La produzione di acciaio inossidabile lavorato è un processo in più fasi: i rottami di acciaio vengono fusi, quindi fusi in una forma solida lavorabile; l'acciaio solidificato viene formato, trattato termicamente, pulito e lucidato per soddisfare le specifiche desiderate. Infine, l'acciaio inossidabile finito viene confezionato e spedito ai produttori.
Fusione e colata
L'acciaio e i metalli di lega vengono caricati in un forno ad arco elettrico. Una volta nel forno, il metallo viene riscaldato a una temperatura specifica superiore al suo punto di fusione, solitamente superiore a 2800 °F. A causa delle temperature estreme, della precisione e dei grandi volumi richiesti per la produzione di acciaio, la fase di fusione richiede generalmente dalle 8 alle 12 ore. Durante questa fase, i tecnici dell'acciaio controllano regolarmente la temperatura del bagno e la composizione chimica. Dopo che la lega di acciaio è completamente fusa, la miscela viene raffinata. Il gas argon e l'ossigeno vengono pompati nel forno, dove convertono alcune impurità in gas e ne fanno formare scorie per una facile rimozione. L'acciaio raffinato viene fuso in forme pronte per la macchina, tra cui blumi (rettangoli), billette (rotonde o quadrate), lastre, barre e tubi tondi.
Formando
La laminazione a caldo avviene al di sopra della temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio. La maggior parte dell'acciaio fuso è formato dalla laminazione a caldo: la lastra, il blumo o la billetta vengono riscaldati e fatti passare attraverso enormi rulli, che allungano l'acciaio in una forma più lunga e sottile. Ogni lastra viene trasformata in un foglio, una piastra o una striscia, mentre i blumi e le billette vengono trasformati in fili e barre. La laminazione a freddo viene utilizzata quando sono richieste dimensioni più precise o una lucentezza superficiale superiore. Si verifica al di sotto della temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio. La laminazione a freddo utilizza ruote di piccolo diametro con una serie di ruote di supporto per creare fogli lisci e larghi di acciaio inossidabile per tolleranze ravvicinate.
Trattamento termico
Il trattamento termico rafforza l'acciaio inossidabile laminato mediante la ricristallizzazione della microstruttura deformata. La maggior parte dell'acciaio inossidabile viene trattata termicamente mediante ricottura: l'acciaio inossidabile viene riscaldato a una temperatura esatta superiore alla sua temperatura di cristallizzazione e raffreddato lentamente in condizioni controllate. Questo processo allevia le tensioni interne e ammorbidisce l'acciaio inossidabile. La temperatura di ricottura, il tempo e la velocità di raffreddamento hanno tutti un impatto sulle proprietà dell'acciaio completo.
Decalcificazione
Un pezzo laminato di acciaio inossidabile acquisisce uno strato di "scaglia di laminazione" ossidata, che deve essere lavata via per ripristinare una finitura superficiale lucida. La scaglia di laminazione viene solitamente rimossa tramite mezzi chimici come l'elettropulizia e il decapaggio. Nel decapaggio, l'acciaio inossidabile viene immerso in un bagno di acido nitrico-fluoridrico. L'elettropulizia utilizza un catodo e acido fosforico per far passare una corrente sulla superficie dell'acciaio inossidabile. Entrambi i processi decalcificano efficacemente la superficie. Il metallo decalcificato viene rifinito con un risciacquo con acqua ad alta pressione, lasciando una finitura brillante e lucida.
Taglio
L'acciaio inossidabile viene tagliato in una forma e dimensione specificate. La maggior parte del taglio viene eseguita meccanicamente: l'acciaio inossidabile può essere tranciato con coltelli circolari, segato con lame ad alta velocità o tranciato con punzoni. A volte vengono utilizzati metodi alternativi come il taglio a fiamma, al plasma e a getto d'acqua.
Finitura
Gli acciai inossidabili possono essere realizzati con un'ampia varietà di finiture superficiali. La finitura superficiale scelta non è puramente estetica: alcune finiture rendono l'acciaio inossidabile più resistente alla corrosione, più facile da pulire o più facilmente utilizzabile nella produzione. Il tipo di finitura è determinato dall'applicazione prevista. Le finiture superficiali sono il risultato combinato di processi di fabbricazione e metodo di finitura. Laminazione a caldo, ricottura e descagliatura producono una finitura opaca. Laminazione a caldo seguita da laminazione a freddo su rulli di lucidatura produce una finitura brillante, mentre una combinazione di laminazione a freddo, ricottura e lucidatura con una superficie fine crea una superficie riflettente. Una serie di attrezzature per molatura, lucidatura, lucidatura e sabbiatura viene utilizzata per la finitura delle superfici in acciaio inossidabile.
Indurimento del lavoro
L'incrudimento è il processo di rafforzamento del materiale tramite deformazione. Gli acciai inossidabili si induriscono rapidamente nel complesso, con la velocità esatta determinata dal grado specifico. Gli acciai austenitici si induriscono più facilmente di altri gradi.
Controllo di qualità e ispezione
Ci sono controlli in corso di lavorazione durante la fabbricazione e la fabbricazione di acciai inossidabili, ma questo non è sufficiente per soddisfare gli standard qualitativi internazionali. Prima di essere spedito, ogni lotto di acciaio inossidabile deve essere sottoposto a test chimici e meccanici per garantire che soddisfi le specifiche desiderate. I test meccanici misurano la capacità fisica di un acciaio inossidabile di resistere a carichi, sollecitazioni e impatti. I test meccanici includono i test di trazione, Brinell e tenacità descritti sopra nelle proprietà meccaniche. I test chimici verificano la chimica esatta di un campione prima di certificare il grado di acciaio inossidabile. I test chimici vengono solitamente eseguiti tramite analisi spettrochimica non distruttiva. La resistenza alla corrosione è di particolare importanza per gli acciai inossidabili. Le acciaierie testano e misurano la resistenza alla corrosione con test in nebbia salina: più a lungo l'acciaio rimane intatto dalla corrosione dopo l'esposizione alla nebbia salina, maggiore è la resistenza alla corrosione.
Produzione
Gli acciai inossidabili sono un materiale molto utile utilizzato per produrre una vasta gamma di prodotti. La maggior parte dell'acciaio inossidabile viene spedita a un produttore, dove subisce un'ulteriore formatura, trattamento termico, lavorazione e saldatura per formare un prodotto particolare. Gli acciai inossidabili sono spesso utilizzati per produrre componenti per l'industria automobilistica, navale, aeronautica e della ristorazione, tra molti altri.
