MANUALE DI PROGETTAZIONE PER STRUTTURE IN ACCIAIO INOSSIDABILE. QUARTA EDIZIONE (2017) - 3
dell’acciaio inossidabile incrudito q leggermente superiore rispetto all’equivalente
allo stato ricotto, l’entità di questa differenza dipende dal grado dell’acciaio, dal
tipo di prodotto e dal livello d’incrudimento.
Quando l’acciaio inossidabile q lavorato a freddo, esso tende a manifestare un
comportamento a trazione e compressione non-simmetrico e un’anisotropia
(differenti caratteristiche di sforzo-deformazione nelle direzioni longitudinale e
trasversale rispetto a quella di laminazione). Il grado di asimmetria a di anisotropia
dipende dal grado di acciaio, dal livello di lavorazione a freddo e dal processo.
Sezioni strutturali di spessore superiore a 3 mm non si ottengono da materiale di
grande spessore lavorato a freddo e dunque in questi prodotti l’asimmetria e
l’anisotropia non sono importanti; la non linearità invece ha un effetto più
significativo. L’anisotropia e l’asimmetria sono significative nelle sezioni di
spessore minore su cui siano stati applicati importanti livelli di deformazione a
freddo.
Per il materiale lavorato a freddo la resistenza a compressione longitudinale (nel
verso di laminazione) è inferiore rispetto a quella a trazione sia longitudinale che
trasversale (i valori sono tradizionalmente riportati nelle norme di prodotto come la
EN 10088 in accordo con quanto riportato dai produttori stessi). Per la scelta del
valore di resistenza di progetto da adottare per materiale incrudito bisogna
considerare anche questo aspetto (cfr. Tabella 2.3).
Durante la fabbricazione di una membratura per lavorazione a freddo, la
deformazione plastica che è impressa causa un innalzamento del limite di
snervamento allo
0,2 %. Agli angoli piegati delle sezioni si riscontra un
innalzamento di resistenza tipicamente pari a circa il 50 %; l’aumento, anche se in
misura meno consistente, è presente anche nelle parti piane della sezione stessa. In
APPENDICE B sono riportate delle linee guida su come tenere conto della
maggiore resistenza disponibile a seguito del processo di fabbricazione a freddo.
Alternativamente si può determinare tale aumento di resistenza mediante prove
sperimentali (cfr. 10).
Un successivo trattamento termico o processo di saldatura avrà sulle membrature
un parziale effetto di ricottura con una conseguente riduzione di qualunque
proprietà derivante dalla lavorazione a freddo compresa l’anisotropia. Il Cap. 7.4.4
fornisce le linee guida per il progetto di connessioni saldate tra elementi strutturali
formati a freddo.
2.2.2
Sensibilità alla velocità di deformazione
La sensibilità alla velocità di deformazione è più pronunciata negli acciai
inossidabili che in quelli al carbonio. In altri termini, negli acciai inossidabili si può
ottenere una resistenza proporzionalmente superiore per rapide variazioni di
deformazione rispetto a quelli al carbonio.
2.3
Norme di prodotto e classi di resistenza
2.3.1
Prodotti piani e prodotti lunghi
La norma di riferimento per i prodotti in acciaio inossidabile è la EN 10088,
Acciai
inossidabili. Essa è costituita da cinque parti di cui tre sono rilevanti per impieghi
nelle costruzioni:
Parte 1, Elenchi degli acciai inossidabili che fornisce la composizione chimica
e dati di riferimento riguardanti alcune caratteristiche fisiche, come il modulo
di elasticità E;
14
Part 4,
Condizioni tecniche di fornitura dei fogli, delle lamiere e dei nastri di
acciaio resistente alla corrosione per impieghi nelle costruzioni, fornisce le
proprietà tecniche e le composizioni chimiche dei materiali utilizzati nella
formatura di sezioni strutturali.
Part 5,
Condizioni tecniche di fornitura delle barre, vergelle, filo, profilati e
prodotti trasformati a freddo di acciaio resistente alla corrosione per impieghi
nelle costruzioni,
fornisce le proprietà tecniche e le composizioni chimiche dei
prodotti lunghi.
Le norme EN 10088-4 e -5 sono norme di prodotto armonizzate e dunque gli acciai
inossidabili specificati rispetto a queste norme devono essere marcati CE.
