di Riccardo Guariento • 9 settembre 2024
Differenze tra AISI 309 e AISI 310: Acciai Inossidabili Resistenti alle Alte Temperature
Gli acciai inossidabili AISI 309 e AISI 310 sono entrambi materiali di alta qualità, noti per la loro eccellente resistenza alle alte temperature, all’ossidazione e alla corrosione. Pur avendo composizioni chimiche simili, le loro caratteristiche specifiche li rendono adatti a usi diversi in applicazioni industriali critiche. In questo articolo, analizzeremo in dettaglio le loro principali differenze, esplorando la composizione chimica, le proprietà meccaniche e le applicazioni tipiche di ciascun grado.
1. Composizione Chimica
Sia AISI 309 che AISI 310 sono acciai inossidabili austenitici appartenenti alla serie 300, caratterizzati dalla presenza di cromo (Cr) e nichel (Ni) come elementi principali che conferiscono resistenza all’ossidazione e alla corrosione.
AISI 309:
- Cromo (Cr): 22,0 – 24,0%
- Nichel (Ni): 12,0 – 15,0%
- Carbonio (C): 0,08% max
- Manganese (Mn): 2,0% max
- Silicio (Si): 1,0% max
AISI 310:
- Cromo (Cr): 24,0 – 26,0%
- Nichel (Ni): 19,0 – 22,0%
- Carbonio (C): 0,25% max
- Manganese (Mn): 2,0% max
- Silicio (Si): 1,5% max
La differenza principale nella composizione chimica tra i due materiali risiede nei livelli di cromo e nichel. L’AISI 310 contiene una quantità maggiore di entrambi gli elementi, il che gli conferisce una resistenza superiore all’ossidazione e alla corrosione rispetto all’AISI 309, soprattutto a temperature elevate.
2. Proprietà Meccaniche e Fisiche
AISI 309:
- Resistenza a trazione: 585 MPa
- Limite di snervamento: 310 MPa
- Allungamento: 40%
- Densità: 7,90 g/cm³
- Conduttività termica: 15,9 W/m·K
- Coefficiente di espansione termica: 15,9 µm/m·K
AISI 310:
- Resistenza a trazione: 620 MPa
- Limite di snervamento: 310 MPa
- Allungamento: 40%
- Densità: 7,90 g/cm³
- Conduttività termica: 14,2 W/m·K
- Coefficiente di espansione termica: 15,9 µm/m·K
Resistenza alle alte temperature:
Entrambi gli acciai sono ideali per applicazioni a temperature elevate. Tuttavia, l’AISI 310, con una maggiore concentrazione di nichel e cromo, offre una resistenza leggermente superiore in ambienti estremi, con temperature operative continue fino a 1150°C, rispetto ai 1000°C per l’AISI 309. L’AISI 310 è preferito in applicazioni dove il rischio di ossidazione a temperature molto alte è maggiore.
Conduttività termica e espansione:
La conduttività termica dell’AISI 310 è inferiore rispetto all’AISI 309, il che lo rende meno soggetto alla conduzione del calore, caratteristica vantaggiosa nelle applicazioni di isolamento termico. Entrambi i materiali mostrano un simile coefficiente di espansione termica.
3. Resistenza alla Corrosione
La resistenza alla corrosione è una delle proprietà più importanti degli acciai inossidabili. In generale, AISI 310 offre una resistenza superiore rispetto all’AISI 309, in particolare nelle atmosfere contenenti zolfo o gas ossidanti. Il più alto contenuto di cromo nell’AISI 310 aiuta a prevenire la formazione di ossidi e migliora la resistenza a corrosione in ambienti estremi come forni e inceneritori.
Tuttavia, per applicazioni a temperature più basse o in ambienti meno aggressivi, AISI 309 può essere sufficiente e rappresentare una soluzione più economica.
4. Applicazioni
AISI 309:
L’AISI 309 è spesso utilizzato in applicazioni che richiedono una resistenza moderata alle alte temperature e all’ossidazione. Alcuni esempi includono:
- Parti di forni industriali.
- Componenti per inceneritori.
- Attrezzature per trattamento termico.
AISI 310:
Grazie alla sua superiore resistenza a temperature elevate, l’AISI 310 viene utilizzato in ambienti molto più estremi. Applicazioni comuni includono:
- Rivestimenti per forni.
- Condotti di scarico di gas caldi.
- Scambiatori di calore ad alte temperature.
- Componenti di turbine a gas e vapore.
5. Lavorabilità e Saldabilità
Entrambi gli acciai AISI 309 e AISI 310 hanno una buona lavorabilità e possono essere formati e saldati con facilità. Tuttavia, l’alto contenuto di nichel e cromo dell’AISI 310 può rendere il processo di saldatura leggermente più impegnativo, richiedendo elettrodi o riempitivi specifici per garantire una buona qualità delle giunzioni saldate. Inoltre, a causa della loro struttura austenitica, entrambi i materiali mantengono una buona tenacità anche a basse temperature.
Riassumendo:
La scelta tra AISI 309 e AISI 310 dipende principalmente dalle condizioni operative specifiche dell’applicazione. Se si necessita di una resistenza a temperature estremamente elevate e una maggiore protezione dall’ossidazione, l’AISI 310 è la scelta migliore grazie alla sua maggiore quantità di cromo e nichel. Tuttavia, in applicazioni meno esigenti in termini di temperatura, l’AISI 309 può offrire prestazioni adeguate a un costo inferiore.
In sintesi:
- AISI 309: Ideale per applicazioni che richiedono una resistenza all’ossidazione e alla corrosione a temperature elevate fino a 1000°C.
- AISI 310: Preferibile per condizioni più estreme, con resistenza fino a 1150°C e superiore protezione dalla corrosione.
Entrambi i materiali sono fondamentali per una vasta gamma di applicazioni industriali, ma la scelta ottimale dipenderà sempre dall’ambiente specifico in cui verranno utilizzati