347 Stampi in acciaio inox

Acciaio inox tipo 347 offre prestazioni affidabili alle alte temperature, una forte resistenza alla corrosione intergranulare nelle zone saldate e un buon comportamento nella formatura a freddo per pezzi stampati medio-pesanti; per i progetti che richiedono una resistenza all'ossidazione a lungo termine nella finestra di temperatura compresa tra 400 e 800°C, il 347 è una scelta pratica che bilancia costi e prestazioni.

1. Che cos'è l'acciaio inossidabile 347

Il 347 è un acciaio inossidabile austenitico stabilizzato con niobio (columbium) e tantalio, sviluppato per limitare la precipitazione di carburo di cromo e ridurre la suscettibilità alla corrosione intergranulare nella zona termicamente alterata dei manufatti saldati. Gli ingegneri scelgono il 347 quando si prevede che i pezzi debbano affrontare temperature elevate con riscaldamento ciclico, o quando è richiesta la saldatura senza ricottura in soluzione pesante dopo la saldatura.

2. Composizione chimica, standard e tabella delle specifiche

Il tipo 347 è indicato in tutte le specifiche (AISI/ASTM/UNS) come UNS S34700 (EN 1.4550). Gli stabilizzatori niobio e tantalio legano il carbonio e prevengono l'esaurimento del cromo in prossimità dei confini dei grani. Di seguito sono riportati i limiti di composizione tipici e gli intervalli standard commerciali.

Le fonti e le schede tecniche confermano la chimica di stabilizzazione e i riferimenti alle specifiche.

3. Proprietà meccaniche e termiche

Di seguito sono riportati i valori meccanici rappresentativi a temperatura ambiente e il comportamento a temperatura tipica degli inossidabili 347 prodotti in commercio (normalizzati, in condizione di ricottura in soluzione). I valori variano a seconda del fornitore e della lavorazione; richiedere i certificati della cartiera per le dimensioni critiche del progetto.

Note: la lavorazione a freddo aumenta la resistenza ma riduce la duttilità e può introdurre un leggero magnetismo. In caso di trafilatura a freddo pesante o profonda, può essere necessaria una ricottura intermedia.

4. Comportamento alla corrosione e prestazioni ad alta temperatura

Il 347 resiste all'attacco intergranulare perché il niobio forma preferenzialmente carburi stabili, proteggendo il cromo dalla formazione di carburi di cromo ai bordi dei grani durante il raffreddamento lento. Per i componenti saldati, questa stabilizzazione riduce la sensibilizzazione e il rischio di corrosione associato in servizio. Alle alte temperature, il 347 mantiene la forza e la resistenza all'ossidazione meglio del 304 liscio in molti cicli. Per un'esposizione prolungata al di sopra degli 800°C è necessario seguire alcuni aggiustamenti delle proprietà e le indicazioni del fornitore.

Nota pratica per gli ambienti corrosivi: Il 347 non sostituisce i gradi contenenti molibdeno come il 316 o il 317 quando la resistenza al pitting da cloruro è una priorità. Per esposizioni marine o ad alto contenuto di cloruro, scegliere una lega contenente molibdeno.

5. Perché utilizzare il 347 per i componenti stampati

Vantaggi per gli stampi:

• Buone prestazioni di imbutitura e piegatura per rapporti di formatura moderati, con elevata tenacità e duttilità.

• La stabilizzazione significa che i sottogruppi stampati saldati mostrano una riduzione dell'attacco intergranulare dopo i cicli di saldatura.

• Migliore stabilità dimensionale in servizio a temperature elevate rispetto ai gradi 18-8 non stabilizzati.

Limitazioni:

• Non è resistente alla vaiolatura da cloruro come i gradi contenenti molibdeno.

• La lavorazione tende a essere difficoltosa e richiede utensili più pesanti, come per gli altri acciai austenitici.

6. Raccomandazioni per la formatura e lo stampaggio

Questa sezione fornisce raccomandazioni esplicite e comprovate sul campo che i tecnici di stampaggio utilizzeranno sulla pressa.