Attraverso la marcatura CE il produttore dichiara che i suoi prodotti sono adatti
all’impiego prestabilito, rispettano i requisiti definiti nei relativi standard, compresi
i valori limite (ad esempio spessore, resistenza, etc.) accertati tramite procedure di
valutazione conformi.
Sistema di designazione e composizione chimica
Il sistema di designazione della EN 10088 si basa sul numero Europeo dell’acciaio
e sul nome dell’acciaio.
Ad es., il grado AISI 304L ha il numero di acciaio 1.4307, in cui:
1.
43
07
Indica il materiale
Indica un gruppo di
Identifica la sua
(acciaio)
acciai inossidabili
qualità
I gruppi di acciaio inossidabile sono definiti nella EN 10027-2 come segue:
1.40XX
acciaio inossidabile con Ni < 2,5 % senza Mo, Nb e Ti
1.41XX
acciaio inossidabile con Ni < 2,5 % e Mo ma senza Nb e Ti
1.43XX
acciaio inossidabile con Ni
2,5 % ma senza Mo, Nb e Ti
1.44XX
acciaio inossidabile con Ni
2,5 %, e Mo ma senza Nb e Ti
1.45XX
acciaio inossidabile con aggiunte speciali
1.46XX
leghe di Ni resistenti ad agenti chimici ed alle alte temperature
Il sistema del nome dell’acciaio offre qualche chiarimento sulla composizione
chimica dell'acciaio. Il nome dell’acciaio numero 1.4307 q X2CrNi18-9, dove:
X
2
CrNi
18-9
Indica un
100 x % di
Simboli chimici degli
% dei principali
acciaio molto
Carbonio
elementi principali
elementi presenti
legato
presenti nella lega
nella lega
Ogni nome di un acciaio inossidabile ha un unico numero corrispondente.
L’APPENDICE A riporta una tabella con le corrispondenze tra gradi equivalenti
secondo la normativa europea e quella americana.
Le composizioni chimiche dei più comuni acciai inossidabili sono riportate in
Tabella 2.1.
15
Resistenza meccanica
Nel dimensionamento strutturale i valori caratteristici della resistenza allo
snervamento
a e della resistenza ultima
vanno assunti pari ai valori minimi
dello snervamento proporzionale allo 0,2 % (
୮
) e della resistenza a rottura (
)
specificati nelle EN 10088-4 e 5 (cfr. Tabella 2.2). Questi valori si riferiscono al
materiale allo stato ricotto e sono conservative nei casi in cui il materiale sia stato
lavorato a freddo. Le sezioni strutturali raramente vengono fornite allo stato ricotto.
Va notato che l’effettivo valore di resistenza allo snervamento per gli acciai
austenitici supera il valore minimo specificato di una quantità che varia tra il 25 ed
il 40%, per piastre di spessore fino a 25mm. Per l’acciaio duplex invece il margine
q minore e varia tra il 5 ed il 20%. C’q una relazione di proporzionalità inversa tra
lo spessore/diametro e il margine tra valore minimo ed effettivo dello snervamento:
spessori minori normalmente hanno snervamenti effettivi significativamente
superiori rispetto a quelli minimi specificati.
Per strutture esterne esposte ad ambiente molto caldo, bisogna valutare la massima
temperatura a cui l’acciaio può essere esposto. Superfici molto estese di acciaio
inossidabile nudo, esposto alla luce diretta del sole, possono raggiungere
temperature che sono superiori a quella ambiente anche del 50%. Esistono delle
fonti per determinare l’andamento storico del clima in una determinate area, come
ad esempio
www.weatherbase.com. Se la temperature dell’acciaio inossidabile
raggiunge i
60°C bisogna tenere in conto una riduzione della resistenza allo
snervamento pari al 5% rispetto al valore a temperature ambiente, e ancor più a
temperature maggiori.
