18NiCrMo5: Specifiche Tecniche Acciaio

1. Acciaio 18NiCrMo5: Introduzione e Caratteristiche Generali

L’acciaio 18NiCrMo5, ora chiamato 17NiCrMo6-4 con la nuova normativa, rappresenta una delle leghe più significative nel panorama degli acciai da cementazione, progettata specificamente per applicazioni industriali che richiedono elevate prestazioni meccaniche e resistenza all’usura. Questa lega ferrosa, caratterizzata dalla presenza di nichel, cromo e molibdeno, costituisce una soluzione tecnica consolidata per componenti sottoposti a sollecitazioni dinamiche e carichi elevati.

L’18NiCrMo5 è classificato secondo la normativa UNI 7846:1978 (norma storica) come acciaio legato da cementazione, equivalente alla designazione europea 17NiCrMo6-4 (1.6566) e alla classificazione SAE/AISI 4317. Per le specifiche normative aggiornate fare riferimento alla EN 10084 (Case hardening steels, condizioni di fornitura) e ISO 683-3:2018 (o ISO 683-2/3 secondo i produttori) per le specifiche tecniche. Questa standardizzazione internazionale garantisce uniformità nelle specifiche tecniche e facilita l’identificazione del materiale nei diversi contesti industriali globali. La denominazione alfanumerica riflette la composizione chimica dell’acciaio, dove il prefisso “18” indica il contenuto percentuale medio di carbonio (0,18%), mentre i simboli Ni, Cr e Mo identificano gli elementi di lega caratterizzanti.

Le proprietà dell’18NiCrMo5 derivano dalla combinazione sinergica degli elementi di lega che conferiscono al materiale caratteristiche meccaniche superiori rispetto agli acciai al carbonio convenzionali. Il nichel (1,2-1,5%) contribuisce alla tenacità e alla resistenza agli urti, il cromo (0,7-1,0%) migliora la temprabilità e la resistenza alla corrosione, mentre il molibdeno (0,15-0,25%) incrementa la resistenza meccanica ad alte temperature e la stabilità dimensionale. Questa combinazione permette di ottenere, attraverso opportuni trattamenti termici, una durezza superficiale compresa tra 58-62 HRC con mantenimento della tenacità nel nucleo.

1.1. Differenze 18NiCrMo5 vs Acciai Convenzionali

Le differenze dell’18NiCrMo5 rispetto agli acciai convenzionali si manifestano principalmente nella superiore risposta ai trattamenti termici e nelle prestazioni meccaniche dopo cementazione. Rispetto agli acciai al carbonio semplici come il C45, l’18NiCrMo5 presenta temprabilità significativamente superiore, permettendo di ottenere durezze elevate anche su sezioni di maggiore spessore. La presenza degli elementi di lega conferisce resistenza alla fragilità da rinvenimento, fenomeno tipico degli acciai non legati che limita l’applicabilità in condizioni operative severe.

Confrontato con acciai da cementazione più semplici come il 16MnCr5, l’18NiCrMo5 offre prestazioni superiori in termini di resistenza alla fatica (incremento del 40-60%) e stabilità dimensionale durante i trattamenti termici. Il contenuto di molibdeno previene la crescita del grano austenitico durante la cementazione, mantenendo proprietà meccaniche uniformi anche per cicli termici prolungati necessari per ottenere profondità di cementazione elevate.

1.2. Vantaggi 18NiCrMo5 per Applicazioni Industriali

I vantaggi dell’18NiCrMo5 nelle applicazioni industriali includono la versatilità applicativa che spazia dal settore automotive all’ingegneria pesante, con particolare riferimento a componenti critici come ingranaggi, alberi a camme, semiassi e cuscinetti. La capacità di mantenere elevate prestazioni meccaniche in condizioni di funzionamento gravose lo rende ideale per applicazioni dove l’affidabilità operativa rappresenta un parametro non negoziabile.

L’eccellente lavorabilità dell’18NiCrMo5 nello stato ricotto (200-225 HB) facilita le operazioni di tornitura, fresatura e foratura, riducendo i tempi di lavorazione e l’usura degli utensili rispetto ad acciai più duri. Questa caratteristica si traduce in vantaggi economici significativi per la produzione di componenti di serie, dove l’ottimizzazione dei processi produttivi influenza direttamente la competitività del prodotto finito.

1.3. Normative e Certificazioni 18NiCrMo5

Le normative per l’18NiCrMo5 seguono standard internazionali consolidati che garantiscono qualità e tracciabilità del materiale. La normativa italiana UNI 7846:1978 (norma storica) definisce composizione chimica, proprietà meccaniche e modalità di prova, mentre la corrispondente europea EN 10084 stabilisce requisiti per la certificazione di conformità. La designazione 17NiCrMo6-4 (numero materiale 1.6566) secondo EN 10027-2 facilita l’identificazione univoca del materiale nei mercati internazionali.

Le certificazioni qualità per 18NiCrMo5 prevedono attestati secondo EN 10204 di tipo 2.1 (certificato di conformità del produttore) o 3.1 (certificato di controllo specifico) per applicazioni critiche. Ogni colata viene accompagnata da analisi chimica certificata, prove meccaniche su campioni rappresentativi e controlli metallografici per verifica della microstruttura e dell’indice di purezza secondo ISO 4967.

