Lo sviluppo degli acciai inossidabili per ambienti

Estratto dalla rivista
LA MECCANICA ITALIANA
n. 179 - gennaio/febbraio 1984
Lo sviluppo degli acciai inossidabili
per ambienti contenenti cloruri n
D.K. WORN
Inco Europe Ltd., LONDON
Nel corso di molti anni si è attribuita un'importanza sempre crescente ai materiali da costruzione
per gli impieghi in ambienti contenenti cloruri. Una delle ragioni più
importanti è stata la progressiva
penuria negli approvvigionamenti
di acque dolci e la conseguente necessità di dover situare sulle coste o nelle loro immediate vicinanze quelle industrie che per funzionare devono utilizzare acqua marina o salmastra sia per il raffreddamento che per altri scopi. In anni più recenti, le legislazioni per
la protezione dell'ambiente hanno
fatto sì che molti processi industriali sono stati costretti ad operare in ambienti resi maggiormente
aggressivi dalla presenza di clo(*) Traduzione della memoria •• The development of stainless steels for chioride
containing environments » presentata all'incontro tecnico <• 11 ruolo degli acciai
inossidabili superaustenitici per servizio
in acqua di mare e negli ambienti contenenti eloro », organizzato dal Centro
Inox a Milano, il 16 giugno 1983.
ruri mentre in concomitanza l'accrescersi del capitale richiesto, dei
costi di manutenzione o di quelli
derivanti dall'inoperosità delle apparecchiature e le leggi sulla sicurezza hanno imposto nuovi requisiti tesi ad ottenere una sempre
maggiore affidabilità degli impianti e degli stessi materiali.
molti campi applicativi ed è stato
lo studio dedicato a queste forme
di corrosione a guidare la maggior
parte del lavoro per la messa a
punto di nuovi acciai inossidabili
da impiegare in ambienti acquosi
ad alta aggressività.
Acciai inossidabili di lunga e provata idoneità quali ad esempio
l'AISI 316 e quelli da questo derivati, vengono impiegati da tempo
e con successo per scambiatori di
calore, tubi, pompe, valvole ed altri componenti di impianti in contatto con acqua di mare o altri
ambienti contenenti cloruri. Sotto
certe condizioni tuttavia (condizioni che talvolta è difficile evitare
nella pratica industriale), questi acciai sono suscettibili di corrosioni
localizzate da parte di tali ambienti. Delle possibili forme che può
assumere l'attacco corrosivo, la
vaiolatura e la corrosione interstiziale sono le più significative in
Vaiolatura e
corrosione interstiziale
Un caso tipico di corrosione interstiziale è quello mostrato in fig.
1 dove un bullone di acciaio AISI
316 che serrava un blochetto di
« Teflon » n ha provocato la formazione di un interstizio in corrispondenza dello stelo. Questa apparecchiatura restò immersa per
sei mesi in acqua di mare e, come
è possibile osservare, ha subito un
severo attacco di vaiolatura nella
zona interstiziale. La fig. 2 mostra
(') Marchio d'Impresa.
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vaiolatura vera e propria, mentre
non è necessariamente vero il contrario.
Messa a punto
di nuovi acciai
Fig. 1 - Bullone di accaio AISI 316 che
serrava un blocchetto di « Teflon », dopo
6 mesi di immersione in acqua di mare.
un caso di corrosione provocata
dalla presenza di una guarnizione
di tenuta di una piastra di scambiatore di calore funzionante con acqua di mare. La piastra ne è rimasta perforata.
