L'acciaio è principalmente una lega di ferro e carbonio, ma in genere il contenuto di carbonio è inferiore al 2%. Non è molto, ma il carbonio è l'elemento chiave che ne influenza la resistenza e la durezza. L'acciaio inossidabile è una lega contenente ferro, cromo, nichel e talvolta altri elementi come il molibdeno. Il cromo rende l'acciaio inossidabile estremamente resistente alla corrosione.

• Acciaio al carbonio: I componenti principali sono ferro e carbonio, con un contenuto di carbonio che varia solitamente dallo 0,2% al 2,1%. Possono essere presenti anche altri elementi, come manganese, silicio, fosforo e zolfo, in piccole quantità.
• Acciaio inossidabile: È composto principalmente da ferro, carbonio e almeno il 10,5% di cromo (a volte anche nichel). L'aggiunta di cromo è fondamentale perché reagisce con l'ossigeno presente nell'aria formando uno strato denso di ossido di cromo, che conferisce all'acciaio inossidabile le sue proprietà antiruggine e anticorrosione.

Differiscono nelle proprietà

A causa delle differenze di composizione, l'acciaio inossidabile e l'acciaio inox hanno anche proprietà molto diverse. A differenza dell'acciaio comune, l'acciaio inossidabile contiene cromo, che forma uno strato protettivo di ossido che previene la ruggine e la corrosione.

In termini di qualità estetiche, l'acciaio inossidabile è più lucido e moderno dell'acciaio tradizionale. La maggior parte degli acciai al carbonio sono magnetici, il che può essere vantaggioso in determinate applicazioni. Tuttavia, l'acciaio inossidabile, come il 304 o il 316, non è magnetico.

Acciaio VS Acciaio inossidabile: processi di produzione

I processi di produzione dell'acciaio e dell'acciaio inossidabile prevedono diverse fasi di lavorazione per trasformare le materie prime in prodotti finiti. Ecco i processi produttivi critici coinvolti nella produzione di acciaio e acciaio inossidabile:

Processi di produzione dell'acciaio

A. Lavorazione del ferro

Durante questo processo, il minerale di ferro, il coke (carbonio) e i fondenti (calcare) vengono immessi in un altoforno. Il calore intenso fonde il minerale di ferro e il carbonio riduce l'ossido di ferro, producendo ferro fuso, noto come metallo caldo.

B. Produzione di acciaio

Prendiamo come esempio il processo del forno a ossigeno basico (BOF). Il processo BOF prevede il caricamento del metallo fuso dell'altoforno, o DRI, in un contenitore di conversione. Ossigeno ad alta purezza viene insufflato nel contenitore, ossidando le impurità e riducendo il contenuto di carbonio per produrre acciaio.

C. Colata continua

La colata continua consiste nel colare l'acciaio fuso in prodotti semilavorati, come bramme, billette o blumi. Consiste nel versare l'acciaio fuso in uno stampo raffreddato ad acqua e solidificarlo in un filo continuo. Il filo viene quindi tagliato nelle lunghezze desiderate.

D. Formatura e sagomatura

Laminazione: i prodotti semilavorati in acciaio provenienti dalla colata continua vengono laminati in laminatoi a caldo o a freddo per ridurre lo spessore, migliorare la qualità della superficie e raggiungere le dimensioni desiderate.

Forgiatura: la forgiatura è un processo in cui l'acciaio riscaldato viene modellato mediante forze di compressione. È comunemente utilizzata per produrre componenti che richiedono elevata resistenza e durata.

Processi di produzione dell'acciaio inossidabile

A. Produzione di acciaio inossidabile

Fusione: l'acciaio inossidabile viene prodotto fondendo una combinazione di minerale di ferro, cromo, nichel e altri elementi di lega in forni ad arco elettrico o forni a induzione.

Raffinazione: l'acciaio inossidabile fuso viene sottoposto a processi di raffinazione quali la decarburazione con ossigeno ad argon (AOD) o la decarburazione con ossigeno sotto vuoto (VOD) per regolare la composizione, rimuovere le impurità e controllare le proprietà desiderate.

