L’economia globale è stata gravemente perturbata negli ultimi due anni dalla pandemia di COVID, i colli di bottiglia logistici, l’aumento dei prezzi dell’energia e ora la guerra in corso in Ucraina. Ciò ha costretto molte aziende a cambiare la metodologia di approvvigionamento di acciaio ed altri metalli poiché i canali di approvvigionamento tradizionali sono stati profondamente colpiti da queste crisi. Ma non è così facile cambiare fornitore da un giorno all’altro. Diversi sistemi di qualità dell’acciaio in Europa e in altre aree geografiche possono generare confusione quando si acquista o si vende acciaio. In questo articolo esamineremo le classificazioni dei gradi di acciaio più utilizzate prima di fornire una tabella di equivalenza del grado di acciaio.
Spiegazione generale degli standard di qualità dell’acciaio e perché esistono
In realtà, il “problema” della complessità dell’equivalenza dei gradi di acciaio deriva dal fatto che quasi ogni paese ha sviluppato un sistema di standardizzazione diverso, che a sua volta attribuisce nomi diversi agli acciai con composizione e proprietà fisiche simili. Diversi sistemi di standardizzazione utilizzano anche designazioni diverse in diverse edizioni. Oltre a questo, i produttori e i fornitori privati a volte creano i propri standard, il che aggiunge ulteriore confusione.
Ma in primo luogo, che cosa è un grado di acciaio?
Un grado di acciaio è una classificazione di vari acciai in base alla loro composizione e proprietà fisiche. Due diversi tipi di acciaio si comportano in modo diverso e sono finalizzati a scopi diversi.
Ci sono oltre 3.500 diversi tipi di acciaio (il 75% dei quali non esisteva 20 anni fa). Questi gradi possono essere suddivisi in quattro principali categorie di materiali:
- Acciaio al carbonio – Acciaio più comunemente usato. È costituito principalmente da ferro (Fe), <1% di carbonio (C) e tracce di altri metalli. Il carbonio è presente in tutto l’acciaio ed è il principale elemento di indurimento di esso. Più dell’ 1% di carbonio rende il materiale fragile. In generale, maggiore è il contenuto di carbonio, più difficile è l’acciaio al carbonio da lavorare.
- Acciaio legato – L’acciaio legato è realizzato aggiungendo elementi aggiuntivi nella produzione. Più comunemente vengono aggiunti nichel (Ni), rame (Cu), cromo (Cr) e/o alluminio (Al). Questi elementi cambiano le proprietà fisiche e chimiche del metallo.
- Acciaio inossidabile – Gli acciai inossidabili (originariamente chiamati acciai rustless) sono tecnicamente un acciaio legato, costituito da 10-20% di cromo (Cr). Il cromo crea un rivestimento protettivo, che impedisce la corrosione. Ciò rende l’acciaio inossidabile perfetto per costruzioni esterne, apparecchiature elettriche e materiali utilizzati in ambienti rivolti al cliente, grazie al suo aspetto “pulito”.
- Acciaio per utensili – Gli acciai per utensili sono utilizzati per trapani e macchine per tagliare, coltelli e così via. Queste leghe hanno in genere una resistenza al calore molto elevata e, nel complesso, una buona durata. In combinazione con la loro conservazione della forma, questo li rende adatti per un uso intensivo.
Queste quattro categorie descrivono i tipi più comuni di acciaio, tuttavia sono troppo ampie per chi le vuole acquistare, vendere e utilizzare l’acciaio per scopi specifici. Ci sono migliaia di diversi tipi di acciaio in ogni categoria di materiale, e tutti hanno bisogno della loro classificazione e nome di grado unico per essere adeguatamente separati.
Cinque standard nazionali più popolari in Europa per i tipi di acciaio
In questo articolo, abbiamo incluso i cinque standard nazionali più popolari, che si possono incontrare quando si fanno acquisti di acciaio in Europa: EN, DIN, AFNOR, UNI, SAE.
Ci sono molti altri standard, ma la regola generale è che ogni acciaio è contrassegnato con una combinazione unica di lettere e numeri, di solito a partire con l’abbreviazione dello standard utilizzato, continuando con delle lettere che descrivono le proprietà chimiche e meccaniche specifiche del metallo.
Per esempio EN S235JR è lo standard europeo un acciaio non legato da costruzione con una composizione chimica unica (C≤0,17, MN≤01,40, P≤0,035, S≤0,035, N≤0,12, Cu≤0,55) e proprietà meccaniche specifiche. Se si volesse vendere questo acciaio in Germania, sarebbe meglio convertirlo allo standard equivalente tedesco, identificato con DIN St37-2.