Questi sono esempi di corrosioni
avvenute in corrispondenza dì interstizi direttamente connessi al
particolare tipo di struttura e che,
almeno in parte, sarebbe possibile
evitare in sede di progetto. Tuttavia, interstizi possono anche formarsi per cause accidentali come
ad esempio le concrezioni di organismi marini (fouling) ed i depositi di sabbia in tubature nelle quali
circoli acqua di mare. Una banale
scaglietta di vernice che si espoglia può anch'essa provoóare la formazione di un pericoloso interstizio. È facile quindi comprendere come molti dei casi diagnosticati come vaiolatura di acciai inossidabili dovrebbero con maggiore proprietà essere invece definiti di « corrosione interstiziale ». Vi è netta differenza fra le due, come vedremo
più avanti. In generale, un acciaio
avente buone caratteristiche di resistenza alla corrosione interstiziale ha anche buona resistenza alla
Sono entrati nell'uso in questi ultimi anni numerosi acciai brevettati
che costituiscono un notevole progresso nei confronti di una migliorata resistenza alla corrosione alla
vaiolatura ed a quella interstiziale,
così come a quella di altre forme
di attacco corrosivo in ambienti
contenenti cloruri ed in particolare
la fessurazione sotto tensione e la
corrosione intergranulare [1] [ 8 ] .
I principali tipi di acciaio sono tre:
gli austenitici, i ferritici e gli acciai duplex. Sono tutti genericamente caratterizzati dalla presenza
di un alto tenore di cromo e/o alto
tenore di molibdeno.
Le composizioni tipiche dei numerosi acciai austenitici disponibili sono riportate nella tabella 1.
Questi acciai sono derivati dall'AISI 316, un acciaio affermato ormai da lungo tempo e ne conservano le buone caratteristiche meccaniche di duttilità, tenacità, formabilità e saldabiIita.
Da molti anni sono disponibili in
Europa acciai aventi composizione
approssimativa di 20% Cr 20% Ni
4,5% Mo e 1,5% Cu che ormai costituiscono un gruppo di acciai
ben affermato. Esempi ne sono
l'Uranus B6 (2) della Creusot-Loire,
il 904 L (2) della Uddeholm e il TSS
310 LMR (2) della Terninoss. Più recentemente sono stati introdotti
sul mercato parecchi nuovi tipi a
più alto tenore di elementi leganti
e che posseggono accresciute caratteristiche di resistenza alla corrosione per vaiolatura ed interstiziale. Di queste fanno parte TAL
6X (2) della Allegheny, derivazione
diretta dell'IN 748, il 254 SMO (2)
dell'Avesta ed il Sanicro 28 (2).
La resistenza alla vaiolatura di alcuni di questi acciai, espressa come potenziale di vaiolatura in soluzione al 3% di NaCI, è mostrata in
fig. 3. La resistenza alla corrosione
interstiziale di un'altra serie di acciai in acqua marina artificiale in
condizioni standardizzate, viene riportata nella tabella 2.
Fig. 2 - Piastra di scambiatore di calore
in AISI 316 dopo un periodo di servizio
con raffreddamento con acqua di mare.
Corrosione interstiziale in corrispondenza
della guarnizione di tenuta.
Questi acciai hanno un contenuto di nickel più elevato di quello
dell'acciaio AISI 316. Ciò favorisce la stabilità metallurgica durante le operazioni di fusione e le successive lavorazioni mentre contribuisce ad elevare la resistenza di
questi acciai alla fessurazione sotto tensione in ambienti clorurati
[2, 3, 4, 5 ] . Alcuni di questi acciai
hanno un contenuto tipico dell'1,5%
di rame che porta a un generale
miglioramento della resistenza in
ambiente acido riducente. L'azoto,
in ragione dello 0,2% o più, è anche presente in alcuni di questi tipi di acciaio. L'azoto stabilizza l'austenite e consente di ridurre alquanto il tenore di nickel. Ne risul(2) Marchio d'Impresa o nome brevettato.
70 | LA MECCANICA ITALIANA gennaio-febbraio 1984 n° 179
TABELLA 1 - Composizione di alcuni acciai austenitici e leghe di nickel
Composizioni peso % (rimanenze Fé)
Altri
Cr
Ni
Mo
Tipo 304
18-20
8-10,5
—
Tipo 316
16-18
10-14
2-3
Tipo 317
18-20
11-15
3-4
20
25
4,5
1,5 Cu
21,5
42
3,0
2,2 Cu 1,0 Ti
17
16
6,3
1,6 Cu 0,15 N2
17
16
5,5
3 Cu max
.
