L’acciaio inossidabile è noto per la sua eccellente resistenza alla corrosione. È parte integrante della vita moderna ed è usato in una serie di applicazioni, tra cui l’industria pesante, l’architettura, la produzione automobilistica, la chirurgia e l’odontoiatria.
Fino agli anni ’50 e ’60, che videro lo sviluppo dell’AOD (decarburazione con argon e ossigeno) e del VOD (decarburazione con ossigeno sotto vuoto), i processi per produrre acciaio inossidabile erano lenti e costosi. Tuttavia, questi due sviluppi rivoluzionarono la produzione di acciaio inossidabile e diminuirono significativamente i costi delle materie prime, aumentarono la produttività e migliorarono la qualità. Questo ha portato ad una crescita drammatica della produzione di acciaio dagli anni ’70 ad oggi.
Come si produce l’acciaio inossidabile?
Materie prime
L’acciaio inossidabile è una lega di ferro con aggiunta di elementi come cromo, nichel, silicio, manganese, azoto e carbonio. Le proprietà della lega finale possono essere messe a punto alterando le quantità dei vari elementi.
L’importanza del cromo nella produzione dell’acciaio inossidabile
Il cromo è essenziale per la produzione dell’acciaio inossidabile; infatti non esiste un’alternativa valida. Il cromo è un elemento di transizione duro e resistente alla corrosione che conferisce all’acciaio inossidabile la sua resistenza alla corrosione. In generale, maggiore è il contenuto di cromo, più resistente alla corrosione è l’acciaio.
Il processo di produzione
Fusione
Le materie prime sono fuse insieme in un forno ad arco elettrico. Possono essere necessarie dalle 8 alle 12 ore di calore intenso finché il metallo diventa fuso.
Rimozione del contenuto di carbonio
La fase successiva è la rimozione del carbonio in eccesso. Questo viene fatto processando il metallo fuso in un convertitore AOD (Argon Oxygen Decarburization). Il convertitore riduce il carbonio iniettando una miscela di ossigeno-argon. In questa fase, ulteriori elementi di lega come il nichel e il molibdeno possono essere aggiunti al convertitore AOD.
In alternativa, un convertitore VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) può essere utilizzato quando è richiesto un contenuto di carbonio molto basso.
Tuning
La maggior parte degli acciai inossidabili ha requisiti di qualità molto elevati. Il processo di tuning permette una regolazione fine della composizione chimica. La messa a punto è quando l’acciaio viene mescolato lentamente per rimuovere gli elementi indesiderati e migliorare la consistenza, mantenendo la composizione richiesta entro i limiti di temperatura.
Formazione
Ora l’acciaio fuso viene colato in forme. Queste forme possono essere blumi (forme rettangolari), billette (forme rotonde o quadrate), bramme, barre o tubi.
Laminazione a caldo
La laminazione a caldo avviene a una temperatura superiore alla temperatura di ricristallizzazione dell’acciaio. La temperatura precisa dipende dal grado di acciaio inossidabile desiderato. Le forme d’acciaio sono riscaldate e passate attraverso rulli alti. I blumi e le billette sono formati in barre e fili. Le bramme sono formate in lamiere, nastri e fogli.
Laminazione a freddo
La laminazione a freddo è usata quando sono richieste dimensioni estremamente precise o una finitura attraente. Il processo avviene al di sotto della temperatura di ricristallizzazione dell’acciaio. La laminazione a freddo viene effettuata utilizzando rulli di piccolo diametro e una serie di rulli di supporto. Questo processo permette la produzione di fogli larghi con finiture superficiali migliori.
Cottura
La ricottura è il processo usato per ammorbidire l’acciaio inossidabile, migliorare la duttilità e raffinare la struttura del grano. È anche usato per alleviare le tensioni interne del metallo causate dalla precedente lavorazione. Durante il processo di ricottura l’acciaio viene riscaldato e raffreddato in condizioni controllate.
Decalcificazione
Il processo di ricottura causa la formazione di scaglie sull’acciaio. Queste scaglie sono comunemente rimosse usando il decapaggio, che comporta il bagno dell’acciaio in acido nitrico-idrofluorico. L’elettro-pulizia è un metodo alternativo che utilizza una corrente elettrica per rimuovere le incrostazioni.
Taglio
L’acciaio inossidabile può ora essere tagliato alla misura desiderata. Il taglio meccanico è il metodo più comune. L’acciaio inossidabile può essere tagliato dritto con coltelli a ghigliottina, tagliato a cerchio con coltelli circolari, segato con lame ad alta velocità o tranciato con punzoni e matrici. Altri metodi includono il taglio alla fiamma, che usa una torcia alimentata con ossigeno, propano e polvere di ferro, o il taglio a getto di plasma che usa una colonna di gas ionizzato insieme a un arco elettrico per tagliare il metallo.
Finitura
La finitura superficiale è importante per i prodotti in acciaio inossidabile, specialmente in applicazioni dove l’aspetto è importante. Mentre la maggior parte delle persone ha familiarità con l’aspetto dell’acciaio inossidabile usato per i prodotti di consumo, ci sono in realtà un certo numero di opzioni di finitura.
Mole o nastri abrasivi sono comunemente usati per smerigliare o lucidare l’acciaio. Altri metodi includono la lucidatura con ruote di tela con particelle abrasive, l’incisione a secco con sabbiatura e l’incisione a umido con soluzioni acide. La superficie liscia fornisce una migliore resistenza alla corrosione.
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