L’analisi chimica degli acciai duplex e super-duplex è un elemento chiave per garantire la qualità e le prestazioni di questi materiali nel settore industriale. La norma ASTM E1086 rappresenta uno degli standard di riferimento più utilizzati per l’analisi della composizione chimica degli acciai mediante spettrometria di emissione atomica a scintilla. Questo metodo di analisi offre una misurazione precisa degli elementi presenti in campioni di acciaio, permettendo di soddisfare i requisiti normativi e garantire la conformità del materiale alle specifiche tecniche richieste. Il Laboratorio S.M.T. ha sviluppato un metodo interno accreditato per ampliare sia il range degli elementi normati, che il numero di elementi chimici da analizzare.

Cosa sono gli acciai inossidabili, duplex e super-duplex

Gli acciai inossidabili, duplex e super-duplex sono leghe di ferro, cromo, nichel e altri elementi che forniscono una combinazione di resistenza alla corrosione e proprietà meccaniche superiori. Gli acciai duplex e super-duplex, in particolare, offrono una microstruttura a due fasi, composta da ferrite e austenite, che conferisce loro una maggiore resistenza meccanica e alla corrosione rispetto agli acciai inossidabili tradizionali.

Acciai inossidabili

Gli acciai inossidabili sono leghe di ferro e cromo con una resistenza elevata alla corrosione, dovuta principalmente alla presenza di uno strato passivante di ossido di cromo che si forma sulla loro superficie. A seconda della composizione chimica, gli acciai inossidabili possono essere suddivisi in austenitici, ferritici e martensitici, ognuno con caratteristiche specifiche.

Acciai duplex

Gli acciai duplex sono caratterizzati da una microstruttura costituita al 50% da austenite e 50% da ferrite. Questa composizione bilanciata offre una resistenza meccanica superiore rispetto agli acciai inossidabili austenitici, oltre a una migliore resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti aggressivi.

Acciai super-duplex

Gli acciai super-duplex sono una versione potenziata degli acciai duplex, con una composizione chimica che include una maggiore quantità di molibdeno e azoto. Questi elementi migliorano ulteriormente la resistenza alla corrosione e le proprietà meccaniche, rendendo gli acciai super-duplex particolarmente adatti per applicazioni in ambienti marini o altamente corrosivi.

Norma ASTM E1086: uno strumento fondamentale per l’analisi degli acciai

La norma ASTM E1086 è uno standard internazionale utilizzato per l’analisi chimica degli acciai mediante spettrometria di emissione atomica a scintilla. Questo metodo di analisi permette di identificare con precisione la composizione degli elementi in campioni di acciaio, fornendo dati critici per il controllo qualità e la caratterizzazione dei materiali.

Cos’è la spettrometria di emissione atomica a scintilla?

La spettrometria di emissione atomica a scintilla è una tecnica analitica utilizzata per determinare la composizione elementare di materiali metallici. Durante l’analisi, una scintilla elettrica viene generata tra il campione e l’elettrodo, causando l’eccitazione degli atomi nel campione. Questi atomi emettono luce a lunghezze d’onda caratteristiche, che vengono registrate e analizzate per determinare la concentrazione di ciascun elemento.

Procedura di analisi ASTM E1086

Preparazione del campione

Il primo passo nell’analisi ASTM E1086 è la preparazione del campione. Il campione viene tagliato e lavorato fino ad ottenere una superficie piana e pulita, priva di ossidazione o contaminanti. È fondamentale che il campione sia sufficientemente grande da garantire una corretta analisi.

Generazione della scintilla e rilevamento della luce

Una volta che il campione è pronto, viene posizionato sotto l’elettrodo della spettrometria a scintilla. Una scintilla elettrica viene generata tra il campione e l’elettrodo, causando l’eccitazione degli atomi presenti nel campione. Ogni elemento chimico emette luce a una specifica lunghezza d’onda quando viene eccitato, e lo spettrometro rileva queste emissioni di luce per identificare gli elementi presenti e determinarne la concentrazione.