Condizioni tipiche di
acciai brevettati
20
24
6
20
18
6,1
0,7 Cu 0,2 N2
27
31
3,5
1,0 Cu
IN-748
20
27
8
NbTi Al
Lega 625
22
62
9
Al Ti NbTa
tano migliorate caratteristiche di
resistenza alio snervamento, con
benefici in sede di progetto. L'azoto
migliora la resistenza alla vaiolatura e, si dice, migliori anche quella
all'attacco interstiziale, sebbene il
suo ruolo in questo contesto non
sia ancora del tutto chiarito. Più in
generale, questi acciai hanno basso contenuto di carbonio — 0,020,03% max — e mostrano di possedere elevata resistenza alla sensibilizzazione intergranulare ed alla corrosione.
La composizione di alcuni acciai
ferritici è riportata nella tabella 3.
Vi sono due gruppi principali: quello degli acciai contenenti circa il
18% Cr dei quali esempio tipico è
il 18% Cr, 2% MoTi che ha caratteristiche di resistenza alla corrosione simili a quelle dell'AISI 316,
e quello degli acciai più alto legati,
con cromo fra il 25% e il 29%. I
tipi a più alto tenore di lega, quale
ad esempio il 29% Cr, 4% MoTi,
hanno eccellenti caratteristiche di
resistenza alla formazione di zone
di attacco localizzato sotto l'azione di ambienti contenenti cloruri.
Come vedremo in seguito vi sono
tuttavia prove che dimostrano come alcuni di questi acciai ferritici
hanno una resistenza alla propagazione del fenomeno di attacco (una
volta che si sia instaurato un pro-
cesso di vaiolatura o di corrosione
interstiziale) che è inferiore a quella posseduta dagli acciai austenitici contenenti nickel.
Una caratteristica essenziale di
questi acciai ferritici è il contenuto
molto basso di elementi interstiziali e che può essere mantenuto tale
anche in produzione su scala commerciale utilizzando i nuovi procedimenti di fabbricazione degli acciai, ed in particolar modo l'AOD.
La conseguenza è un abbassamento
della temperatura di transizione da
duttile a fragile che rende compatibili questi acciai per molti tipi di
impiego facilitando altresì i problemi normalmente presenti nella saldatura dei tipi ferritici tradizionali.
Tuttavia è sempre necessario porre molta cura nell'esecuzione dèlie
saldature al fine di evitare indesiderate contaminazioni da carbonio
e azoto. Per semplificare la produzione e migliorare ulteriormente le
caratteristiche di lavorabilità di alcuni acciai si operano aggiunte di
nickel fino al 4%, sebbene queste
aggiunte possano peggiorare l'elevatissima resistenza degli acciai
ferritici non contenenti nickel alla
fessurazione sotto tensione in presenza di cloruri [10]. SÌ ricorre a
TABELLA 2 - Tempo occorrente perché abbia inizio la corrosione in un interstizio stretto
standard immerso in acqua di mare artificiale [9]
Materiale
Tempo occorrente perché abbia
inizio la corrosione (ore)
6,5
Tipo 430
100
Tipo 304
18 C r - 2 Mo
170
21 C r - 3 Mo
203
210-350
20 Cr-25 Ni-4,5 Mo-1,5 Cu
20 Cr-24 Ni-6,5 Mo
nessuna corrosione (*)
20 Cr-18 N i - 6 Mo -1 Cu
nessuna corrosione (*)
(*) Queste prove hanno avuto una durata di 2500 ore.
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1000
r
, SCE
800
ITURA,
È
600
Sanicro 28
27Cr, 31Ni,
3.5Mo, 1.0Cu
OTE NZIA LE DI Vfi
g
400
20Cr, 25Ni,
4.5Mo, 1.5Cu
200
Tipo 317L
Tipo 316L
20
40
60
80
100
TEMPERATURA °C
Fig. 3 - Resistenza alla corrosione per vaiolatura, espressa come potenziale di vaiolatura
in soluzione al 3% di NaCI [ 3 ] . Velocità di scansione 20 mV/min.
portato alla messa a punto e alla
commercializzazione di alcuni acciai di notevole successo, si sono
compiuti eccezionali progressi verso la comprensione del meccanismo con cui agisce la corrosione
interstiziale e la maniera in cui alcuni importanti fattori sono in grado di influenzarne il decorso [9, 13,
14, 15, 16, 17]. Nei laboratori della
Inco, Oldfield & Sutton, prendendo
l'avvio da alcuni principi basilari,
hanno elaborato un modello matematico che mette in relazione il
tempo occorrente perché abbia inizio la corrosione interstiziale con
la composizione dell'acciaio, il
mezzo corrosivo e la geometria dell'interstizio.
