Gli acciai inossidabili sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature industriali grazie alla loro resistenza alla corrosione e alla saldabilit\u00e0, ma possono essere utilizzati in ambienti operativi ad alta temperatura solo se viene effettuato un trattamento termico post-saldatura (PWHT) per prevenire l'infragilimento della fase sigma e la conseguente cricca.<\/p>\n
Le PWHT sono spesso condotte in un'atmosfera come l'argon o l'azoto per ridurre al minimo la formazione di fasi nocive che causano la riduzione della resistenza alla corrosione e il degrado delle propriet\u00e0 meccaniche nel tempo.<\/p>\n
Il cromo \u00e8 l'elemento principale dell'acciaio inossidabile e crea uno strato di ossido protettivo contro l'ulteriore ossidazione e corrosione. L'aggiunta di altri elementi di lega, come il nichel (Ni) o il molibdeno (Mo), pu\u00f2 migliorare ulteriormente la resistenza alla corrosione, a seconda delle condizioni ambientali e delle esigenze applicative.<\/p>\n
L'acciaio inossidabile non fonde ad alte temperature come molti altri metalli; tuttavia, i processi di saldatura possono produrre calore intenso e cicli di raffreddamento rapidi che causano cambiamenti microstrutturali al suo interno. Ad esempio, l'ingrossamento del metallo saldato (ZTA) e la precipitazione di carburo di cromo. Tali modifiche possono compromettere la sua forza, la duttilit\u00e0 e la resistenza alla corrosione.<\/p>\n
La saldatura pu\u00f2 contribuire alla corrosione galvanica, che si verifica quando due metalli entrano in contatto. Ad esempio, le saldature in acciaio inox possono corrodersi a causa dell'attacco galvanico provocato dal rame (Cu) presente nel metallo saldato che reagisce con l'ossigeno del gas di saldatura.<\/p>\n
Gli acciai duplex come il 17-4 e il PH13-8Mo offrono una maggiore resistenza alla corrosione rispetto ai gradi austenitici come il 304 e il 316; tuttavia, possono essere suscettibili alla sensibilizzazione e alla corrosione intergranulare. Per ovviare a questo problema, le saldature degli acciai duplex dovrebbero essere collocate in un ambiente privo di corrosione; in alternativa, il trattamento termico post-saldatura (PWHT) pu\u00f2 ridurre la sensibilit\u00e0 alla sensibilizzazione e promuovere una buona resistenza alla trazione e durezza dopo la saldatura.<\/p>\n
Gli acciai inossidabili sono generalmente materiali forti e resistenti; tuttavia, sono suscettibili di cambiamenti durante i processi di saldatura. Se esposti a temperature estreme durante i processi di saldatura, il metallo saldato e la ZTA possono diventare fragili a causa dei rapidi processi di ciclaggio termico che provocano cambiamenti microstrutturali all'interno del tessuto e dei materiali di saldatura\/ZTA.<\/p>\n
Le PWHT dovrebbero sempre essere applicate dopo la saldatura per aiutare a proteggere e preservare l'integrit\u00e0 dei componenti saldati insieme, anche se la loro necessit\u00e0 dipende in larga misura dal tipo di saldatura e dalle condizioni di servizio previste.<\/p>\n
I gradi austenitici di cromo-nichel progettati per l'uso in ambienti soggetti a corrosione severa possono richiedere il PWHT per ridurre al minimo la sensibilizzazione in caso di esposizione a temperature elevate, mentre i gradi destinati ad applicazioni meno aggressive o precedentemente trattati termicamente possono non richiedere questo processo aggiuntivo.<\/p>\n
Studi recenti hanno esplorato gli effetti del PWHT sulla microstruttura e sulle propriet\u00e0 meccaniche delle saldature di acciaio inossidabile austenitico 316L saldate ad arco plasma durante il trattamento termico a filo plasma (PWHT). Hanno scoperto che, con l'aumento delle temperature PWHT, aumenta anche il contenuto di ferrite; tuttavia, la resistenza alla trazione, la tenacit\u00e0 alla frattura, l'allungamento uniforme e totale diminuiscono con l'aumentare del tempo di PWHT.<\/p>\n