Spessore della lastra e gamma di pezzi tipici

• Spessore comune delle lamiere per 347 stampati: Da 0,3 mm a 6,0 mm. Le sezioni più spesse richiedono spesso stampi progressivi o presse transfer con preformatura. Per i pezzi pesanti si considerano gli sbozzi da lamiera e la formatura secondaria.

Distanze degli utensili e geometria del punzone

• Distanza: utilizzare 6-10% dello spessore della lamiera per le operazioni di cesoiatura per ottenere tagli più puliti e una riduzione delle bave. Per lamiere da 1 mm: 0,06-0,10 mm di distanza.

• Raggi di punzonatura: mantenere raggi interni ≥ spessore della lamiera per ridurre al minimo la frattura. Raggi piccoli aumentano il rischio di fessurazione dei bordi nelle leghe austenitiche.

Progettazione e lubrificazione degli stampi

• Le matrici progressive sono consigliate per forme complesse e ad alto volume.

• Utilizzare acciai da utensili robusti con raggi lucidati; il 347 si indurisce moderatamente, quindi la progettazione della spogliarellista deve evitare un eccessivo ritorno elastico.

• Utilizzare lubrificanti commerciali per lo stampaggio adatti all'acciaio inossidabile per ridurre la formazione di galla e l'usura degli utensili.

Limiti di lavorazione a freddo e ricottura

• Il 347 risponde bene alla lavorazione a freddo, ma si indurisce. Per le trafile profonde che superano la riduzione dell'area di 40-50%, includere una fase intermedia di ricottura in soluzione per ripristinare la duttilità. L'intervallo di ricottura tipico e la guida al raffreddamento rapido seguono la sezione del trattamento termico.

Esempio di sequenza di formatura progressiva

1. Tranciatura con gioco fine

2. Piercing e preforme leggere disegnate

3. Rifilatura e stiratura intermedia

4. Disegno finale e flangiatura

5. Ricottura sotto sforzo o in soluzione, se necessario.

Queste fasi riducono al minimo la localizzazione dei ceppi e migliorano la resa della produzione di primo passaggio.

7. Saldatura, trattamento termico e post-lavorazione per i pezzi stampati

Poiché il 347 è stabilizzato, molti gruppi saldati evitano la corrosione intergranulare anche senza ricottura in soluzione post-saldatura. Tuttavia, in caso di servizio critico o quando le parti saranno esposte a cicli di sensibilizzazione, è bene seguire queste pratiche:

• Riempimento di saldatura: utilizzare filo d'apporto stabilizzato in sintonia o austenitico, come il filo compatibile 347. Evitare le cariche che reintroducono la suscettibilità.

• Trattamento termico post-saldatura: la ricottura completa in soluzione a 1010-1193°C (1850-2000°F) seguita da un raffreddamento rapido (di solito tempra in acqua) è lo standard quando è richiesta la massima resistenza alla corrosione. Per molti assemblaggi stampati, è sufficiente un raffreddamento controllato combinato con una corretta selezione delle cariche.

• Distensione: i trattamenti di distensione a bassa temperatura possono ridurre la distorsione, ma non sostituiscono la ricottura in soluzione per il ripristino della corrosione.

Note sulla saldatura: la zona di fusione della saldatura e la zona termicamente influenzata devono essere valutate per verificare la formazione di precipitati di Nb(C,N) in caso di cicli prolungati ad alta temperatura, che possono influire sulle proprietà di creep in caso di servizio estremo. Per le centrali elettriche o le parti critiche per il creep, seguire le indicazioni metallurgiche del fornitore.

8. Finiture superficiali, passivazione, pulizia e placcatura

Finiture comuni per gli stampati:

• Finitura 2B laminata a freddo per pezzi generici

• BA (bright annealed) per superfici riflettenti

• Finitura spazzolata No.4 per componenti di consumo o architettonici

Pulizia post-fabbricazione:

• Il decapaggio e la passivazione rimuovono la colorazione termica e ripristinano il film passivo. Per ottenere i migliori risultati, utilizzare procedure di passivazione nitrica o citrica secondo ASTM A380. Il condizionamento della superficie migliora le prestazioni di corrosione in ambienti umidi.

