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Acciai Martensitici

Gli acciai inossidabili martensitici sono principalmente composti da Cromo con una percentuale del 11,5-18% e da piccole quantità di altri elementi come il Molibdeno con percentuale del 0,2-1.5% e Nickel con una percentuale non superiore al 2,5% mentre la percentuale di Carbonio può variare da un minimo di 0,08% ad un massimo di 1,20%. Grazie alla loro capacità di indurirsi se sottoposti ad opportuni trattamenti termici vengono usati in tutti quegli impieghi dove sono necessari durezza e ottime caratteristiche meccaniche.
Gli acciai comunemente usati sono:
  • AISI410 ( X12Cr13 ) Acciaio semi-martensitico di riferimento impiegato dove sono richieste durezze e caratteristiche meccaniche medie e una elevata lavorabilità per deformazione sia a freddo che a caldo. Viene usato principalmente per la costruzione di viti autofilettanti, forbici,  parti di strumenti di misura e raggi di cicli e moto inoltre risulta saldabile e trafilabile.
  • AISI416 ( X12CrS13 ) Acciaio martensitico derivato dall’AISI410 dove l’aggiunta di zolfo consente una notevole lavorabilità per asportazione di truciolo usato principalmente per la costruzione di minuterie metalliche tornite o fresate.
  • AISI420 ( X40Cr14 ) Acciaio martensitico impiegato in sostituzione AISI410 dove si desiderano oltre alla durezza anche elevate caratteristiche meccaniche usato principalmente per la costruzione di ingranaggi, alberi per pompe, corpi valvola, molle e stampi per materie plastiche.
  • AISI431 ( X16CrNi16 ) Acciaio martensitico con la più alta resistenza alla corrosione pur mantenendo una buona durezza usato principalmente per la costruzione di giranti per pompe, coclee di estrusione e nell’industria alimentare in genere. Si consiglia dopo la saldatura di eseguire un rinvenimento prolungato di distensione.
  • AISI440 ( X65CrMo14 ) Acciaio martensitico con la più alta durezza viene impiegato dove sono richieste ottime resistenze all’usura e allo sfregamento e medie resistenze meccaniche a causa della sua fragilità. Viene  usato principalmente per la costruzione di strumenti chirurgici, dischi per affettatrici e nella coltelleria industriale ad alte prestazioni.

Criteri di scelta

Vantaggi:

  • Elevate caratteristiche meccaniche innalzabili con opportuni trattamenti termici.
  • Elevata durezza superficiale.
  • Buona resistenza all’usura.
  • Buona resistenza alle sollecitazioni a fatica.
  • Permeabilità magnetica elevata, tipica dei materiali ferromagnetici.
Svantaggi:
  • Modesta resistenza alla corrosione se paragonati agli altri acciai inossidabili.
  • Modesta tenacità soprattutto a temperature inferiori o prossime allo zero.
  • Bassa attitudine alla saldatura che se eseguita richiede particolari accorgimenti.
  • Gli acciai a lavorabilità migliorata presentano una elevata capacità di essere lavorati mediante asportazione di truciolo ma offrono una bassa resistenza alla corrosione.

