Acciaio inossidabile 201: composizione, caratteristiche, convenzione di denominazione e applicazioni
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Panoramica
L'acciaio inossidabile 201 è un'alternativa economica con una ragionevole resistenza alla corrosione. La sua composizione comprende ferro, cromo e nichel, ma con livelli inferiori di cromo e nichel rispetto ad altri gradi di acciaio inossidabile come 304, con conseguente ridotta resistenza alla corrosione. Questo acciaio è magnetico, economico e versatile. È particolarmente adatto per applicazioni interne, come stoviglie, elettrodomestici e sistemi di scarico automobilistici, dove il costo è un fattore chiave. Anche se potrebbe non essere adatto ad ambienti altamente corrosivi, la sua formabilità e saldabilità lo rendono prezioso per varie applicazioni attente ai costi.
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Cos'è l'acciaio inossidabile 201?
L'acciaio inossidabile 201 è una lega di acciaio inossidabile austenitico con composizione nominale contenente 18-20% di elemento Cr e che dimostra un'accettabile resistenza alla corrosione, buona formabilità e considerazioni economiche. Composto da Cr, Ni, Mn e N, questo grado ha una buona resistenza alla corrosione adatta per molti usi, ma non così elevata come quella dei gradi premium, come 304 e 316. La sua elevata modellabilità lo rende una buona alternativa sia alla saldatura che alla falegnameria in diversi settori, tra cui l'edilizia, l'automotive, le cucine e la produzione di elettrodomestici. Tuttavia, gli acciai inossidabili duplex non sono adatti per ambienti estremamente corrosivi che richiedono acciai inossidabili specializzati di qualità superiore.
Perché questo tipo di acciaio inossidabile è chiamato 201?
L'acciaio inossidabile 201 è chiamato così per la sua classificazione all'interno del sistema di qualità dell'American Iron and Steel Institute (AISI). Gli acciai inossidabili della “serie 200” sono un sottoinsieme degli acciai inossidabili austenitici e all’interno di questa serie l’acciaio inossidabile 201 è specificamente identificato dal numero “201”. Questa designazione numerica serve a differenziarlo dalle altre leghe di acciaio inossidabile e ne indica la composizione chimica e le proprietà specifiche.
Qual è la base per la classificazione dell'acciaio inossidabile?
L'acciaio inossidabile è classificato in base alla sua composizione chimica, microstruttura e proprietà fisiche, con elementi chiave tra cui cromo, nichel, carbonio e vari elementi leganti come manganese e molibdeno. Il contenuto di cromo, fondamentale per la resistenza alla corrosione, deve essere almeno 10,5% per la designazione di acciaio inossidabile. Il nichel migliora la resistenza alla corrosione e aggiunge resistenza, mentre il carbonio influisce sulla resistenza e sulla durezza. Diverse serie come la “serie 200”, la “serie 300” e la “serie 400” classificano i gradi di acciaio inossidabile in base alle loro proprietà. Organizzazioni di standardizzazione internazionali come ASTM e ISO forniscono sistemi di classificazione e specifiche standardizzate per i gradi di acciaio inossidabile, facilitandone l'uso in vari settori e applicazioni.
Quali sono i gradi dell'acciaio inossidabile?
I gradi di acciaio inossidabile sono classificati in varie serie come acciai inossidabili austenitici (grado 300), ferritici (grado 400), martensitici, duplex e indurenti per precipitazione. Gli acciai inossidabili austenitici come 304 e 316 forniscono eccellente resistenza alla corrosione e formabilità, mentre i gradi ferritici come 430 hanno magnetismo con grande resistenza alla corrosione. Gli acciai martensitici come il 410 hanno una maggiore resistenza ma una minore resistenza alla corrosione. Le famiglie duplex di acciai inossidabili come il 2205 hanno robustezza ed eccellente resistenza alla corrosione perché sono una miscela di diverse microstrutture. I gradi di indurimento del tipo 17-4 PH possono essere trattati termicamente per ottenere un'elevata resistenza alla trazione. Questi diversi gradi hanno una serie di proprietà adatte all'uso in diversi settori e sono strutturali, resistenti alla corrosione, all'usura e possono essere facilmente lavorati.