Elettroplaccatura o rivestimenti:

• Se è necessaria la placcatura, assicurarsi che i cicli di placcatura e il pretrattamento non intrappolino contaminanti o producano infragilimento da idrogeno. L'acciaio inossidabile richiede in genere accurate fasi di attivazione della superficie.

9. Protocolli di controllo della qualità e di ispezione per i pezzi stampati.

La qualità della produzione richiede una combinazione di controlli dimensionali, verifica metallurgica e ispezione dell'integrità superficiale. Controlli consigliati:

• Verifica dei rapporti di prova dei materiali in entrata (MTR) e tracciabilità dei certificati.

• Ispezione dimensionale: primo articolo, SPC in-process e QA finale. Utilizzo di CMM per le geometrie critiche.

• Prove non distruttive: per gli assemblaggi saldati, utilizzare prove penetranti o radiografiche, se applicabili.

• Test metallurgici: quando è richiesta stabilità al calore o servizio ad alta temperatura, richiedere controlli della microstruttura e analisi dei confini dei grani per confermare la stabilizzazione.

• Test di corrosione: Test ASTM A262 o test di corrosione intergranulare personalizzati per condizioni di servizio critiche.

10. Fattori di costo, approvvigionamento, tempi di consegna e lista di controllo degli acquisti

Fattori che determinano il prezzo e la consegna di 347 pezzi stampati:

• Prezzi di mercato delle materie prime: il contenuto di nichel e niobio influenza il costo unitario rispetto al 304.

• Spessore e larghezza della lastra: le bobine più grandi presentano vantaggi unitari.

• Complessità degli stampi: l'ammortamento progressivo degli stampi influenza il costo per pezzo per le produzioni a basso volume.

• Finitura superficiale e post-lavorazione: Finitura BA, passivazione, placcatura aumentano i costi.

• Certificazione e test: i certificati e i test di metallurgia richiesti aggiungono tempo e costi.

Lista di controllo per gli acquirenti:

• Confermare i requisiti del grado UNS/EN e del certificato di laminazione.

• Specificare la finitura superficiale e le tolleranze richieste con GD&T.

• Fornire il volume di produzione previsto e i tempi di consegna richiesti.

• Chiarire l'ambito della saldatura o dell'assemblaggio se il fornitore fornisce sottogruppi.

• Richiedete un campione di ispezione del primo articolo (FAI) con la documentazione completa.

11. Tabella decisionale comparativa: 347 vs. gradi austenitici comuni

Utilizzare questa tabella per abbinare rapidamente la scelta del grado ai requisiti di servizio.

12. Applicazioni tipiche e brevi note di caso

• Componenti di scarico e forni in cui è richiesta una resistenza intermittente alle alte temperature e all'ossidazione.

• Parti di caldaie e scambiatori di calore in cui la stabilizzazione riduce la corrosione intergranulare dopo la saldatura.

• Raccordi per tubazioni petrolchimiche ad alta temperatura e flange stampate quando la saldatura è frequente.

Nota di caso: nella ristrutturazione di impianti di generazione di energia, gli stampati 347 sono utilizzati per i collari delle lamiere dei tubi e per i condotti, dove sono richieste sia la precisione di formatura che la stabilità alle alte temperature. I fornitori spesso forniscono pezzi grezzi ricotti per limitare il trattamento termico in officina.

13. Lista di controllo pratica per la progettazione dello stampaggio (per ingegneri e acquirenti)

• Fornire stampe di modelli piatti e l'orientamento finale dei pezzi per il layout degli utensili.

• Specificare i raggi minimi e la profondità massima di imbutitura per ogni caratteristica

• Dichiarare gli obiettivi di trazione e di snervamento richiesti e gli eventuali limiti di lavorazione a freddo.

• Identificare le superfici che necessitano di finiture smerigliate o di tolleranze ristrette.

• Chiarire se è necessario un trattamento termico finale o una passivazione dopo lo stampaggio o la saldatura.

14. Tabelle dei parametri di processo e delle tolleranze tipiche

Tabella A: Distanze e raggi di punzonatura consigliati

Tabella B: Tolleranze tipiche ottenibili (stampo progressivo ad alto volume)

Nota: le tolleranze dipendono dallo spessore, dalle dimensioni del pezzo e dalla capacità della pressa.