Il modello è in notevole accordo
con i dati della pratica sperimentale ed in particolare permette di identificare le ragioni per le quali
la corrosione interstiziale risulta
essere un fenomeno di natura così
imprevedibile e tale che ha impedito per tanti anni di portarne a
compimento lo studio sistematico.
Viene ora generalmente accettato che jl meccanismo d'azione della corrosione interstiziale segue
quattro stadi ben differenziati fra
loro, così come viene indicato in
fig. 4.
Primo stadio
tecniche alquanto dispendiose di
fusione sotto vuoto per alcuni di
questi acciai per ottenere sufficiente duttilità nelle piastre e in altri
semiprodotti aventi sezioni di forte spessore [ 1 ] .
La terza categoria di acciai, gli
acciai inossidabili a struttura duplex, vengono anche riportati nella
tabella 3. Loro caratteristica è di
avere una struttura mista di austenite e ferrite. I loro pregi principali sono un elevato limite di proporzionalità allo snervamento (circa doppio di quello dell'AISI 316
solubilizzato) associato ad una resistenza alla fessurazione sotto
tensione in presenza di cloruri che
è considerevolmente migliore di
quella dell'acciaio AISI 316 [11]
[12]. Buone anche le caratteristiche di lavorabilità.
Il meccanismo della
corrosione interstiziale
In concomitanza con l'approccio
largamente empirico che pure ha
Impoverimento dell'ossigeno libero nella soluzione presente nell'interstizio. Ciò è il risultato della
lenta ma apprezzabile corrosione
uniforme cui soggiace l'acciaio inossidabile allo stato passivo (la
cosiddetta « corrente passiva »).
In un interstizio molto stretto le
insufficienti velocità di diffusione
non consentono di reintegrare questo ossigeno.
Secondo stadio
In assenza di ossigeno libero all'interno dell'interstizio vi è accu-
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TABELLA 3 - Composizione di alcuni acciai inossidabili ferritici e a struttura duplex
In corrispondenza di un valore
critico pH e della concentrazione
degli ioni CI" all'interno della soluzione interstiziale, il film passivo sull'acciaio si rompe ed ha inizio il fenomeno corrosivo, lo stadio
iniziale.
Composizione peso %
Cr
Ni
Mo
18
—
2
26
—
1
Altro
Ferritici
Tipo 430
Composizioni tipiche di
acciai brevettati
Duplex
Tipo 329
Composizioni tipiche di
acciai brevettati
mulo di ioni positivi (derivanti dalle lente corrosioni dell'acciaio inossidabile} bilanciati da ioni negativi,
particolarmente ioni Cl~, che migrano dalla massa del liquido circostante verso l'interno dell'interstizio. Gli ioni metallici si idrolizzano formando il corrispondente
idrossido metallico e ioni H+ positivi.
Si possono così raggiungere condizioni di elevata acidità (pH inferiore ad 1} in un interstizio di un
acciaio inossidabile immerso in
semplice acqua di mare. Ed infatti
questo è l'aspetto essenziale che
differenzia la corrosione interstiziale dalla vaiolatura. Un acciaio inossidabile che sia capace di resistere
alla vera vaiolatura in una soluzione
clorurata può benissimo andar soggetto alla rottura del suo film passivo in quell'ambiente localizzato
ben più aggressivo quale è quello
che può svilupparsi all'interno di un
interstizio.
16-18
Ti o Nb
Quarto stadio
4
29
Terzo Stadio
Ti
La corrosione procede a partire
dai punti di cedimento iniziale. Questo stadio che è di propagazione va
tenuto concettualmente ben distinto dallo stadio di inizio del fenomeno.
