Il carbonio è uno degli elementi principali dell'acciaio industriale. Le prestazioni e la struttura dell'acciaio sono in gran parte determinate dal contenuto e dalla distribuzione del carbonio al suo interno. L'effetto del carbonio è particolarmente significativo nell'acciaio inossidabile. L'influenza del carbonio sulla struttura dell'acciaio inossidabile si manifesta principalmente in due aspetti. Da un lato, il carbonio è un elemento che stabilizza l'austenite, con un effetto considerevole (circa 30 volte superiore a quello del nichel); dall'altro, a causa dell'elevata affinità tra carbonio e cromo, si forma con quest'ultimo una complessa serie di carburi. Pertanto, in termini di resistenza meccanica e resistenza alla corrosione, il ruolo del carbonio nell'acciaio inossidabile risulta contraddittorio.
Riconoscendo la legge di questa influenza, possiamo scegliere acciai inossidabili con diverso contenuto di carbonio in base alle diverse esigenze di utilizzo.
Ad esempio, il contenuto standard di cromo dei cinque gradi di acciaio da 0Cr13 a 4Cr13, che è il più utilizzato nell'industria e il meno diffuso, è fissato al 12-14%, ovvero tenendo conto del fatto che carbonio e cromo formano carburo di cromo. L'obiettivo principale è che, dopo la combinazione di carbonio e cromo in carburo di cromo, il contenuto di cromo nella soluzione solida non sia inferiore al contenuto minimo di cromo dell'11,7%.
Per quanto riguarda questi cinque tipi di acciaio, a causa della differenza nel contenuto di carbonio, anche la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione risultano diverse. La resistenza alla corrosione dell'acciaio 0Cr13~2Cr13 è migliore, ma la resistenza meccanica è inferiore rispetto a quella dell'acciaio 3Cr13 e 4Cr13. Viene utilizzato principalmente per la produzione di componenti strutturali.
Grazie all'elevato contenuto di carbonio, i due tipi di acciaio possono raggiungere un'elevata resistenza e sono utilizzati principalmente nella produzione di molle, coltelli e altri componenti che richiedono elevata resistenza e resistenza all'usura. Ad esempio, per contrastare la corrosione intergranulare dell'acciaio inossidabile al cromo-nichel 18-8, il contenuto di carbonio dell'acciaio può essere ridotto a meno dello 0,03%, oppure si può aggiungere un elemento (titanio o niobio) con maggiore affinità rispetto al cromo e al carbonio per impedirne la formazione di carburi. Il cromo, ad esempio, quando elevata durezza e resistenza all'usura sono i requisiti principali, possiamo aumentare il contenuto di carbonio dell'acciaio aumentando opportunamente il contenuto di cromo, in modo da soddisfare i requisiti di durezza e resistenza all'usura, tenendo conto di una certa resistenza alla corrosione, l'uso industriale come cuscinetti, strumenti di misurazione e lame con acciaio inossidabile 9Cr18 e 9Cr17MoVCo, anche se il contenuto di carbonio è elevato come 0,85 ~ 0,95%, poiché anche il loro contenuto di cromo è aumentato di conseguenza, quindi garantisce comunque la resistenza alla corrosione richiesta.
In generale, il contenuto di carbonio degli acciai inossidabili attualmente utilizzati nell'industria è relativamente basso. La maggior parte degli acciai inossidabili ha un contenuto di carbonio compreso tra lo 0,1 e lo 0,4%, mentre gli acciai resistenti agli acidi hanno un contenuto di carbonio compreso tra lo 0,1 e lo 0,2%. Gli acciai inossidabili con un contenuto di carbonio superiore allo 0,4% costituiscono solo una piccola frazione del numero totale di tipologie, poiché nella maggior parte delle condizioni di utilizzo, la resistenza alla corrosione è sempre la funzione primaria degli acciai inossidabili. Inoltre, il basso contenuto di carbonio è dovuto anche a determinate esigenze di processo, come la facilità di saldatura e la deformazione a freddo.
Data di pubblicazione: 27 settembre 2022