Acciai Ferritici

Gli acciai inossidabili ferritici sono principalmente composti da Cromo con una percentuale del 14-28% e da Nickel con una percentuale non superiore al 1,5% mentre la percentuale di Carbonio rimane al di sotto del 0,10%. Questi acciai inossidabili vengono usati soprattutto nelle applicazioni ad alte temperature in quanto sono molto resistenti all’ossidazione a caldo fino a 1200°C. Inoltre presentano una buona resistenza all’usura e alla corrosione sotto tensione. Le loro caratteristiche meccaniche sono modeste e non sono inalzabili con trattamenti termici o con operazioni di incrudimento. Hanno un costo inferiore rispetto agli acciai austenitici a causa del basso tenore di Nickel e quindi vengono usati, in sostituzione degli acciai austenitici, nelle applicazioni dove sono richieste discrete resistenze alla corrosione e ottima lavorabilità per deformazione a freddo a costi contenuti.
Gli acciai comunemente usati sono:
  • AISI430   ( X8Cr17 ) Acciaio ferritico di riferimento di maggior impiego. Presenta una elevata lavorabilità per deformazione a freddo e una buona resistenza alla corrosione tale da essere usato in alternativa agli acciai austenitici. Resiste bene all’azione dei componenti solforosi anche a temperature elevate. Viene usato soprattutto nel vasellame da cucina in genere e per piccoli particolari poco sollecitati meccanicamente nell’industria automobilistica.
  • AISI430F ( X10CrS17 ) Acciaio ferritico derivato dall’AISI430 dove l’aggiunta di zolfo consente una notevole lavorabilità per asportazione di truciolo usato principalmente per la costruzione di minuterie metalliche tornite o fresate nell'industria automobilistica.
  • AISI434   ( X6CrMo1701 ) Acciaio ferritico stabilizzato derivato dall’AISI430 dove l’aggiunta di Molibdeno consente di aumentare la resistenza alla corrosione atmosferica anche in presenza di sali e cloruri viene impiegato per particolari nell’industria automobilistica.
  • AISI446   ( X20CrMn2401 ) Acciaio ferritico con il piu alto contenuto di Cromo che conferisce una elevata resistenza all’ossidazione a caldo  fino a 1200’C però con modeste caratteristiche meccaniche viene usato per la costruzione di camere di combustione,  recuperatori di calore e nell’industria petrolifera in genere.

Criteri di scelta

Vantaggi:

  • Elevata resistenza all’ossidazione a caldo fino a 1200°C per i tipi contenenti alte percentuali di Cromo.
  • Buona formabilità a freddo.
  • Buona resistenza all’usura.
  • Buona resistenza alla corrosione sotto tensione.
  • Permeabilità magnetica elevata, tipica dei materiali ferromagnetici.
Svantaggi:
  • Caratteristiche meccaniche mediocri non inalzabili con trattamenti termici o con operazioni meccanche di incrudimento. 
  • Modesta tenacità sopratutto a temperature inferiori o prossime allo zero.
  • Bassa attitudine alla saldatura.
  • Gli acciai a lavorabilità migliorata presentano una elevata capacità di essere lavorati mediante asportazione di truciolo ma offrono una bassa resistenza alla corrosione.
  • Gli acciai stabilizzati presentano, rispetto a quelli convenzionali, una elevata resistenza alla corrosione sotto tensione anche in ambienti contenenti cloruri e inoltre una elevata formabilità a freddo accompagnata da una buona saldabilità.

Acciai Austenitici Cr-Ni

Gli acciai inossidabili austenitici al cromo-nickel sono principalmente composti da cromo con una percentuale del 16-20% e da nickel con una percentuale del 6-12% mentre le percentuale di carbonio rimane al di sotto del 0,15%. La struttura a base austenitica gli permette di avere una ottima resistenza alla corrosione che solo durante le fasi di saldatura viene compromessa a causa della precipitazione dei carburi di cromo. Per evitare questo inconveniente si consiglia di effettuare un processo di solubilizzazione  tale da riportare i carburi di cromo in soluzione oppure di scegliere acciai con una percentuale di carbonio inferiore allo 0,03% o di scegliere acciai stabilizzati ossia contenenti Titanio o Niobio.
Gli acciai comunemente usati sono:
  • AISI302 ( X10CrNi1809 ) Acciaio austenitico conosciuto come 18/8 con buone doti di resistenza alla corrosione. Viene usato soprattutto nel vasellame da cucina e nelle posate in genere. Prima del suo impiego e dopo la saldatura deve essere sottoposto a trattamento di solubilizzazione.
  • AISI303 ( X10CrNiS1819 ) Acciaio austenitico derivato dall’AISI302 dove l’aggiunta di zolfo consente una notevole lavorabilità per asportazione di truciolo mentre la resistenza alla corrosione diminuisce. Viene usato principalmente dove non sono richiesti processi di saldatura ed in particolari lavorati su macchine ad alta produzione con scarse esigenze anticorrosive come per esempio nella costruzione di viterie e raccorderie in genere nel settore automobilistico.
  • AISI304 ( X5CrNi1810 ) Acciaio austenitico di riferimento di maggiore utilizzo nel settore industriale con ottime doti di resistenza alla corrosione e buona lavorabilità per deformazione a freddo. Viene usato nell’industria alimentare in genere e nella costruzione di viteria e bulloneria di buona qualità.
  • AISI304L ( X2CrNi1811 ) Acciaio austenitico derivato dall’AISI304 dove la riduzione della percentuale di carbonio lo rende insensibile ai riscaldi locali dovuti alla saldatura ed è quindi particolarmente resistente alla corrosione intercristallina. Viene usato per l’esecuzione di particolari saldati in genere.
  • AISI321 ( X6CrNiTi1811 ) Acciaio austenitico stabilizzato dove l’aggiunta di Titanio lo rende insensibile ai riscaldi locali dovuti alla saldatura ed è quindi molto resistente alla corrosione intercristallina.Viene usato nell’industria petrolifera e nell'industria chimica.
  • AISI347 ( X6CrNiNb1811 ) Acciaio austenitico stabilizzato dove l’aggiunta di Niobio lo rende insensibile ai riscaldi locali dovuti alla saldatura ed è quindi molto resistente alla corrosione intercristallina.Viene usato per la costruzione di strutture saldate in impianti chimici con particolari esigenze.