29
2
4
28
3,5
2
Nb
25
4
4
Ti
25-30
3-6
1-2
18,5
4,7
2,7
22
5
3
0,2 N2
25
5,5
3
2,5 Cu 0,1 N2
Il modello di Oldfield & Sutton
considera in primo luogo il tempo
necessario perché la corrosione interstiziale abbia inizio (terzo stadio}. I numerosi fattori che intervengono nel fenomeno sono suc-
Impoverimento dell'ossigeno libero
nella soluzione presente nell'interstizio
1 STADIO
1
Aumento dell'acidità e
del contenuto di cloruro
nella soluzione presente nell'interstizio
II STADIO
I
Rottura del film passivo
ed inizio del fenomeno corrosivo
MI STADIO
1
Propagazione della
corrosione interstiziale
IV STADIO
Fig. 4 - I quattro stadi della corrosione interstiziale.
73 | LA MECCANICA ITALIANA gennaio-febbraio 1984 n° 179
cintamente riportati in fig. 5. Per
caratterizzare un dato acciaio è necessario determinare la particolare
soluzione interstiziale critica (n.d.t.
in inglese abbreviata in CCS) in
termini di pH e concentrazione di
ioni CI" che provoca la rottura del
film superficiale passivo di quell'acciaio inossidabile. Questo comporta la determinazione di una serie di curve di polarizzazione a mezzo di soluzioni interstiziali simulate e preparate in modo da avere
aggressività sempre crescente. Il
parametro CCS elaborato con l'ausilio del modello meccanico può
quindi consentirci di predire quale
resistenza alla corrosione interstiziale avrà quel particolare tipo di
acciaio. I principali vantaggi ottenibili dall'adozione di questo modello sono di due diversi tipi. In
primo luogo il modello quantifica alcuni aspetti importanti della geometria dell'interstizio. La fig. 6 mostra la correlazione esistente fra
la larghezza di un interstizio standard sottoposto all'azione dell'acqua di mare e la resistenza alla
GEOMETRIA GLOBALE
rapporto fra superfici
esterne/interne
- numero di interstizi
2000
,
Acqua di mare
Temperatura
ambiente
1500
Protoni" ita
dell'interstizio
5 mm
V
-
-
1000
NON SUSC .TTIBILE
500
ed
U
-
ò
»»
suSCETTIB
LE
•s
c •
0.1
».
^
1-0
—• » — -
•
•M
M i
10
Larghezza media dell'interstizio, |im
Fig. 6 - Suscettibilità all'inizio della corrosione interstiziale in funzione della larghezza
dell'interstizio.
CARATTERISTICHE DELL'INTERSTIZIO
- metallo - metallo 'metallo - non metallo
- dimensioni dell'interstizio
- protetto galvanicamente
SOLUZIONE ESTERNA
sostanze inquinanti
- temperatura, agitazione
TRASPORTO DI MASSA
INTERNO/ESTERNO
DELL'INTERSTIZIO
- migrazione, diffusione,
convenzione
FILM PASSIVO
- corrente passiva
- stabilità del film
COMPOSIZIONE
DELLA LEGA
1
REAZIONI ELETTROCHIMICHE
- dissoluzione del metallo
- riduzione O ;
• svolgimento H2
Fig. 5 . Fattori che influiscono sulla corrosione interstiziale.
SOLUZIONE
NELL'INTERSTIZIO
• equilibri idrolitici
corrosione interstiziale (3) (CCR) di
un acciaio al quale si richiede la
certezza che non si verifichi l'inizio della corrosione in quell'interstizio (e cioè che il tempo perché
inizi il processo sia infinito). La larghezza dell'interstizio è critica: più
sottile è l'interstizio, più severo è
l'ambiente corrosivo che si genera
al suo interno e più breve il tempo
necessario affinchè abbia inizio la
corrosione. Naturalmente occorre
operare con cautela volendo applicare questa correlazione in termini
assoluti al caso pratico. La correlazione ci fornisce tuttavia un modo
per comprendere l'erraticità dei da(3) Le unità di misura sono arbitrarie e
si riferiscono al tempo necessario all'instaurarsi del fenomeno corrosivo in un
interstizio largo 1 LUTI immerso in acqua
marina.
