metallo e di riduzione di una  più delle specie presenti nell’ambiente aggressivo. Molto spesso è possibile distinguere anche visivamente dove siano localizzate le diverse aree elettrodiche. Cioè è possibile identificare quali siano le regioni della superficie metallica dove si sono svolgono le reazioni di riduzione (regioni catodiche) e quelle dove si svolgono le reazioni anodiche (ossidazione del metallo). Un esempio classico è quello della goccia d’acqua depositata sulla superficie di un acciaio, vedi Fig.1 oppure quello di una sbarra affondata parzialmente nel fondale marino. In questo caso, come in altri che verranno illustrati ad esempio, si parla di corrosione per areazione differenziale.

GOCCIA

 

 

 

 

FIG 1

 

 

Nell’esempio della goccia d’acqua, il processo di corrosione avviene inizialmente sull’intera superficie metallica bagnata, processo dovuto alla presenza di ossigeno disciolto nell’acqua. La reazione anodica è la dissoluzione del metallo, mentre la reazione catodica è la riduzione dell’ossigeno a dare ioni OH. Il procedere della corrosione determina un impoverimento di ossigeno all’interno della goccia, ossigeno che può essere reintegrato solo per reintegro dall’atmosfera esterna. Tuttavia, questo reintegro avviene con relativa facilità solo nelle regioni più esterne della goccia, e la lenta diffusione dell’ossigeno nell’acqua permette l’instaurarsi di un gradiente di concentrazione di O2 avente regione centrale della goccia. La superficie del metallo produce un’effetto pila; verso la superficie esterna si forma una reazione catodica, verso la parte centrale un’area anodica. La regione anodica, dove cioè passa in soluzione il metallo (corrosione), si localizza nella regione centrale della goccia.

Si supponga adesso di avere tre vaschette contenenti soluzioni acquose a pH=0 di acido cloridrico (HCl), Fig.2. Nella prima vaschetta si immerge una sbarretta di zinco commerciale, nella seconda si immergono due sbarrette di zinco e di ferro saldate tra loro e nella terza una sbarretta di zinco purissimo. Una netta separazione tra regioni a prevalente funzionamento catodico e anodico si può osservare nelle prime due vaschette, mentre nella terza questa separazione non è affatto evidente. Nei primi due casi si osserva lo sviluppo di bollicine di idrogeno gassoso dalla reazione catodica  2H+ + 2e = H2, che avviene sulle impurezze di ferro presenti nello zinco commerciale nel primo caso e sulla barretta di ferro nel secondo. Tutte le altre aree sono evidentemente sede della reazione anodica di ossidazione dello zinco secondo la reazione Zn = Zn++ + 2e.

Vaschette

FIG 2

 

 

 

Nella Teoria delle coppie locali la natura elettrochimica del processo corrosivo è accertabile visivamente, come in questi primi due casi. Appare intuitivo schematizzare il sistema corrosivo raggruppando tutte le aree catodiche in un unico elettrodo con superficie corrispondente e tutte le aree anodiche in un unico elettrodo con superficie corrispondente. Il sistema corrosivo può essere così schematizzato come una cella galvanica bielettrodica cortocircuitata, vedi Fig.3

 

 

 

3
Ott

ACCIAI INOSSIDABILI AUSTENITICI MAGNETICI ???

Ma come………… E’ UN AISI 304/316 e si attacca la calamita ?????

In realta’ e’ un discorso molto complesso, fatto di alchimie metallurgiche.Alcuni tecnici si chinano all’evidenza dei fatti, altri hanno piu’ approfonditamente studiato il fenomeno.

