grippaggio senza precedenti del Austenitico 316L dopo l’indurimento superficiale con Expanite
ASTM G98 test di grippaggio
Definita dalla norma come “una grave forma di usura caratterizzata da trasferimento di materiale localizzato e macroscopico, rimozione o formazione di sporgenze superficiali quando due superfici solide subiscono uno scorrimento relativo sotto carico”, la galla, il grippaggio o usura adesiva, è un problema diffuso per gli acciai inossidabili, di cui la serie morbida 300 è notoriamente soggetta.
Nell’intento di incrementare il proprio database di dati tecnici, Expanite® ha recentemente condotto il metodo di prova standard ASTM G98 per la resistenza al grippaggio dei materiali su AISI 316L, con e senza trattamento superficiale Expanite.
Test standard ASTM G98 per la resistenza al grippaggio
Questo test standardizzato prevede che un bottone cilindrico venga fatto ruotare di 360° contro un blocco fermo sotto una forza normale. Dopo la rotazione, le superfici di contatto vengono ispezionate visivamente per verificare l’eventuale presenza di grippaggio. Il carico viene gradualmente aumentato fino a quando non si osserva la formazione di grippaggio, stabilendo così la soglia di sollecitazione della galla. La tabella seguente elenca l’entità della formazione di grippaggio osservata dopo un test con carico crescente su entrambe le superfici, quella nativa auto-accoppiata (non trattata) e quella auto-accoppiata SuperExpanite® indurita in AISI 316L (1.4404).
Indurimento superficiale con SuperExpanite
Il processo SuperExpanite20 (NC) è stato utilizzato in questo studio per dimostrare l’eccellente miglioramento della resistenza al grippaggio ottenibile con la soluzione di indurimento superficiale Expanite. Questo risultato può essere ottenuto grazie all’aumento della durezza superficiale fino a 10 volte, mantenendo o addirittura migliorando la resistenza alla corrosione dell’AISI 316L. La famiglia di processi SuperExpanite (NC) consiste in due fasi principali.
La prima è ExpaniteHigh-T, che ricuce il materiale del nucleo e fornisce una maggiore durezza fino a 1 mm di profondità, rispetto al nucleo. La seconda fase, ExpaniteLow-T, crea uno strato di conversione di austenite espansa (soluzione solida di grandi quantità di atomi di azoto disciolti interstizialmente che occupano i fori ottaedrici del reticolo FCC) che fornisce una durezza superficiale di 1200HV.
La profondità dello strato indurito può variare da 10μm a 15μm e da 20μm a 30μm, a seconda del prodotto Expanite. Il profilo di durezza di una lega EN 1.4404 (AISI 316L) trattata con SuperExpanite20 (NC) è illustrato nella Figura 1.
Figura 1.: Profilo di durezza SuperExpanite20 (NC) su lega 1.4404 (curva di potenza adattata per guidare l’occhio).
Il grippaggio è stato attenuato oltre la resistenza allo snervamento
I risultati dei test sono riassunti nella Tabella 1. Nella Figura 2 le foto dimostrano la notevole resistenza al grippaggio offerta dalla tecnologia proprietaria di indurimento superficiale SuperExpanite. Nell’immagine in alto, le superfici 316L non trattate possono essere viste con una grave formazione di galla in presenza di sollecitazioni normali relativamente basse, nell’intervallo di 3,4-13,8 MPa (0,5-2,0 ksi).
In una coppia di accoppiamenti con due superfici dello stesso tipo trattate con SuperExpanite
(mostrato nell’immagine in basso), la formazione di galla è quasi completamente attenuata oltre il limite di snervamento del materiale (alla pressione di contatto di 276MPa o 40ksi)! I segni visibili sono semplicemente un effetto della lucidatura delle superfici di prova.
Table 1.: ASTM G98 test results
Pressure (MPa)
Pressure (ksi)
Untreated surface
SuperExpanite® treated surface
3.4
0.5
Minor
None
7
1
Major
None
14
2
Major
None
34
3
Major
None
276
40
Major
None
Una soluzione senza precedenti ai problemi di grippaggio
Steven Budinski, proprietario dei Bud Labs (Rochester, NY), dove è stato condotto il test, ha dichiarato: “Non ho mai visto una soluzione simile al grippaggio del 316L in tanti anni di test tribologici”. Il processo brevettato che ha prodotto questi risultati è noto come SuperExpanite.
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Il nostro trattamento unico è adatto a un’ampia gamma di acciai inossidabili austenitici, ferritici, martensitici e duplex, nonché ad alcune superleghe a base di nichel. La tecnologia di indurimento superficiale di Expanite, innovativa e rispettosa dell’ambiente, si basa su ricerche all’avanguardia; pertanto, i vostri pezzi possono essere trattati con tempi di consegna estremamente brevi (pochi giorni), mai visti prima nell’ambito della tempra superficiale dell’acciaio inossidabile.
Figura 2.: Superficie delle controparti dopo il test ASTM G98 per i campioni 316L non trattati (in alto) e SuperExpanite® induriti (in basso).
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