Composizione chimica dell'acciaio inossidabile 201
Elemento | Contenuto (%) |
Ferro, Fe | 72 |
Cromo, Cr | 16.0 – 18.0 |
Manganese, Mn | 5.50 – 7.50 |
Nichel, Ni | 3.50 – 5.50 |
Silicio, Si | 1.0 |
Azoto, N | 0.25 |
Carbonio, C | 0.15 |
L'influenza di vari elementi sulle proprietà dell'acciaio inossidabile 201
Le caratteristiche dell'acciaio inossidabile 201 dipendono dagli elementi di lega come il cromo che conferisce resistenza alla corrosione, il nichel per duttilità e tenacità e il manganese per resistenza. L'azoto è fondamentale per il rafforzamento grazie alla sua presenza in un materiale come elemento di lega. Il carbonio, di per sé, influisce sulla durezza e sulla resistenza, mentre il silicio è un alleato della resistenza al ridimensionamento e all'ossidazione e all'aumento della temperatura. Tuttavia, altri elementi minori come lo zolfo, il fosforo e il rame possono essere efficacemente utilizzati per altri scopi. Il grado 201 dell'acciaio inossidabile ha una moderata resistenza alla corrosione, una formabilità abbastanza buona e proprietà meccaniche ideali per diverse applicazioni, dove non esiste la necessità di acciai inossidabili più costosi.
Proprietà fisiche dell'acciaio inossidabile 201
Proprietà | metrico | Imperiale |
Densità | 7,86 g/cm3 | 0,284 libbre/pollici³ |
Proprietà meccaniche dell'acciaio inossidabile 201
Proprietà | metrico | Imperiale |
Resistenza alla trazione (trasversale a temperatura ambiente) | 685MPa | 99400 PSI |
Resistenza alla trazione (longitudinale a temperatura ambiente) | 696MPa | 101000 PSI |
Limite di snervamento (trasversale a temperatura ambiente) | 292MPa | 42400 PSI |
Limite di snervamento (longitudinale a temperatura ambiente) | 301MPa | 43700 PSI |
Resistenza allo snervamento a compressione | 365MPa | 52900 PSI |
Modulo elastico | 197 GPa | 28573 ksi |
rapporto di Poisson | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
Allungamento a rottura (longitudinale a temperatura ambiente) | 56% | 56% |
Allungamento a rottura (trasversale a temperatura ambiente) | 62.50% | 62.50% |
Durezza, Rockwell B (trasversale a temperatura ambiente) | 85 | 85 |
Durezza, Rockwell B (longitudinale a temperatura ambiente) | 85 | 85 |
Proprietà termiche dell'acciaio inossidabile 201
Proprietà | metrico | Imperiale |
Coefficiente di espansione termica (@ 20-100°C/68-212°F) | 16,6 µm/m°C | 9,22 µpollici/pollici°F |
Conducibilità termica (@ 100°C/212°F) | 16,3 W/mK | 113 BTU pollici/ora.ft².°F |
Sfide incontrate nella lavorazione dell'acciaio inossidabile 201
La lavorazione dell'acciaio inossidabile 201 è complicata dalla sua minore resistenza alla corrosione, dalla propensione all'incrudimento indotto dalla lavorazione a freddo rapida e dalla minore lavorabilità rispetto ad altri acciai inossidabili. Un altro punto di preoccupazione è soddisfare i requisiti di finitura superficiale e formabilità mantenendo allo stesso tempo l'economia dei materiali. Inoltre, la saldabilità richiede una corretta sequenza di preriscaldamento e trattamento termico post-saldatura. Inoltre, la compatibilità con determinati ambienti dovrebbe essere valutata in anticipo. Sebbene sia un’opzione economica, la considerazione delle proprietà dei materiali, delle tecniche di lavorazione e delle misure di controllo della qualità influiscono sulla produzione e devono essere affrontate con attenzione.
Applicazioni dell'acciaio inossidabile 201
L'acciaio inossidabile 201 viene utilizzato in diversi ambiti grazie alle sue determinate proprietà. È un materiale molto popolare nelle stoviglie e negli elettrodomestici da cucina grazie alle sue buone proprietà di resistenza alla corrosione e al basso costo, che lo rendono adatto ai processi di preparazione degli alimenti. Inoltre, viene applicato nella produzione di componenti automobilistici, compresi i sistemi di scarico e le finiture, dove vengono presi in considerazione la resistenza alla corrosione e l'aspetto estetico. Nella costruzione, l'acciaio inossidabile 201 viene utilizzato per scopi decorativi e finiture architettoniche e per elementi strutturali, dove la resistenza alla corrosione è sufficiente. Oltre a ciò, la sua convenienza ne consente la versatilità, ovvero molteplici scopi di fabbricazione come scaffali, mobili e segnaletica. Tuttavia, l’uso limitato di questi materiali è riscontrabile in ambienti a base acquosa o altamente caustici dove, rispetto agli acciai inossidabili di alta qualità, la loro funzionalità è limitata.
Materiali equivalenti all'acciaio inossidabile 201
EUEN | STATI UNITI D'AMERICA- | GiapponeJIS | FranciaAFNOR |
X12CrMnNiN17-7-5 (1.4372) | 201 | SUS201 | Z12CMN17-07Az |
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