L'acciaio Corten (acciaio resistente agli agenti atmosferici) è ampiamente utilizzato nell'edilizia, nei ponti, nei trasporti e in altri campi grazie alle sue eccellenti prestazioni autoprotettive. Tuttavia, diversi standard internazionali hanno formulato diversi gradi di acciaio Corten, tra cui ASTM A588 (standard americano), EN 10025-5 S355J2W (standard europeo) e GB/T 4171 Q355NH (standard cinese) sono i più diffusi. Le differenze nelle proprietà meccaniche (resistenza allo snervamento, resistenza agli urti) e nella resistenza alla corrosione tra questi gradi influiscono direttamente sulla selezione del progetto, sulla durata di servizio e sul controllo dei costi. Questo articolo confronterà sistematicamente questi indicatori di prestazione chiave per fornire un riferimento chiaro per i clienti stranieri.
Proprietà meccaniche del grado A588
| GRADO | SPESSORE | KSI A TRAZIONE | RENDIMENTO KSI | % ALLUNG. MINIMO | |
| 8" | 2" | ||||
| A588 | .75"FINO A 4" | 70MIN | 50 YP MIN | 16 | 19 |
| >DA 4" A 4" | 67MIN | 46 ANNI MIN | - | ||
| >DA 5" A 8" | 63MIN | 42 ANNI MIN | |||
Proprietà meccaniche della piastra S355J2W+N
|
Forza di snervamento |
Resistenza alla trazione |
Allungamento minimo A (Lo=5.65 vSo) % |
|
355MPa |
510 - 680 MPa |
20 |
Proprietà meccaniche diQ355NH
| Grado | Proprietà meccanica Q355NH | |||
| Resistenza allo snervamento (MPa) | Resistenza alla trazione (MPa) | % Allungamento min | ||
| Cina GB/T 4171 Q355NH | 325-355 | 490-630 | 20 | |
1. Confronto delle proprietà meccaniche
Le proprietà meccaniche sono la garanzia di base per la sicurezza strutturale dell'acciaio Corten e gli indicatori chiave includono la resistenza allo snervamento (la sollecitazione minima che il materiale può sopportare senza deformazione permanente) e la resilienza all'urto (la capacità di resistere alla frattura sotto carico improvviso). Quello che segue è un confronto dettagliato dei tre gradi:
1.1 Limite di snervamento
La resistenza allo snervamento determina la-capacità di carico dei componenti in acciaio Corten. I tre gradi appartengono tutti all'acciaio Corten a media e alta-resistenza, ma esistono lievi differenze nei requisiti minimi di resistenza allo snervamento:
ASTM A588 (standard americano): Il limite di snervamento minimo è maggiore o uguale a 345 MPa (50 ksi). È diviso in più sottoclassi- (come Gr.A, Gr.K) e i requisiti di resistenza allo snervamento dei diversi sottoclassi- sono coerenti, differendo principalmente nel contenuto di impurità e negli elementi di affinamento del grano (come Gr.K contiene Nb/V per ottimizzare la struttura del grano).
EN 10025-5 S355J2W (Norma Europea): Il limite di snervamento minimo è maggiore o uguale a 355 MPa, ovvero 10 MPa superiore a A588. Il "355" nel grado rappresenta direttamente il valore minimo del limite di snervamento e lo standard ha un controllo rigoroso sull'intervallo di fluttuazione del limite di snervamento per garantire la stabilità della capacità portante strutturale.
GB/T 4171 Q355NH (standard cinese): Il limite di snervamento minimo è maggiore o uguale a 355 MPa, che è lo stesso di S355J2W. Rispetto alla vecchia versione del Q345NH, il carico di snervamento è stato aumentato di 10 MPa e le prestazioni meccaniche complessive sono allineate agli standard avanzati internazionali.
1.2 Resistenza all'Impatto
La resistenza agli urti è particolarmente critica per i progetti in ambienti a bassa-temperatura, poiché determina la resistenza del materiale alla frattura fragile. I tre gradi presentano evidenti differenze nella temperatura di impatto e nei requisiti energetici di impatto:
ASTM A588: lo standard richiede test di impatto a 0 gradi e l'energia di impatto minima è maggiore o uguale a 27 J. Per progetti in regioni più fredde (come -20 gradi), i sottoclassi ad alta-tenacità-devono essere personalizzati e il grado predefinito non è adatto per ambienti con temperature estremamente basse.
EN10025-5 S355J2W: "J2" nel grado indica che il test di impatto viene eseguito a -20 gradi e che l'energia di impatto minima è maggiore o uguale a 27 J. Ha una resistenza alle basse temperature migliore rispetto al grado predefinito di A588 ed è adatto per la maggior parte delle regioni temperate e fredde d'Europa.
GB/T 4171 Q355NH: Lo standard richiede test di impatto a -20 gradi e l'energia di impatto minima è maggiore o uguale a 34 J, che è superiore a A588 e S355J2W. Ha eccellenti prestazioni alle basse-temperature ed è particolarmente adatto per progetti in regioni molto fredde come la Cina settentrionale.
