Elementi di lega comuni e loro funzioni negli acciai resistenti al calore

L'acciaio resistente al calore può mantenere buone prestazioni in ambienti ad alta temperatura senza l'aggiunta di vari elementi di lega. Ciascuno di questi elementi svolge un ruolo unico nel migliorare le prestazioni dell'acciaio resistente al calore.

Il cromo (Cr) è un elemento chiave nell'acciaio resistente al calore che ne migliora la resistenza all'ossidazione. Forma una densa pellicola di ossido di cromo sulla superficie dell'acciaio, che agisce come un forte scudo e impedisce efficacemente all'ossigeno di diffondersi ulteriormente all'interno dell'acciaio, proteggendolo così dall'ossidazione. Nel frattempo, il cromo può migliorare la resistenza alle alte temperature e la durezza dell'acciaio, rendendo l'acciaio resistente al calore più durevole alle alte temperature.

Il nichel (Ni) può migliorare significativamente la tenacità e la resistenza alla fatica dell'acciaio. In ambienti ad alta temperatura, l'acciaio è soggetto a cricche da fatica dovute a varie sollecitazioni. L'aggiunta di nichel può mantenere buone prestazioni dell'acciaio sotto sollecitazioni ripetute e prevenire danni. Inoltre, quando il nichel viene utilizzato in combinazione con il cromo, può migliorare significativamente la resistenza all'ossidazione e alla corrosione dell'acciaio resistente al calore, consentendogli di funzionare stabilmente anche in ambienti corrosivi ad alta temperatura.

La funzione principale del molibdeno (Mo) è quella di migliorare la resistenza alle alte temperature e la resistenza allo scorrimento viscoso dell'acciaio. In condizioni di temperatura e carico elevati a lungo termine, l'acciaio subirà una lenta deformazione plastica, ovvero il fenomeno dello scorrimento viscoso. Il molibdeno può sopprimere efficacemente questa deformazione, migliorare la durata dell'acciaio alle alte temperature e garantire che l'acciaio resistente al calore mantenga forma e prestazioni stabili durante il funzionamento ad alta temperatura a lungo termine.

Elementi come il vanadio (V) e il titanio (Ti) possono formare piccoli carburi. Questi carburi sono dispersi e distribuiti nella struttura dell'acciaio, svolgendo un ruolo nel rafforzamento delle precipitazioni, come l'aggiunta di innumerevoli piccoli "chiodi" all'acciaio, migliorandone la resistenza e la durezza e migliorando le sue prestazioni alle alte temperature.

È l'effetto sinergico di questi elementi di lega che conferisce all'acciaio resistente al calore proprietà eccellenti, consentendogli di essere ampiamente utilizzato in molti campi industriali ad alta temperatura.