74 | LA MECCANICA ITALIANA gennaio-febbraio 1984 n° 179
ti che è possibile desumere sia dallo studio di casi reali che, purtroppo, anche da esperienze di laboratorio, quando le attrezzature di ricerca non posseggono i necessari
requisiti di precisione dimensionale. Essa ci fornisce altresì una indicazione sicura sulla necessità di
evitare che vi siano interstizi molto
sottili nelle apparecchiature immerse in ambienti contenenti cloruri.
In particolare un interstizio gomma-metallo è maggiormente predisposto all'insorgere di corrosione
interstiziale che non un interstizio
metallo-metallo di larghezza maggiore.
Il secondo tipo di impiego ci da
la possibilità di instituire graduatorie fra gli acciai in base alla resistenza che ciascuno è in grado
di opporre contro l'inizio del fenomeno corrosivo. La resistenza alla corrosione interstiziale (CCR) di
un certo numero di acciai inossidabili e quella di alcune superleghe
(4) sono riportate in fig. 7. Si può
osservare come sotto le succitate
condizioni, l'acciaio 20% Cr 25% Ni
4,5% Mo 1,5% Cu resista alla corrosione in un interstizio più stretto
di quello che può essere tollerato
nel caso sia usato l'acciaio AISI
316. L'IN 748 (sul quale venne modellato TAL 6X) tollera interstizi
ancora più stretti e la lega INCONEL
625 (5) (21,5% Cr 6 1 % Ni 9% Mo)
è virtualmente immune da attacco
corrosivo anche nel più stretto degli interstizi realizzabili.
Queste predizioni ottenibili dal
modello sono in stretto accordo con
le prove pratiche condotte in condizioni accuratamente controllate
di labortaorio e, più in generale, con
l'esperienza dei casi realmente osservati in pratica.
(4) Le composizioni sono elencate nella
tabella 1.
(5) Marchio d'Impresa.
1) il molibdeno compare al quadrato. Esso ha quindi un effetto
positivo molto pronunciato;
2) in tutte le leghe studiate, il
livello del cromo era del 15% o
maggiore e quindi il secondo termine è sempre risultato positivo.
L'effetto del nickel è pertanto positivo e proporzionale al cromo eccedente il 15%;
Le analisi eseguite basandosi sulle numerose misure effettuate su
una vasta gamma di acciai inossidabili e di leghe a base di nickel
hanno permesso di ricavare la seguente relazione intercorrente tra
i principali elementi di lega e la
resistenza all'iniziarsi della corrosione interstiziale [18]. (Le unità del CCR hanno scala eguale a
quella usata per le figg. 6 e 7):
3) il rame ha effetto negativo se
il molibdeno ed il cromo cadono al
di là di certi limiti;
CCR = 340 + 1,8 Ni (Cr-15) +
+ 8 Mo2 +
+ 10 Cu (2,5 M o - C r )
4) vi sono dati insufficienti per
l'inclusione nella relazione di elementi caratterizzanti l'influenza di
zolfo, manganese, calcio e altri elementi che entrano talvolta nella deossidazione finale degli acciai inos-
.
È possibile osservare quanto segue:
Acqua di mare
^
Temperatura
ambiente
Lega Inconel" 625
-
Profondità
dell'interstizio
5 mm
-
\
:
\
^
20 Cr. ?5 Ni
4.5 Mo. 1.5
^
Tipo 316
^
Tipo 304
NON SUSCE TTIBILE
V.
S, Ni
SU 5CET1 IBI E
^
^
-
.
~~ i . —
Tipo 430
O.T
Larghezza media dell'interstizio, |
Fig. 7 - Suscettibilità di alcuni acciai e leghe alla corrosione interstiziale in funzione
della lunghezza dell'interstizio.
75 | LA MECCANICA ITALIANA gennaio-febbraio 1984 n° 179
sidabili. Questi elementi possono
dar luogo ad inclusioni attive nella
massa dell'acciaio inossidabile finito, in grado di recare danno alla
sua resistenza alla corrosione interstiziale in ambienti contenenti
cloruri [17].