16
Tabella 2.1
Composizione chimica secondo EN 10088
Contenuto leganti (max. o intervallo ammissibile) in % sul peso
C
Cr
Ni
Mo
Altro
1.4301
0,07
17,5 - 19,5
8,0 - 10,5
1.4307
0,03
17,5 - 19,5
8,0 - 10,5
1.4401
0,07
16,5 - 18,5
10,0 - 13,0
2,0 - 2,5
1.4318
0,03
16,5 - 18,5
6,0 - 8,0
N:
0,1 - 0,2
1.4404
0,03
16,5 - 18,5
10,0 - 13,0
2,0 - 2,5
1.4541
0,08
17,0 - 19,0
9,0 - 12,0
Ti:
5xC - 0,7
1
1.4571
0,08
16,5 - 18,5
10,5 - 13,5
2,0 - 2,5
Ti:
5xC - 0,7
1
1.4062
0,03
21,5 - 24,0
1,0 - 2,9
0,45
N:
0,16 - 0,28
N:
0,2 - 0,25
1.4162
0,04
21,0 - 22,0
1,35 - 1,7
0,1 - 0,8
Cu: 0,1 - 0,8
N:
0,05 - 0,2
1.4362
0,03
22,0 - 24,0
3,5 - 5,5
0,1 - 0,6
Cu: 0,1 - 0,6
1.4462
0,03
21,0 - 23,0
4,5 - 6,5
2,5 - 3,5
N:
0,1 - 0,22
N:
0,05 - 0,2
1.4482
0,03
19,5 - 21,5
1,5 - 3,5
0,1 - 0,6
Cu: 1,0
N:
0,2 - 0,3
1.4662
0,03
23,0 - 25,0
3,0 - 4,5
1,0 - 2,0
Cu: 0,1 - 0,8
1.4003
0,03
10,5 - 12,5
0,3 - 1,0
-
1.4016
0,08
16,0 - 18,0
-
-
Ti:
0,1 - 0,6
1.4509
0,03
17,5 - 18,5
-
-
Nb: [3xC+0,3] - 1,0
Ti:
1.4521
0,025
17,0 - 20,0
-
1,8 - 2,5
[4x(C+N)+0,15] - 0,8
2
N:
0,03
1.4621
0,03
20,0 - 21,5
-
-
Nb: 0,2 - 1,0
Cu: 0,1 - 1,0
Note:
1
Il titanio si aggiunge per stabilizzare il carbonio e per migliorare le proprietà
anticorrosione nelle zone termicamente alterate delle saldature. Tuttavia, salvo che
nella fabbricazione di profilati pesanti, l’uso di acciai inossidabili austenitici al Ti è stato
praticamente sostituito dalla rapida disponibilità dei gradi a basso carbonio 1.4307 e
1.4404.
2
La stabilizzazione può essere ottenuta con l’aggiunta di titanio, niobio e zirconio.
Dipendentemente dalla massa atomica di questi elementi e dal contenuto di carbonio e
azoto esiste la seguente equivalenza: Nb (% in massa) = Zr (% in massa) = 7/4 Ti (%in
massa)
17
Tabella 2.2
Valori nominali della tensione di snervamento
e della
tensione ultima
per i comuni acciai inossidabili secondo EN
10088 (N/mm2)
Forme di prodotto
lamiere
nastri laminati a
nastri laminati a
Prodotti lunghi
laminate a
freddo
caldo
e travi profilate
caldo
Spessore nominale
t
t or
250
t 8 mm
t 13,5 mm
t 75 mm
mm
1.4301
230
540
210
520
210
520
190
500
1.4307
220
520
200
520
200
500
175
500
1.4318
350
650
330
650
330
630
-
-
1.4401
240
530
220
530
220
520
200
500
1.4404
240
530
220
530
220
520
200
500
1.4541
220
520
200
520
200
500
190
500
1.4571
240
540
220
540
220
520
200
500
1.4062
530
1
700
1
480
2
680
2
450
650
380
3
650
3
1.4162
530
1
700
1
480
2
680
2
450
650
450
3
650
3
1.4362
450
650
400
650
400
630
400
3
600
3
1.4462
500
700
460
700
460
640
450
3
650
3
1.4482
500
1
700
1
480
2
660
2
450
650
400
3
650
3
1.4662
550
1
750
1
550 4
750 4
480
680
450
3
650
3
1.4003
280
450
280
450
250
5
450
5
260
6
450
6
1.4016
260
450
240
450
240
5
430
5
240
6
400
6
1.4509
230
430
-
-
-
-
200
7
420
3
1.4521
300
420
280
400
280 8
420 8
-
-
1.4621
230
5
400
9
230
8
400
8
-
-
240
7
420
7
I valori nominali di
e
riportati in questa tabella possono essere utilizzati per il progetto di strutture
senza tenere ulteriormente in considerazione gli effetti dell’anisotropia o dell’incrudimento. Per gli
acciai ferritici la, EN 10088-4 riporta valori di
sia in direzione longitudinale che in direzione
trasversale. In questa tabella sono riportati i valori in direzione longituninale che generalmente sono
inferiori a quelli trasversali di circa 20 N/mm2.