15. Considerazioni ambientali, di riciclaggio e di sostenibilità

Il 347 contiene un contenuto di leghe più elevato, come nichel e niobio, che aumenta il valore di riciclaggio. I flussi di rottami inossidabili sono maturi; specificare l'inclusione dei certificati della cartiera per le dichiarazioni di contenuto riciclato se è richiesta la certificazione di sostenibilità. Il riciclo riduce i costi del ciclo di vita e supporta la produzione circolare.

16. Domande frequenti (FAQ)

1. Posso usare il 347 per pezzi molto disegnati e profondi?
   Sì per molte applicazioni. Per estrazioni estreme, includere ricotture intermedie; consultare il costruttore dello stampo e il fornitore per i rapporti di estrazione massimi raccomandati.

2. Il 347 è un buon sostituto del 316 nel servizio ad alto tenore di cloruro?
   Il n. 316 contiene molibdeno che offre una migliore resistenza alla vaiolatura indotta dai cloruri. Per gli ambienti marini, utilizzare leghe 316 o superiori.

3. È necessaria la ricottura post-saldatura per i gruppi stampati 347?
   Spesso non è necessario a causa della stabilizzazione, ma quando la resistenza alla corrosione è fondamentale, si raccomanda una ricottura in soluzione seguita da un raffreddamento rapido.

4. Quali finiture superficiali potete fornire su 347 stampati?
   Le finiture standard includono 2B, BA e No.4. Sono disponibili lucidatura ed elettrolucidatura personalizzate. Specificare la finitura e il valore Ra nel PO.

5. In che modo il lavoro a freddo influisce sulle proprietà meccaniche?
   La lavorazione a freddo aumenta la resistenza e la durezza, riducendo la duttilità. Prevedere l'eventuale ritorno elastico e le fasi di ricottura se è necessaria un'elevata formabilità.

6. Il 347 è magnetico dopo la formatura?
   Generalmente non è magnetico in condizioni di ricottura, ma può mostrare un leggero magnetismo quando viene lavorato pesantemente a freddo.

7. Quali certificazioni devo richiedere al frantoio?
   Richiedete i certificati di prova della cartiera (MTR), la conferma del grado UNS, le registrazioni dei trattamenti termici e le analisi chimiche per i pezzi critici del progetto.

8. Il 347 può essere galvanizzato o verniciato a polvere?
   Sì. Un pretrattamento e una passivazione adeguati sono essenziali per ottenere l'adesione e una lunga durata.

9. Quali materiali per utensili sono consigliati per lo stampaggio in grandi quantità di 347?
   Utilizzare acciai per utensili temprati con finiture superficiali lucide e robusti sistemi di sverniciatura per ridurre al minimo la formazione di galli. Sostituire o ricondizionare gli utensili in base ai cicli di usura.

10. Il 347 richiede uno stoccaggio o una manipolazione speciale?
    Conservare in condizioni pulite e asciutte, separato dall'acciaio al carbonio per evitare contaminazioni incrociate e macchie. Se è richiesta una finitura estetica, fornire una pellicola protettiva.

17. Come MWalloys supporta il vostro progetto di stampaggio dell'acciaio inossidabile 347

MWalloys fornisce 347 bobine grezze e lamiere stabilizzate, fornisce servizi di progettazione di utensili e stampi progressivi e offre una tracciabilità completa con certificati di fabbrica. Offriamo il vantaggio del prezzo di fabbrica 100% e opzioni di fabbricazione personalizzate, tra cui trattamento termico, passivazione e assemblaggio. Per le quotazioni inviare i disegni, le finiture richieste, i volumi e le finestre di consegna. Prepareremo un rapporto DFM dettagliato e una ripartizione dei costi degli utensili.

18. Raccomandazioni tecniche finali

• Per gli stampati saldati ad alta temperatura che necessitano di una buona resistenza alla corrosione intergranulare, selezionare il 347 e chiedere all'acquirente di specificare se è obbligatoria la ricottura completa in soluzione.

• Per gli ambienti carichi di cloruri, scegliere invece i gradi a base di Mo.

• Fornite una collaborazione tempestiva di DFM con il vostro fornitore di stampi per ottimizzare la durata dello stampo e il costo per pezzo.