B. Formatura e modellatura

Laminazione a caldo: i lingotti o le lastre di acciaio inossidabile vengono riscaldati e fatti passare attraverso laminatoi a caldo per ridurne lo spessore e trasformarli in bobine, fogli o piastre.

Laminazione a freddo: la laminazione a freddo riduce ulteriormente lo spessore dell'acciaio inossidabile e conferisce le finiture superficiali desiderate. Migliora inoltre le proprietà meccaniche e la precisione dimensionale.

C. Trattamento termico

Ricottura: l'acciaio inossidabile viene sottoposto a ricottura, un processo di trattamento termico, per alleviare le tensioni interne e migliorarne la duttilità, la lavorabilità e la resistenza alla corrosione.

Tempra e rinvenimento: alcuni tipi di acciaio inossidabile vengono sottoposti a processi di tempra e rinvenimento per migliorarne le proprietà meccaniche, come durezza, tenacità e resistenza.

D. Processi di finitura

Decapaggio: le superfici in acciaio inossidabile possono essere decapate in una soluzione acida per rimuovere incrostazioni, ossidi e altri contaminanti superficiali.

Passivazione: la passivazione è un trattamento chimico che aumenta la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile formando uno strato protettivo di ossido sulla superficie.

I processi specifici impiegati possono variare a seconda del tipo di acciaio o di acciaio inossidabile desiderato e dell'applicazione prevista del prodotto finale.

Acciaio VS Acciaio inossidabile: resistenza e durata

La resistenza dell'acciaio dipende principalmente dal suo contenuto di carbonio e di altri elementi di lega, come manganese, silicio e tracce di altri componenti. Gli acciai ad alta resistenza, come gli acciai bassolegati ad alta resistenza (HSLA) e gli acciai ad alta resistenza avanzati (AHSS), sono utilizzati in applicazioni impegnative come la produzione automobilistica e l'edilizia. L'acciaio inossidabile ha generalmente una resistenza inferiore rispetto all'acciaio, ma possiede comunque una resistenza sufficiente per la maggior parte delle applicazioni.

Acciaio VS Acciaio inossidabile: confronto dei costi

In termini di prezzo, l'acciaio è generalmente più economico dell'acciaio inossidabile, il che lo rende una scelta conveniente per molti progetti, poiché l'acciaio inossidabile è più costoso da produrre rispetto all'acciaio, sia in termini di processo produttivo che di composizione.

Acciaio VS Acciaio inossidabile: applicazioni

L'acciaio e l'acciaio inossidabile sono materiali versatili utilizzati in diverse applicazioni in diversi settori. L'acciaio, grazie alla sua resistenza e durevolezza, è comunemente impiegato in progetti edili come ponti, edifici e infrastrutture. È una scelta popolare per i componenti strutturali.

Le proprietà di resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile lo rendono ideale per ambienti in cui l'esposizione a umidità o sostanze chimiche rappresenta un problema. Questo rende l'acciaio inossidabile la scelta ideale per elettrodomestici da cucina, attrezzature per la lavorazione alimentare, dispositivi medici e gioielli.

Nell'industria automobilistica, entrambi i materiali svolgono un ruolo cruciale: l'acciaio viene spesso utilizzato nei telai dei veicoli per la sua resistenza, mentre l'acciaio inossidabile viene utilizzato nei sistemi di scarico per la sua resistenza alle alte temperature e alla corrosione.

Conclusione

La differenza fondamentale tra acciaio normale e acciaio inossidabile èresistenza alla corrosioneMentre l'acciaio normale è resistente ma soggetto a ruggine, l'acciaio inossidabile può resistere alla ruggine grazie alla presenza di cromo, che forma uno strato protettivo di ossido. A seconda dell'applicazione, è possibile scegliere il materiale più adatto per bilanciare prestazioni e costi.