Sono classificati acciai resistenti al calore quelli che presentano buone proprietà meccaniche in caso di sollecitazioni a breve e lungo termine, che dimostrano una resistenza particolare nei confronti degli effetti dei gas caldi emessi dai prodotti combustibili quali sali o metalli fusi, a temperature superiori a 550 °C. Tuttavia la loro resistenza dipende fortemente dalle condizioni di corrosione, conseguentemente non è possibile determinarla con esattezza attraverso il valore ottenuto tramite una singola procedura di prova.
Gli acciai resistenti al calore o alla calamina sono costituiti in modo tale da rendere difficoltoso il diffondersi della calamina degli elementi della lega nello strato di ossido, proteggendo l’acciaio da ulteriore ossidazione. Ciò si ottiene principalmente attraverso gli ossidi dell’elemento di lega al cromo. Ugualmente, silicio e alluminio aumentano la resistenza alla calamina. Esiste una distinzione tra acciai ferritici e acciai austenitici. Gli acciai ferritici e ferritici-austenitici sono magnetizzabili, quelli austenitici no.
Acciai ferritici
Il cromo, elemento principale, conferisce loro una struttura ferritica stabile. Attraverso l’aggiunta di leghe di silicio e alluminio, che contribuiscono ulteriormente alla formazione di ferrite, si incrementa ulteriormente la resistenza all’ossidazione.
Possiedono una notevole resistenza ai gas solforosi, tuttavia, rispetto agli acciai austenitici resistenti al calore, con temperature elevate presentano una minore resistenza allo scorrimento.
In determinate fasce di temperatura si verificano casi di infragilimento. Questi si attivano soprattutto dopo il raffreddamento a temperatura ambiente, e per questo motivo occorre evitare sollecitazioni impulsive, ad esempio in caso di riparazioni.
Acciai austenitici
Grazie al contenuto aggiuntivo di nichel questo tipo di acciai possiede una struttura austenitica stabile ed essi sono caratterizzati da refrattarietà e plasticità elevate.
La tendenza all’infragilimento è essenzialmente inferiore rispetto agli acciai ferritici.
Essa si verifica in modo parziale dopo lunghi periodi o dopo il superamento di una temperatura minima.
La resistenza alla calamina in atmosfera ossidante è estremamente elevata, questi acciai sono sensibili ai gas riduttori sulfurei. Essi possiedono una buona deformabilità a freddo e si prestano praticamente a tutti i processi di saldatura.
Acciai a base di nichel
Questi materiali presentano una resistenza elevata alla corrosione, all’erosione e alla cavitazione. Le leghe altamente refrattarie sono resistenti ai gas caldi corrosivi e sono utilizzabili fino a 1150 °C. Le leghe a base di nichel sono utilizzate nei processi termotecnici e nelle centrali elettriche.
In particolare, in atmosfera non ossidante l’elevata struttura Ni rende le leghe sensibili ai gas sulfurei. I tubi di questo materiale non presentano tendenza all’infragilimento e sostengono inoltre sollecitazioni meccaniche forti grazie alle buone proprietà di refrattarietà e resistenza alle alte temperature. Le leghe a base di nichel resistenti al calore possono essere saldate secondo tutti i procedimenti convenzionali.
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