La saldatura pu\u00f2 avere un effetto drammatico sulle propriet\u00e0 meccaniche e sulla resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile, ma scegliendo parametri di saldatura adeguati e applicando trattamenti termici post-saldatura, ingegneri e saldatori possono minimizzare questi effetti collaterali e massimizzare il suo potenziale.<\/p>\n
Gli acciai inossidabili saldati possono essere sottoposti a trattamento termico post-saldatura (PWHT) per alleviare le tensioni residue e migliorare la saldabilit\u00e0, in particolare per le sezioni di materiale pi\u00f9 grandi o pi\u00f9 spesse. Purtroppo, il PWHT pu\u00f2 anche causare la distorsione della sezione saldata; per limitare questa possibilit\u00e0, la sezione saldata deve essere lasciata abbastanza libera da evitare che la sua espansione e contrazione provochi distorsioni nelle connessioni chiave.<\/p>\n
La PWHT non solo riduce le sollecitazioni, ma pu\u00f2 anche ridurre la suscettibilit\u00e0 all'infragilimento della fase sigma e ai danni da creep a temperature elevate, minimizzando il gradiente di temperatura tra le temperature di distensione e di ricottura in soluzione.<\/p>\n
In presenza di diversi apporti di calore di saldatura, \u00e8 stata utilizzata la microscopia ottica per valutare gli effetti della saldatura sulla microstruttura di una sovrapposizione di saldatura. Il contenuto di ferrite \u00e8 aumentato con l'aumento del calore di saldatura; ci\u00f2 indica che la ferrite delta \u00e8 stata trasformata preferenzialmente in ferrite sigma durante la fusione, con conseguente perdita di peso misurata attraverso test di resistenza alla corrosione per vaiolatura in un ambiente corrosivo artificiale.<\/p>\n
Il trattamento termico post-saldatura degli acciai inossidabili dovrebbe mantenere le loro propriet\u00e0 meccaniche. Ci\u00f2 \u00e8 particolarmente vero per i gradi austenitici, dove uno strato superficiale austenitizzato, formato dalla formazione di uno strato passivo contenente ossido di cromo, rimane stabile dopo la saldatura per minimizzare i problemi di corrosione; il trattamento PWHT, tuttavia, potrebbe smantellare questa barriera e quindi diminuire la resistenza alla corrosione di questi materiali.<\/p>\n
Pertanto, \u00e8 fondamentale sapere quando l'acciaio inossidabile richiede o meno un trattamento termico post-saldatura dopo la saldatura. La necessit\u00e0 del PWHT dipende in larga misura dal grado, dalle condizioni di servizio previste e dalla procedura di saldatura.<\/p>\n
Molte applicazioni industriali che utilizzano l'acciaio inossidabile non richiedono la PWHT, come le saldature negli impianti pressurizzati. Ci\u00f2 pu\u00f2 essere dovuto a tecniche di saldatura avanzate, a saldature pi\u00f9 piccole e a un ambiente privo di problemi di corrosione intergranulare.<\/p>\n
Ci sono alcune saldature che richiedono la PWHT, come quelle situate in ambienti ostili o in condizioni di forte stress. La criccatura da liquefazione del bordo del grano pu\u00f2 portare a una significativa perdita di duttilit\u00e0 e a una maggiore suscettibilit\u00e0 alla criccatura da tensocorrosione da cloruro; la PWHT agisce riscaldando il giunto a temperature che favoriscono la formazione di carburo fine di niobio o molibdeno, sopprimendo contemporaneamente la crescita della parte ferritica di una lega chiamata \"fase sigma\", altrimenti nota come stabilizzazione termomeccanica.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Gli acciai inossidabili sono ampiamente utilizzati nelle apparecchiature industriali grazie alla loro resistenza alla corrosione e alla saldabilit\u00e0, ma possono essere impiegati in ambienti operativi ad alta temperatura solo se viene effettuato un trattamento termico post-saldatura (PWHT) per prevenire l'infragilimento della fase sigma e la conseguente cricca. I PWHT sono spesso condotti in un'atmosfera come l'argon o l'azoto ... <\/p>\n