1.4621, 1.4482, 1.4062 e 1.4662 sono considerate solo nelle EN 10088-2 e 3.
Barre in 1.4509 sono considerate in EN 10088-3.
4
1
t 6,4 mm
t 13 mm
7
t o
50 mm
5
2
t 10 mm
t 25 mm
8
t 12 mm
3
6
9
t o
160 mm
t o
100 mm
t 6 mm
Gli acciai inossidabili incruditi possono essere specificati secondo i requisiti della
EN 10088 o in termini di valore minimo di snervamento proporzionale allo 0,2 %
(ad esempio condizioni di incrudimento CP350, CP500 ecc) o resistenza a rottura
(ad esempio condizioni di incrudimento C700, C850 ecc), ma si può specificare
uno solo di questi due parametri. Dato che il progetto di strutture si basa quasi
esclusivamente su un valore minimo di resistenza allo snervamento
, la EN
1993-1-4 consente di progettare con acciaio inossidabile incrudito nelle sole
condizioni CP350 e CP500 (Tabella 2.3). Il valore di snervamento caratteristico
viene assunto pari a 350 N/mm2 per il materiale in condizione CP350. Per tenere in
18
considerazione l’asimmetria nel comportamento del materiale incrudito, in quei
casi in cui la sollecitazione di compressione in direzione longitudinale è prevalente
(ad esempio nel funzionamento a colonna o a flessione) la resistenza caratteristica
del materiale nello CP500 va ridotta da 500 a 460 N/mm2 (cfr. 2.2). Un valore
superiore può essere applicato se supportato da prove sperimentali appropriate.
Per condizioni d’incrudimento superiori a CP500, il progetto deve essere
supportato da campagna sperimentale in accordo con il Cap. 10.
Sezioni cave rettangolari sono disponibili in materiale lavorato a freddo con
resistenze intermedie tra CP350 e CP500 con carico di snervamento e carico di
rottura garantiti dal produttore (con carico di snervamento valido in trazione e
compressione).
Tabella 2.3
Valori nominali della tensione di snervamento
e della
tensione ultima
per i comuni acciai inossidabili secondo
EN 10088 incrudite per lavorazione a freddo
Numero
Grado di lavorazione a freddo
dell’acciaio
CP350
CP500
1
1
2
N/mm2
N/mm2
N/mm2
N/mm
1.4301
350
600
460
650
2
1.4318
2
460
650
1.4541
350
600
460
650
1.4401
350
600
460
650
1.4571
350
600
460
650
1 Secondo la EN 10088, la classificazione CP definisce solo il valore di resistenza allo snervamento
proporzionale allo 0,2 %,
. Qualora si utilizzi uno di questi acciai bisogna richiedere in aggiunta una
dichiarazione sulle altre proprietà meccaniche che devono essere in accordo con i valori minimi
(conservative) qui riportati di resistenza ultima,
. In alternativa è possible ricorrere a test su campioni
di materiale.
2
Il grado 1.4318 ha resistenza allo snervamento proporzionale allo 0,2 % pari a 350 N/mm2 allo
stato ricotto, cfr. Tabella 2.2.
Modulo di elasticità
Per il progetto strutturale si raccomanda l’utilizzo di un valore per il modulo di
elasticità pari a 200103 N/mm2 per tutti i gradi di acciaio inossidabile.
La EN 1993-1-4 e la EN 10088-1 forniscono il valore di 200103 N/mm2 per il
modulo di elasticità di tutti i gradi standard austenitici e duplex normalmente
utilizzati nelle applicazioni strutturali. Per i gradi ferritici invece raccomandano
un valore pari a
220103 N/mm2. Le prove sperimentali svolte sugli acciai
ferritici hanno mostrato che un valore del modulo di elasticità pari a
200103 N/mm2 è più appropriato. Probabilmente nella prossima revisione della
EN 1993-1-4 questo valore sarà raccomandato per tutti i gradi di acciaio
inossidabile.
