A cura di Fondazione Promozione Acciaio

Gli acciai austeno ferritici (di seguito duplex) sono una famiglia di tipologie che unisce alla buona resistenza alla corrosione l’elevata resistenza meccanica e la semplicità nella lavorazione. Le loro proprietà fisiche sono intermedie rispetto agli acciai inossidabili austenici e quelli ferritici ma tendono ad essere più simili a quelle dei ferritici e degli acciai al carbonio. Tutti gli acciai duplex hanno una resistenza alla criccabilità da tensocorrosione significantemente superiore agli acciai inossidabili austenici della serie 300. Essi presentano inoltre una resistenza meccanica significativamente superiore rispetto ai gradi austenici, mantenendo allo stesso tempo una buona duttilità e tenacità. Gli acciai duplex vengono usati sempre di più in campo strutturale, ad esempio nella costruzione di ponti e grandi coperture, in particolare dove la necessità di sopportare carichi elevati sposa quella di preservare la struttura dalla corrosione per la presenza di un ambiente salino.

The Helix Bridge, Singapore

La Normativa Italiana, NTC 2008, consente l’utilizzo degli acciai inossidabili come materiali per uso strutturale. In particolare al capitolo 11:

11.3.4.8 Acciai inossidabili

Nell’ambito delle indicazioni generali di cui al secondo comma del § 11.3.4.1. (Generalità), è consentito l’impiego di acciaio inossidabile per la realizzazione di strutture metalliche…….OMISSIS……permanendo tutte le altre regole relative alla qualificazione (§ 11.3.1) ed al controllo (§11.3.4.10)…OMISSIS

NewDoha International Airport, Quatar

L’aspetto che più di ogni altro contraddistingue il terminal è proprio il suo tetto ondulato di circa 195.000 mq per un totale di 1.600 t di acciaio. Molti fattori sono stati presi in considerazione nella scelta del tipo di acciaio da impiegare. Il principale fu la vicinanza dell’aeroporto al mare, inoltre la copertura doveva resistere non solo al calore e all’umidità tipica del Medio Oriente, ma anche alla corrosione marina. Altri fattori determinanti nella scelta includono i costi ed un adeguato rapporto resistenza / peso.

Monumento “To those brave men”, Omaha Beach

Gli acciai inossidabili duplex hanno una microstruttura bifasica (uguali proporzioni di austenite e di ferrite). Il primo acciaio duplex fu prodotto in Svezia nel 1930. La prima generazione di acciai duplex fu molto usata nell’industria del processo (recipienti, scambiatori di calore, pompe, ecc), ma presentava alcune limitazioni in condizioni saldate.

Nel 1968 avvenne il processo di affinamento dell’acciaio inossidabile che diede luogo all’introduzione sul mercato di nuovi acciai inossidabili. Tra questi si trova la nuova generazione di acciai inossidabili duplex, nati dall’uso dell’azoto come elemento lega, con un diffuso impiego nelle pipeline e nelle applicazioni di processo in piattaforme offshore: l’elevata resistenza di questi acciai consente infatti la riduzione degli spessori di parete e quindi del peso delle piattaforme.

Oggi l’ulteriore sviluppo degli acciai duplex ha portato a cinque gruppi di prodotti:

• Acciai lean duplex (denominazione europea EN 1.4362 -1.4482-1.4162-1.4062-1.4655)
• Acciai duplex standard (denominazione europea EN 1.4462)
• Acciai duplex al 25% Cr (denominazione europea EN 1.4507)
• Acciai superduplex 25-26% Cr con Mo e N (denominazione europea EN 1.4410-1.4501-1.4477)
• Acciai hyper duplex (acciai inossidabili duplex alto legati)

In aggiunta a questi gruppi esistono le fusioni in acciai inossidabili duplex (denominazione europea EN 1.4463).

Gli acciai duplex hanno un’elevata resistenza alla corrosione, sia in ambienti fortemente acidi sia in ambienti caustici; questa è una caratteristica che viene subito intuita dai progettisti. Una proprietà invece molto meno conosciuta degli acciai duplex è l’eccellente comportamento meccanico, ovvero l’elevata resistenza meccanica del materiale.

La somma delle citate proprietà: elevata resistenza alla corrosione e ottime proprietà meccaniche, fa degli acciai duplex un ottimo materiale per ponti e strutture marine, tra i quali possiamo citare il ponte Stonecutters  Bridge a Hong Kong ed il Helix Bridge a Singapore.

Il primo costruito con 200 t di lamiere e tubi in acciaio duplex tipo EN 1.4462 (2205). Il secondo è un ponte pedonale a Marina Bay, dove sono stati utilizzati due membrature tubolari a spirale di acciaio duplex che simboleggiano la struttura del DNA. La doppia elica e le strutture di supporto usano rispettivamente tubi e lamiere EN 1.4462 (2205) per un totale di 570 t.

Stonecutters Bridge, Hong Kong