Analisi e interpretazione dei dati

I dati ottenuti durante l’analisi vengono confrontati con valori di riferimento per verificare la conformità del materiale agli standard richiesti. Le concentrazioni di elementi come cromo, nichel, molibdeno, manganese e altri sono fondamentali per garantire che l’acciaio soddisfi i requisiti di resistenza alla corrosione e alle sollecitazioni meccaniche.

Vantaggi dell’analisi ASTM E1086 per gli acciai duplex e super-duplex

L’analisi degli acciai duplex e super-duplex secondo la norma ASTM E1086 offre numerosi vantaggi, tra cui:

Precisione elevata

La spettrometria di emissione a scintilla è in grado di rilevare con grande precisione le concentrazioni di elementi anche in quantità molto basse, garantendo risultati altamente affidabili per il controllo della qualità.

Rapida esecuzione

Il metodo ASTM E1086 consente di ottenere risultati rapidi, rendendolo ideale per l’analisi di routine nei processi di produzione, dove il tempo è un fattore critico.

Adattabilità a vari tipi di acciaio

L’analisi secondo la norma ASTM E1086 può essere applicata non solo agli acciai inossidabili, ma anche agli acciai duplex e super-duplex, offrendo un metodo versatile per il controllo della qualità in vari settori industriali.

Ulteriori prove chimiche e meccaniche suggerite

Oltre all’analisi chimica degli acciai secondo la norma ASTM E1086, ci sono altre prove che possono essere eseguite per valutare ulteriormente le proprietà del materiale, come la resistenza meccanica, la resistenza alla corrosione e il comportamento a temperature elevate.

Prove di resistenza alla trazione

Questa prova misura la resistenza alla trazione del materiale, cioè la forza necessaria per romperlo sotto carico. È fondamentale per valutare la robustezza degli acciai inossidabili e duplex.

Prove di durezza (Rockwell, Brinell, Vickers)

Le prove di durezza servono a misurare la resistenza del materiale a deformazioni plastiche permanenti, come graffi o ammaccature. Gli acciai duplex e super-duplex devono dimostrare un’elevata durezza per essere utilizzati in condizioni estreme.

L’analisi chimica degli acciai inossidabili, duplex e super-duplex secondo la norma ASTM E1086 è un passaggio essenziale per garantire che questi materiali soddisfino le rigide specifiche tecniche richieste dall’industria moderna. La spettrometria di emissione atomica a scintilla offre una misurazione precisa e rapida della composizione chimica, fondamentale per il controllo della qualità e la caratterizzazione dei materiali. Quando combinata con altre prove meccaniche e di resistenza alla corrosione, l’ASTM E1086 diventa un potente strumento per assicurare la longevità e la prestazione degli acciai in numerose applicazioni critiche.

FAQ

Cos’è la norma ASTM E1086?

La norma ASTM E1086 è uno standard utilizzato per l’analisi chimica degli acciai mediante spettrometria di emissione atomica a scintilla. Questo metodo fornisce dati precisi sulla composizione elementare dei materiali.

Quali elementi vengono analizzati con ASTM E1086?

Gli elementi tipicamente analizzati includono cromo, nichel, molibdeno, manganese, carbonio, silicio, rame, fosforo e zolfo, inoltre, S.M.T. ha sviluppato un metodo interno per aumentare  il numero di elementi (ad esempio tungsteno, niobio,etc) e anche il range quantitativo degli elementi presenti nella norma.

A cosa serve l’analisi degli acciai duplex e super-duplex?

L’analisi di questi acciai serve a garantire la resistenza meccanica e la resistenza alla corrosione, fondamentali per applicazioni in ambienti aggressivi.

Quali altre prove possono accompagnare l’ASTM E1086?

Alcune prove comuni includono la resistenza alla trazione, la durezza e i test di resistenza alla corrosione.

Gli acciai super-duplex sono più resistenti degli acciai duplex?

Sì, gli acciai super-duplex hanno una composizione chimica ottimizzata che li rende più resistenti alla corrosione e più forti rispetto agli acciai duplex standard.