Per la stima delle inflessioni q più appropriato l’utilizzo del modulo secante, cfr
Cap. 6.4.6. Per il coefficiente di Poisson si può prendere un valore pari a 0,3 e per
il modulo di taglio,
ܩ, 76,9103 N/mm2.
19
2.3.2 Sezioni circolari cave
Esistono due riferimenti normativi per le sezioni circolari cave in acciaio
inossidabile che forniscono sia le proprietà tecniche che la composizione chimica:
EN 10296-2
Tubi saldati di acciaio di sezione circolare per utilizzi meccanici e
ingegneristici generali - Condizioni tecniche di fornitura - Parte 2: Tubi di acciaio
inossidabile
EN 10297-2
Tubi senza saldatura di acciaio per utilizzi meccanici e ingegneristici
generali - Condizioni tecniche di fornitura - Parte 2: Tubi di acciaio inossidabile
Non esistono riferimenti normativi equivalenti per sezioni rettangolari cave in
acciaio inossidabile.
Un riferimento normativo europeo per le sezioni strutturali cave in acciaio
inossidabile (sia rettangolari che circolari) per l’impiego nelle costruzioni q in
preparazione. Finché questo non sarà disponibile, per fornire le specifiche di una
sezione cava per impiego nelle costruzioni è convenzione riferirsi alla EN 10088
per specificare la composizione chimica e la resistenza meccanica, mentre per le
tolleranze geometriche si rimanda ai relativi standard per l’acciaio al carbonio.
2.3.3
Elementi per il collegamento
Gli elementi di collegamento in acciaio inossidabile sono contemplati dalla
EN ISO 3506, Elementi di collegamento in acciaio inossidabile resistenti a
corrosione. Le seguenti informazioni fanno riferimento alla prossima revisione
della EN ISO 3506 che dovrebbe essere pubblicata nel corso del 2017. La specifica
indica la composizione chimica e le proprietà per gli elementi di collegamento di
acciai austenitici, martensitici, ferritici e duplex. Sono ammessi materiali
alternativi, non presenti nella specifica, se rispettano i requisiti per le caratteristiche
fisiche e meccaniche ed hanno una resistenza equivalente alla corrosione.
Nelle EN ISO 3506, il materiale per bulloni e dadi è caratterizzato dalla lettera "A"
per gli austenitici, dalla "F" per i ferritici, dalla "C" per i martensitici e dalla “D”
per i duplex. Si consiglia l’utilizzo di elementi di collegamento austenitici o
duplex. La lettera è seguita da un numero (1, 2, 3 4, 5, 6 o 8) che si riferisce al
livello di resistenza alla corrosione: 1 rappresenta il livello con minore durabilità e
8 quello con maggiore durabilità. In Tabella 2.4 sono riportati gli intervalli di
composizione chimica per i bulloni di classe austenitica e duplex; la Tabella 2.5
riporta i gradi di acciai inossidabili utilizzati per realizzare gli elementi di
collegamento delle varie classi.
20
Tabella 2.4
Composizione chimica delle viti per i collegamenti bullonati
(EN ISO 3506)
Composizione chimica a,
Altri
grado
% in peso
elementi/Note
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Cu
N
—
b, c, d
A1
0,12
1,0
6,5
0,020
0,15-0,35
16-19
0,7
5-10
1,75-2,25
—
f, g
A2
0,10
1,0
2,0
0,050
0,03
15-20
—
e
8-19
4
—
5C Ti 0,8
A3
0,08
1,0
2,0
0,045
0,03
17-19
—
e
9-12
1
e/o
10C
Nb 1,0
—
g, h
A4
0,08
1,0
2,0
0,045
0,03
16-18,5
2,0-3,0
10-15
4
—
5C Ti 0,8
e/o
A5
0,08
1,0
2,0
0,045
0,03
16-18,5
2,0-3,0
10,5-14
1
10C
Nb 1,0
h
—
A8
0,03
1,0
2,0
0,040
0,03
19-22
6,0-7,0
17,5-26
1,5
—
Cr+3,3Mo+16N
D2
0,04
1,0
6,0
0,040
0,030
19-24
0,10-1,0
1,5-5,5
3
0,05-0,20
24
j
24 <
D4
0,04
1,0
6,0
0,040
0,030
21-25
0,10-2,0
1,0-5,5
3
0,05-0,30
Cr+3,3Mo+16N j
D6
0,03
1,0
2,0
0,040
0,015
21-26
2,5-3,5
4,5-7,5
—
0,08-0,35
—
D8
0,03
1,0
2,0
0,035
0,015
24-26
3,0-4,5
6,0-8,0
2,5
0,20-0,35
W 1,0
a
valori massimi se non indicato altrimenti.