Articolo di TIZIANO CECCON su ” SCUOLA SUPERIORE DI SALDATURA e CONTROLLO N. 7  APRILE 2012 “

La maggior parte degli acciai inossidabili austenitici contemplati nella nota serie AISI 300 e nella EN 10088 mostrano una struttura austenitica se forniti in condizione solubilizzata e sono sostanzialmente amagnetici intendendo, con questo sostantivo, un comportamento paramagnetico che fornisca valori di permeabilità magnetica relativa (μmax) appena superiori all’unità (esempio: μmax=1,001-1,01). In questo contesto, è utile ricordare che tutti gli acciai che esistono al mondo mostrano comportamenti paramagnetici e solamente quelli che superano valori di μmax pari ad alcune decine di unità fino ad alcune decine di migliaia vengono identificati come “ferromagnetici”. Quindi, il termine “ferromagnetismo“ è tipico di alte permeabilità magnetiche perché la struttura del Ferro concatena un elevato flusso magnetico ma non è necessariamente legato alla presenza di Ferro in lega. Anche il Nickel puro è un materiale definito “Ferromagnetico“ perché manifesta elevate permeabilità ma non è neppure un lontano parente del Ferro.

Se legati assieme essi forniscono leghe Ni-Fe con valori di permeabilità magnetiche talmente elevati e non raggiungibili singolarmente da ciascuno di essi. In sintesi, noi Europei sottilizziamo nel corretto uso dei termini para o ferro magnetico mentre in USA ci si limita a definire magnetico se attira la calamita oppure non magnetico se non.

L’Austenite dei più noti acciai della serie AISI 300 quali 304L, 316L, 321 è una struttura meta-stabile e lo è maggiormente in questi ultimi anni a causa della continua fluttuazione del prezzo del Nickel che costringe, dove possibile, a limitare questo elemento verso i valori minimi della percentuale ammessa dalle Normative ASME, ASTM od EN. Pur compensando con il Carbonio, Azoto o con Mn e Cu, è noto che l’influenza del Nickel sulla stabilità e sul comportamento dell’Austenite è determinante. Ne consegue che essa è suscettibile a trasformarsi allorquando viene sottoposta a deformazioni plastiche a freddo o raffreddata a temperature sotto zero.

Il risultato più evidente di tale trasformazione è un sostanziale incremento delle caratteristiche meccaniche ed un evidente comportamento ferromagnetico a causa della formazione di una struttura Martensitica che, in gergo metallurgico, viene chiamata Nickel-Martensite per distinguerla da quella, più nota, che si forma dal raffreddamento rapido dell’Austenite in un mezzo temprante nei trattamenti di tempra degli acciai comuni o speciali. La trasformazione γ→α’ avviene “per scatto” e non per diffusione!

CONCLUSIONE

In altre parole la fase EPSILON o ALFA PRIMO Martensite rendono gli ACCIAI INOSSIDABILI MAGNETICI. Nell’articolo TIZIANO CECCON evidenzia sostanzialmente che nella distorsione di fase ottenuta per deformazione plastica ; Laminazione, Imbutitura etc;.. vi e’ un cambio di stato morfologico  da CFC in CCC cioe’ da CUBICO a FACCE CENTRATE a CUBICO A CORPO CENTRATO, la cui fase e’ MAGNETICA o PARAMAGNETICA.

Realisticamente tale fase ottenibile da deformazione plastica, appare inevitabile quando vi e’ la richiesta di un carico di rottura/snervamento elevato per ragioni meccaniche. Tuttavia si susseguono alcune problematiche sulle superfici di questi acciai che dovranno essere lavorati.

Nella lucidatura di questi acciai avremo un coefficiente ” Taken sign ” letteralmente presa del segno molto piu’ elevata rispetto ad Inossidabili privi di tali fasi. In sostanza avremo piu’ probabilita’ a fine lucidatura di avere INOSSIDABILI SEGNATI.

 

Bibliografia :

1) T. Ceccon: Infragilimento da Idrogeno degli acciai inossidabili – Welding and Control School 2011

T. Ceccon: Le caratteristiche magnetiche degli acciai inossidabili – Welding and Control School 2009

2) Amitava Mitra & others: Ferromagnetic properties of deformation-induced Martensite transformation in AISI

304 SS – Material and Metallurgic Translation 2/2004

3) Silvia Baldo – Istvan Mészàros: Effect of cold rolling on microstructure and magnetic properties in a metastable

lean duplex stainless steel. Mater – Sci (2010) Springer Peter Hedstrom: Deformation induced Martensite

transformation of metastable steel AISI 304 – (2005)

4) Micro: Laboratorio Metallografico Acciaierie Valbruna.