2. Confronto della resistenza alla corrosione
La resistenza alla corrosione dell'acciaio Corten dipende principalmente dal tipo e dal contenuto di elementi di lega (Cu, Cr, Ni, P, ecc.), che promuovono congiuntamente la formazione di un denso strato protettivo di ruggine -FeOOH. Le differenze di resistenza alla corrosione dei tre gradi si riflettono nella configurazione degli elementi di lega e nell'indice di resistenza alla corrosione:
2.1 Composizione degli elementi di lega
ASTM A588: Appartiene al sistema di leghe Cu-Cr-Ni, con un contenuto di Cu pari a 0,25-0,40%, un contenuto di Cr pari a 0,40-0,65% e un contenuto di Ni inferiore o uguale a 0,40%. Il contenuto di fosforo (P) è rigorosamente controllato (inferiore o uguale allo 0,03%), il che dà priorità alle prestazioni di saldatura garantendo al tempo stesso la resistenza alla corrosione. È un acciaio Corten di "tipo a basso contenuto di fosforo".
EN10025-5 S355J2W: Lo standard richiede chiaramente che il contenuto totale di Cu + Cr + Ni sia maggiore o uguale allo 0,80%, con un contenuto di Cu pari a 0,20-0,50%, un contenuto di Cr pari a 0,30-1,20% e un contenuto di Ni inferiore o uguale a 0,65%. Può essere personalizzato in "tipo ad alto fosforo" (S355J0WP, contenuto di P 0,06-0,15%) in base alle esigenze e il tipo ad alto fosforo ha una migliore resistenza alla corrosione ma prestazioni di saldatura leggermente ridotte.
GB/T 4171 Q355NH: Adotta il sistema di leghe Cu-Cr-Ni, con un contenuto di Cu pari a 0,25-0,55%, un contenuto di Cr pari a 0,40-0,80% e un contenuto di Ni inferiore o uguale a 0,65%. Anche il contenuto totale di Cu + Cr + Ni è maggiore o uguale allo 0,80%, coerente con S355J2W. Ha due tipi: tipo ordinario (P inferiore o uguale a 0,03%) e tipo ad alta resistenza agli agenti atmosferici (Q355GNH, P 0,07-0,15%), che copre diverse esigenze ambientali di corrosione.
2.2 Prestazioni di resistenza alla corrosione
ASTM A588: L'indice di resistenza agli agenti atmosferici (I) maggiore o uguale a 6,0 e il tasso di corrosione annuale in atmosfere industriali e rurali è 0,015-0,025 mm/anno. È adatto per ambienti con media-corrosione e misure anticorrosive ausiliarie-(come l'impregnazione al silano) devono essere aggiunte nelle aree costiere ad alta-nebbia salina.
EN10025-5 S355J2W: L'indice di resistenza agli agenti atmosferici (I) è maggiore o uguale a 6,0 e il tipo ad alto-fosforo (S355J0WP) ha un indice di resistenza agli agenti atmosferici maggiore o uguale a 7,0. Il tasso di corrosione annuale in ambienti a media-corrosione è di 0,010-0,020 mm/anno, leggermente migliore rispetto all'A588. Il sottofondo S355J2W(H), appositamente progettato per i ponti ferroviari, presenta una maggiore resistenza alla corrosione da ioni cloruro.
GB/T 4171 Q355NH: L'indice di resistenza agli agenti atmosferici (I) è maggiore o uguale a 6,0 e il tipo Q355GNH ad alta-resistenza agli agenti atmosferici ha un indice di resistenza agli agenti atmosferici maggiore o uguale a 7,0. La sua resistenza alla corrosione è equivalente a quella di S355J2W e il tasso di corrosione annuale è di 0,010-0,020 mm/anno. Rispetto agli altri due gradi, presenta evidenti vantaggi in termini di costi (15-20% inferiori rispetto a A588 e S355J2W).
3. Riepilogo e suggerimenti pratici per la selezione
Per riassumere, le principali differenze prestazionali dei tre principali gradi di acciaio Corten sono le seguenti: in termini di proprietà meccaniche, S355J2W e Q355NH hanno un carico di snervamento maggiore rispetto a A588 e Q355NH ha la migliore resilienza alle basse-temperature; in termini di resistenza alla corrosione, S355J2W e Q355GNH (tipo ad alta-resistenza agli agenti atmosferici) sono migliori di A588 e Q355NH ha le prestazioni in termini di costi più elevati.
Per i clienti esteri vengono forniti i seguenti suggerimenti di selezione in base alle diverse esigenze progettuali:
Se il progetto si trova in Nord America e deve essere conforme agli standard locali o dà priorità alle prestazioni di saldatura in ambienti a media-corrosione,ASTM A588è consigliato;
Se il progetto si trova in Europa o deve essere utilizzato in ambienti a bassa-temperatura (-20 gradi) e con corrosione medio-alta e presenta requisiti elevati di stabilità delle prestazioni,EN10025-5 S355J2Wè consigliato; per ambienti ad alta-corrosione come le aree costiere, è possibile selezionare S355J0WP (tipo ad alto-fosforo);
Se il progetto persegue l'ottimizzazione dei costi o deve bilanciare elevata robustezza, tenacità alle basse-temperature e resistenza alla corrosione,GB/T 4171 Q355NHè consigliato; per ambienti ad alta-corrosione, è possibile abbinare Q355GNH (tipo ad alta-resistenza agli agenti atmosferici).