Criteri di scelta

Vantaggi:

  • Elevata resistenza alla corrosione.
  • Elevata resistenza allo scorrimento viscoso.
  • Elevata tenacità anche a temperature molto basse vicine allo zero assoluto.
  • Elevate caratteristiche di formabilita a freddo.
  • Elevata saldabilità.
  • Buone caratteristiche meccaniche inalzabili solo tramite operazioni di incrudimento.
  • Buona resistenza all’usura.
  • Buona resistenza alle sollecitazioni a fatica.
  • Permeabilità magnetica molto bassa quasi simile al vuoto che puo solo inalzarsi a seguito di incrudimento per deformazione plastica a freddo.
Svantaggi:
  • Scarsa resistenza alla corrosione sotto tensione in ambienti contenenti cloruri.
  • Sensibili alla corrosione intergranulare.
  • Gli acciai a lavorabilità migliorata presentano una elevata capacità di essere lavorati mediante asportazione di truciolo ma offrono una mediocre resistenza alla corrosione.
  • Gli acciai stabilizzati presentano una ottima saldabilità e resistenza alla corrosione intergranulare.

Acciai Austenitici Cr-Ni-Mo

Gli acciai inossidabili austenitici al cromo-nickel-molibdeno sono principalmente composti da Cromo con una percentuale del 16-26%, da Nickel con una percentuale del 10-23% e da Molibdeno con una percentuale del 2-3% mentre le percentuale di Carbonio rimane al di sotto del 0,03%. La struttura a base austenitica gli permette di avere una ottima resistenza alla corrosione e la scarsa sensibilità agli intagli, soprattutto alle basse temperature, gli permette di resistere a sollecitazioni a fatica anche in ambienti criogenici.
Gli acciai comunemente usati sono:
  • AISI316 ( X8CrNiMo1712 ) Acciaio austenitico dove l’aggiunta di molibdeno gli consente di avere una ottima resistenza alla corrosione localizzata e quindi di venire impiegato a contatto con svariati acidi e reagenti chimici anche alle alte temperature. Viene usato soprattutto nell’industria farmaceutica e alimentare.
  • AISI316L ( X2CrNiMo1712 ) Acciaio austenitico derivato dall’AISI316 dove la riduzione della percentuale di Carbonio lo rende insensibile ai riscaldi locali dovuti alla saldatura ed e quindi molto resistente alla corrosione intercristallina tale da venire impiegato a contatto con svariati acidi e reagenti chimici sopratutto in strutture saldate. Viene usato nell’industria chimica e farmaceutica.
  • AISI316LN ( X2CrNiMoN1813 ) Acciaio austenitico stabilizzato derivato dall’AISI316L dove con l’aggiunta di Niobio le caratteristiche meccaniche e chimiche risultano migliorate. Viene usato per gli stessi impieghi del tipo AISI316L  ma specialmente dove vengono richieste caratteristiche meccaniche piu elevate.
  • AISI316Ti ( X6CrNiMoTi1712 ) Acciaio austenitico stabilizzato derivato dall’AISI316 dove la riduzione della percentuale di Carbonio e l’aggiunta di Titanio lo rende insensibile ai riscaldi locali dovuti alla saldatura e quindi la resistenza alla corrosione è molto elevata. Viene usato nell’industria chimica.
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