Oldfield ha esteso il campo di validità del modello includendovi la
propagazione della corrosione interstiziale (o della vaiolatura) una volta che il processo abbia avuto inizio [9]. La fig. 8 riassume le velocità di attacco di vari acciai in acqua di mare artificiale in condizoni
standard di corrosione interstiziale.
È evidente la correlazione esistente tra velocità di propagazione effettivamente osservate e quelle che
è possibile prevedere applicando il
modello. Due risultati importanti
che ne scaturiscono sono: 1) la resistenza alla propagazione della
corrosione interstiziale non è detto
debba necessariamente accompagnarsi ad un'eguale resistenza contro l'inizio dell'attacco; 2) la corrosione degli acciai ferritici inclusi
nella ricerca, una volta iniziata, si
propaga in essi con velocità superiore persino a quella degli acciai
austenitici meno legati.
Più di recente Kain [19] ha dimostrato che una simile diversità
di comportamento sussiste anche
nel caso degli acciai inossidabili
304 e 316 da un canto e il 430 e
il 18 Cr 2 MoTi dall'altro.
La fig. 9 mostra la distribuzione
superficiale delle vaiolature interstiziali in acciai di tipo 304 e 21 Cr
3 Mo rispettivamente. La profonda
penetrazione a profilo seghettato esistente nel secondo acciaio se paragonata con quella relativamente
più uniforme dell'acciaio austenitico, sembra potersi considerare
come una vera e propria caratteristica degli acciai ferritici.
L'importanza significativa di tale
differenza, se riferita alla durata in
\y/\
2.0
l
Osservata
| Stimata
1.0
5 0.5
AISI430
21Cr3Mo 18Cr2Mo
AISI304
2OCr 25NÌ
4.5Mo1.5Cu
Fig. 8 - Velocità effettive e stimate di propagazione della corrosione interstiziale in
acqua di mare artificiale a temperatura ambiente [9],
servizio di un determinato componente in condizioni per esempio di
impiego in ambiente la cui aggressività vari nel tempo, sarà quindi
evidente.
Conclusione
L'industria degli acciai inossidabili ha compiuto importanti passi
avanti nell'offrire al mercato nuovi
acciai con caratteristiche grandemente migliorate di resistenza alla
corrosione localizzata in ambienti
contenenti cloruri. La ricerca di base sulla vaiolatura e la corrosione
interstiziale ha fornito anch'essa
un efficacissimo contributo alla
messa a punto di questi acciai ed
alla possibilità pratica di poter meglio specificare il tipo di acciaio
inossidabile che, impiegato per un
certo componente soggetto ad attacco corrosivo localizzato, dia un
grado superiore di affidamento evitando al tempo stesso lo spreco
conseguente ad una scelta puntata
su un materiale inutilmente più pregiato. La ricerca inoltre da anche
la possibilità di meglio definire dati
di progetto e condizioni operative
onde far sì che un dato materiale
possa essere utilizzato con maggior sicurezza.
76 | LA MECCANICA ITALIANA gennaio-febbraio 1984 n° 179
Bibliografia
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Profondità d attacco (mtn)
03
h
0.2
0.1
r VJ
0
•
1
Distanza dall'estremità aperta
0 304
i
2
3
dell'interstizio (mm)
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21 C r - 3 Mo ![9].
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[11] W. Wessling, HI. Bock - Ibid. Paper 17.
[12] M.J. Mathews - The Metallurgist and
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1982.
[13] J.W. Oldfield, W.H. Sutton - « British
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[14] J.W. Oldfield, W.H. Sutton - « British
Corrosion Journal », voi. 15, pag. 31,
1980.
[15] L Barnier, A. Desestret, G. Vallier •
« Materiaux et Techniques », pag.
379, Oct.-Nov. 1980.
[16] S. Bernhardsson, R. Mellstróm: « Performance of Highly Alloyed Stainless
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[17] J. Degerbeck - « Werkstoffe und Corrosion », voi. 29, 179-188, 1978.
[18] J.W. Oldfield, B. Todd: «The Use of
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[19] R.M. Kain: « Electrochemical measurement of thè crevice corrosion propagation resistance of stainless
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USA, Aprii 1983.
77 | LA MECCANICA ITALIANA gennaio-febbraio 1984 n° 179