b
il selenio può essere utilizzato al posto delle zolfo, ma deve essere consentito dalle normative nazionali
c
se il contenuto di nichel è minore dell’ 8 %, deve essere presente manganese con contenuto minimo 5 %.
d
non è specificato un limite inferiore al contenuto di rame sempreché sia presente un contenuto di nichel superiore
all’ 8 %.
e
molibdeno può essere aggiunto a discrezione del produttore. Se per alcune applicazioni è necessario limitarne il
contenuto questo va dichiarato al momento dell’ordine del materiale
f
se il contenuto di cromo è minore di 17 %, il contenuto minimo di nichel deve essere 12 %.
g
per gli austenitici con contenuto di carbonio non superiore allo 0,030 %, l’azoto può essere presente ma non
deve superare lo 0,22 %.
h
il contenuto di carbonio può essere aumentato a discrezione del produttore al fine di ottenere specifiche proprietà
meccaniche su diametri elevati, ma non può superare lo 0,12 % per gli acciai austenitici.
j
questa formula viene utilizzata per la classificazione degli acciai duplex secondo il relativo standard; non deve
essere utilizzata come criterio di selezione della resistenza a corrosione
Tabella 2.5
Gradi di acciaio inossidabile utilizzati nei collegamenti
bullonati
gruppo
ISO
Gradi di acciaio inossidabile
Commenti
3506
utilizzati nei collegamenti
classe
bullonati
A1
1.4570, 1.4305
Per impieghi nei macchinari
1
A2
1.4301, 1.4307
Austenitici base
A3
1.4541, 1.4550
Austenitici base stabilizzati
Austenitico
A4
1.4401, 1.4404
Austenitici aggiunti al molibdeno
A5
1.4571
Austenitici stabilizzati al molibdeno
A8
1.4529, 1.4547
Super austenitici
D2
1.4482, 1.4362
Lean duplex
D4
1.4162, 1.4062
Lean duplex
Duplex
D6
1.4462
Standard duplex
D8
1.4410, 1.4501, 1.4507
Super duplex
1
l’alto contenuto di zolfo abbassa la resistenza a corrosione rispetto ai gradi equivalenti
con contenuto normale di zolfo. Questi gradi vanno utilizzati con cautela
21
In Figura
2.4 è riportato il sistema di designazione ed i livelli di resistenza
disponibili per gli elementi di collegamento austenitici e duplex. I livelli di
resistenza normalmente sono ottenuti per incrudimento e dipendono dal livello di
lavorazione a freddo applicato. La Tabella 2.6 fornisce le proprietà meccaniche di
ciascuna classe di appartenenza. Bulloni austenitici di classe
50 saranno non-
magnetici, ma quelli di classi superiori possono essere leggermente magnetici.
Gruppo
Austenitici
Duplex
Grado
A1 A2a
A3
A4a
A5
A8
D2
D4
D6
D8
70
80
100
Classe
50
70
80
100
Descrizione
ricotto
incrudito
incrudito,
incrudito
incrudito, alta
alta resistenza
resistenza
Nota a: Acciai inossidabili con contenuto di carbonio non superiore a 0,030 % possono avere il suffisso
L in coda alla designazione del grado. Ad esempio
A4L-80.