A volte si verificano sovrapposizioni in composizioni simili. Il consiglio è quello di utilizzare le seguenti informazioni come guida e di controllare sempre le proprietà di entrambi gli standard quando si ricercano acciai molto specifici.
Una breve introduzione agli standard e come vengono utilizzati.
Useremo due acciai come comparazione attraverso i vari standard:
Europe EN
La norma EN Steel è una norma europea che specifica i requisiti per un prodotto o un processo.
I sistemi di designazione utilizzati nelle norme EN descrivono più comunemente le diverse proprietà del metallo con la seguente struttura:
- S… significa Acciaio strutturale, E… è acciaio di ingegneria, P… – Recipiente a pressione, L… – Acciaio per costruzione di condotte, B… – Acciaio da rinforzo, Y… – Precompressione, R… – Acciaio per rotaie, H… – Acciai laminati piatti laminati a freddo con maggiore resistenza, D… – Prodotti piatti in acciai morbidi per rilavorazione a freddo.
- .235…, .275… e così via indicano il carico di snervamento in MPa (megapascals) per il più piccolo intervallo dimensionale.
- …JR.., …J0.., …K2.., descrivono la resilienza Charpy con intaglio a V (…J0.. sarebbe 0°C, …N.. Significa non inferiore a -20°C, …NL.. Non è inferiore a -50°C, ecc.).
- Le opzioni del cliente includono …C.. (grado adatto per formatura a freddo), …Z..(Grado con proprietà migliorate perpendicolari rispetto alla superficie)
*Da notare che lettere diverse hanno significati differenti in base alla posizione nella designazione.
Esempio:
Germania DIN
Le specifiche DIN per l’acciaio sono standard tedeschi sviluppati dal “Deutsches Institut für Normung“, che significa “Istituto tedesco per la standardizzazione”.
Le specifiche DIN sono una combinazione di lettere e numeri che, molto spesso (ma non sempre), rappresentano la composizione chimica. In alcuni casi i fornitori utilizzano vecchie denominazioni oppure lo stesso standard DIN include numeri di serie. Quando non siamo in questi due casi, la struttura dell’acciaio è la seguente:
- N… – normalizzazione, TS…. – resistenza a trazione, U… – senza trattamento termico, TM… -termomeccanicamente – laminato e altri…
- La seconda combinazione di simboli mostra gli elementi di lega e la loro quantità. Ad esempio, .Mo6… significa lega di molibdeno, .B… – Lega di boro, e così via…
* I numeri non sono rappresentazioni esatte. Per ottenere una rappresentazione esatta è necessario moltiplicare il contenuto medio per il coefficiente dell’elemento, descritto di seguito:
*Da notare che lettere diverse hanno significati differenti in base alla posizione nella designazione.
Esempio:
Francia AFNOR
Lo standard francese AFNOR è utilizzato principalmente nei paesi francofoni e dalle aziende che lavorano con loro.
Lo standard utilizza una combinazione unica di lettere e numeri per nominare ogni grado di acciaio. Quando non viene utilizzato un numero di serie, la struttura più comune è:
- La prima lettera rappresenta il tipo di acciaio (ad esempio Z significa acciaio inossidabile).
- I numeri in seguito esprimono 100 volte il contenuto di carbonio, quindi le lettere mostrano i principali elementi di lega (C per Cr, N per Ni, ecc.)
- L’indicazione seguente esprime 4 volte il contenuto percentuale del primo materiale nell’elenco
- Le proprietà meccaniche includono A – Allungamento minimo, J – Resilienza Charpy con intaglio a V, ecc.
- Le designazioni per il trattamento termico includono +AR – finito laminato a caldo, +CR – Laminato a freddo, +N – normalizzato, +M – Laminazione Termomeccanica, +U – Non trattato, ecc.
*Da notare che lettere diverse hanno significati differenti in base alla posizione nella designazione.
Italia UNI
UNI sta per Ente Nazionale Italiano di Unificazione, associazione che svolge servizi normativi in Italia. La designazione UNI per l’acciaio e le leghe di alluminio è simile alle denominazioni EN e ISO. Nel corpo del testo, quindi, indica la composizione chimica per la designazione di acciaio e leghe.
USA SAE/AISI
SAE (Society of Automotive Engineers) stava lavorando in parallelo con AISI verso la standardizzazione dei gradi di acciaio. I sistemi sono stati uniti in un sistema congiunto denominato gradi di acciaio AISI/SAE.
Gli acciai al carbonio e gli acciai legati sono spesso designati con un numero a quattro cifre, per cui la prima cifra indica gli elementi di lega principali, la seconda cifra indica gli elementi di grado superiore e le ultime due cifre indicano la quantità di carbonio, in centesimali della percentuale dell’elemento. Ad esempio, un acciaio 1060 è un acciaio al carbonio normale contenente 0,60% di Carbonio.
