Composizione Chimica e Caratteristiche Metallurgiche

Gli acciai inossidabili austenitici sono leghe Fe-Cr-Ni con struttura cristallina cubica a facce centrate (CFC), stabile a temperatura ambiente grazie all'azione austenitizzante del nichel (e in parte di azoto e manganese).

Composizione tipica (famiglia AISI 300):

ElementoFunzione metallurgicaRange tipicoCromo (Cr)Formazione film passivo Cr₂O₃, resistenza a corrosione16–26%Nichel (Ni)Stabilizzatore di fase austenitica6–22%Carbonio (C)Aumenta resistenza, ma rischio sensibilizzazione0,02–0,08% (max 0,15%)Molibdeno (Mo)Resistenza a pitting/corrosione da cloruri0–4%Manganese (Mn)Austenitizzante secondario, sostituto parziale Ni1–2% (fino 15% in serie 200)Azoto (N)Austenitizzante, aumenta resistenza meccanica0,05–0,20%Titanio/Niobio (Ti, Nb)Stabilizzanti anti-precipitazione carburitracce (gradi stabilizzati)

Gradi più comuni in cantiere/officina:

• AISI 304 / 304L — general purpose, L = basso carbonio (<0,03%)

• AISI 316 / 316L — con Mo, resistenza a cloruri e ambienti aggressivi

• AISI 321 — stabilizzato al Ti, alte temperature

• AISI 347 — stabilizzato al Nb/Ta

• AISI 310 / 310S — alto Cr-Ni, resistenza a alte temperature (fino 1150°C)

Problematiche Metallurgiche in Saldatura

1. Sensibilizzazione / corrosione intergranulare — tra 450–850°C il carbonio precipita come carburi di cromo (Cr₂₃C₆) ai bordi grano, impoverendo il Cr locale → usare gradi L o stabilizzati, limitare apporto termico

2. Fessurazione a caldo (hot cracking) — favorita da bassa % di ferrite delta; obiettivo: 3–8% FN (Ferrite Number) nel metallo d'apporto

3. Distorsioni — coefficiente di dilatazione termica ~1,5x superiore all'acciaio al carbonio, conducibilità termica inferiore → maggiore controllo dell'apporto termico

4. Interpass temperature — mantenere generalmente ≤150°C per limitare precipitazioni e distorsioni

Procedure di Saldatura Applicabili

TIG / GTAW (procedimento 141)

Processo di elezione per l'austenitico, specie su spessori sottili e per la radice.

• Corrente: DC- (elettrodo negativo)

• Elettrodo: tungsteno toriato (WT20) o al lantano (WL15/WL20)

• Materiale d'apporto: bacchette ER308L / ER316L (a seconda del base metal), stesso criterio di basso carbonio

• Vantaggi: cordone pulito, minimo apporto termico, ottima qualità estetica e metallurgica

MIG/MAG (procedimento 131/135)

Per spessori medio-alti e produttività maggiore.

• Modalità: spray arc o pulsato (preferibile per limitare apporto termico e spruzzi)

• Filo: ER308LSi / ER316LSi (Si maggiorato per migliore bagnabilità)

• Polarità: DC+ (elettrodo positivo)

Elettrodo rivestito / SMAW (procedimento 111)

Per interventi in cantiere, riparazioni, posizioni disagiate.

• Elettrodo: rivestimento basico o rutilico, es. E308L-16/17, E316L-16/17

• Corrente: DC+ generalmente, alcuni rivestimenti anche AC

Gas di Protezione

ProcessoGasComposizioneNoteTIGArgon puroAr 100%Standard, protezione stabile arcoTIG (alta produttività)Ar-HeAr + 25–75% HeMaggiore apporto termico, penetrazioneTIG (root/backing)Argon o Ar-H₂Ar 100% / Ar + 2–5% H₂Formazione gas su rovescio cordone (contro ossidazione radice)MIG/MAGAr-CO₂Ar 97,5–98% + CO₂ 2–2,5%Miscela tipica per spray/pulsato su inoxMIG/MAG (alternativa)Ar-O₂Ar 98–99% + O₂ 1–2%Migliora bagnabilità, minor rischio carburazione rispetto a CO₂ altaMAG (evitare)CO₂ puro—Sconsigliato: rischio carburazione e perdita resistenza a corrosione

Nota tecnica: per la radice, quando non è possibile il backing con gas inerte, si raccomanda purga con Argon per evitare ossidazione (sugaring) sul rovescio del cordone, particolarmente critica su impianti alimentari, farmaceutici e chimici.