Figura 2.4
Sistema di designazione per elementi di collegamento in
acciaio inossidabile
Gli elementi di collegamento di classe 50 sono in condizioni non incrudite. In
classe 70 gli elementi di collegamento sono ottenuti da barre per lavorazione a
freddo e dunque sono allo stato incrudito. In classe 80 gli elementi di collegamento
sono ottenuti da barre tramite severa formatura a freddo. La formatura a freddo
delle barre può avere una certa influenza sulla resistenza a corrosione. Per gli
elementi di collegamento di classe 50, ottenuti tramite lavorazioni di officina
piuttosto che tramite formatura, la filettatura è più suscettibile allo strappo, cfr.
11.7.
La resistenza a corrosione degli elementi per il collegamento deve essere almeno
pari a quella degli elementi da collegare, ad esempio per collegare elementi di
grado 1.4301 si possono utilizzare bulloni di grado A2 o superiore ma per collegare
elementi di grado 1.4401 bisogna utilizzare bulloni di grado A4 o superiore.
Per calcolare la resistenza di una vite in trazione, a taglio o sotto una combinazione
di trazione e taglio, il valore di resistenza
da utilizzare per il calcolo è quello
specificato in Tabella 2.6 per l’opportuna classe di resistenza.
Acciai inossidabili austenitici e duplex prodotti e utilizzati in accordo agli standard
non sono suscettibili all’infragilimento da idrogeno. Nelle poche occasioni dove
questo fenomeno si è verificato negli acciai duplex, sono stati a posteriori
riscontrati sia bassi livelli di controllo in produzione che utilizzo in ambienti non
idonei. È necessario verificare il rischio di infragilimento da idrogeno in
componenti ad elevata resistenza come i collegamenti bullonati di classe superiore
alla 80.
22
Tabella 2.6
Valori minimi di resistenza meccanica per viti, dadi, bulloni e
perni in acciaio inossidabile austenitico e duplex
Tensione di
Resistenza
scostamento
Allungamento a
a trazione,
dalla
Gruppo di
Grado
Classe
proporzionalità
rottura
acciaio
m
dello 0,2 %,
MPa
MPa
mm
50
500
210
0,6
d
A1, A2,
70
700
450
0,4
d
A3, A5
80
800
600
0,3
d
50
500
210
0,6
d
70
700
450
0,4
d
Austenitico
A4
80
800
600
0,3
d
100
1000
800
0,2
d
70
700
450
0,4
d
A8
80
800
600
0,3
d
100
1000
800
0,2
d
70
700
450
0,4
d
D2, D4
Duplex
80
800
600
0,3
d
D6, D8
100
1000
800
0,2
d
2.3.4 Tenacità alla frattura
Gli acciai austenitici non hanno transizione duttile-fragile, la loro tenacità si riduce
gradualmente con la temperatura. Per questo motivo sono utilizzati anche in
applicazioni criogeniche. Hanno tenacità adeguata per impieghi a temperature di
servizio fino a
-40°C.
Gli acciai duplex e i ferritici mostrano la transizione duttile-fragile. I gradi duplex
lean hanno tenacità adeguata per impieghi a temperature di servizio fino a
-40°C. I
gradi duplex maggiormente legati, come ad esempio il 1.4462, mostrano una
tenacità anche migliore.
Prove sperimentali hanno mostrato che i gradi ferritici rimangono in regime duttile
alle temperature degli ambienti chiusi. Il grado
1.4003 ha una microstruttura
modificata per innalzare significativamente la tenacità rispetto agli altri gradi
ferritici, per questo motivo q l’acciaio ferritico che è più adatto ad essere utilizzato
in impieghi strutturali per spessori consistenti. Il grado 1.4016 non è raccomandato
per impieghi strutturali in spessori superiori a
3 mm, dove la temperatura di
servizio è al di sotto di 0°C: Per i gradi 1.4509, 1.4521 e 1.4621 lo spessore
massimo raccomandato per impiego al di sotto di 0°C è 2 mm.
Non c’q evidenza della possibilità che l’acciaio inossidabile possa soffrire di
strappo lamellare nello spessore.
2.4
Proprietà fisiche
La Tabella 2.7 fornisce le proprietà fisiche a temperatura ambiente allo stato ricotto
dei gradi riportati nella EN 10088-1 e considerati in questo Manuale. Le proprietà
fisiche possono variare leggermente a seconda della forma e delle dimensioni del
prodotto, ma di solito queste variazioni non sono di rilevante importanza nelle
applicazioni.
23