2. Composizione Chimica dell’Acciaio 18NiCrMo5: Elementi di Lega e Specifiche Normative

La composizione chimica dell’18NiCrMo5 rappresenta il fondamento delle sue eccezionali proprietà meccaniche, definita con precisione dalla normativa UNI 7846:1978. Questa lega complessa combina ferro base con elementi specifici che conferiscono al materiale le caratteristiche di temprabilità, tenacità e resistenza meccanica richieste per le applicazioni più impegnative del settore meccanico.

La specificazione chimica dell’18NiCrMo5 secondo la normativa italiana UNI 7846:1978 stabilisce parametri rigorosi per ciascun elemento costituente. Il contenuto di carbonio è compreso tra 0,15-0,21%, garantendo il giusto equilibrio tra durezza e tenacità dopo cementazione. Il silicio (0,15-0,40%) agisce come disossidante durante la produzione e contribuisce alla resistenza meccanica, mentre il manganese (0,60-0,90%) migliora la temprabilità e neutralizza gli effetti dannosi dello zolfo. Gli elementi residuali fosforo e zolfo sono limitati rispettivamente a 0,035% massimo per prevenire fragilità intergranulare e garantire la lavorabilità del materiale.

Gli elementi di lega caratterizzanti dell’18NiCrMo5 includono cromo (0,70-1,00% per norma storica UNI 7846:1978 e 0,80-1,10% per 17NiCrMo6-4, EN 10084), molibdeno (0,15-0,25%) e nichel (1,20-1,50%). Il cromo incrementa la durezza e la resistenza alla corrosione, formando carburi stabili durante i trattamenti termici. Il molibdeno è fondamentale per la resistenza meccanica ad alte temperature e previene la fragilità da rinvenimento, mentre il nichel conferisce tenacità eccezionale e migliora la resistenza agli urti a basse temperature. Questa combinazione sinergica permette di ottenere le proprietà dell’18NiCrMo5 che lo rendono superiore agli acciai al carbonio convenzionali.

Elemento	Contenuto (%)	Scostamento Ammesso	Funzione Metallurgica
C	0,15-0,21	±0,02	Durezza base
Si	0,15-0,40	±0,03	Disossidante, resistenza
Mn	0,60-0,90	±0,04	Temprabilità
Cr	0,70-1,00	±0,05	Durezza, carburi
Mo	0,15-0,25	±0,03	Resistenza alta temperatura
Ni	1,20-1,50	±0,05	Tenacità, resilienza

2.1. Equivalenze Internazionali 18NiCrMo5

Le equivalenze internazionali dell’18NiCrMo5 facilitano l’approvvigionamento e la sostituzione del materiale nei progetti multinazionali. La designazione europea corrispondente 17NiCrMo6-4 (EN 1.6566) presenta leggere variazioni nella composizione chimica dell’18NiCrMo5, con carbonio 0,14-0,20% e range leggermente diversi per gli altri elementi. La classificazione SAE/AISI 4317 americana e la britannica BS 817M17 mantengono sostanziale equivalenza nelle prestazioni meccaniche finali.

Alcune varianti commerciali includono aggiunte controllate di piombo (0,15-0,35%) per migliorare la lavorabilità meccanica, o zolfo controllato (0,020-0,035%) per facilitare le operazioni di tornitura e fresatura. Queste modifiche non alterano significativamente le caratteristiche meccaniche del materiale ma ottimizzano i processi produttivi per applicazioni specifiche dove la velocità di lavorazione rappresenta un parametro critico.

3. Caratteristiche Meccaniche dell’Acciaio 18NiCrMo5: Proprietà e Prestazioni Strutturali

Le caratteristiche meccaniche dell’18NiCrMo5 rappresentano il risultato dell’interazione sinergica tra composizione chimica e trattamenti termici, conferendo a questo acciaio da cementazione prestazioni superiori per applicazioni strutturali critiche. La comprensione dettagliata delle proprietà meccaniche dell’18NiCrMo5 è fondamentale per la corretta progettazione e selezione del materiale in ambito industriale.

3.1. Proprietà Meccaniche 18NiCrMo5 allo Stato Ricotto

Le proprietà meccaniche dell’18NiCrMo5 allo stato ricotto rappresentano le caratteristiche del materiale nella condizione di massima lavorabilità, ottenuta attraverso ricottura completa a 850°C seguita da raffreddamento lento in forno. In questo stato metallurgico, la struttura è costituita da ferrite e perlite globulizzata, con durezza Brinell compresa tra 200-225 HB secondo la normativa UNI 7846:1978.

La resistenza a trazione nello stato ricotto si attesta a 600-650 MPa con carico di snervamento di 400-450 MPa, garantendo buona deformabilità per operazioni di formatura a freddo. L’allungamento percentuale raggiunge valori del 12-15%, mentre la strizione supera il 35%, indicando eccellente duttilità per lavorazioni meccaniche complesse. Questi parametri rendono l’18NiCrMo5 ideale per componenti che richiedono lavorazioni di tornitura e fresatura prima del trattamento termico finale.

3.2. Resistenza Meccanica 18NiCrMo5 allo Stato Bonificato

La resistenza meccanica dell’18NiCrMo5 allo stato bonificato varia significativamente in funzione delle condizioni di fornitura e dei parametri di trattamento termico applicati. La bonifica, costituita da tempra seguita da rinvenimento, permette di ottimizzare il rapporto resistenza-tenacità per diverse applicazioni strutturali.

Nello stato bonificato, la resistenza a trazione (Rm) oscilla tra 785-1520 MPa, con valori che diminuiscono all’aumentare dello spessore del pezzo. Per sezioni fino a 11 mm, la normativa UNI 7846:1978 specifica una resistenza compresa tra 1225-1520 MPa con carico di snervamento (Re) minimo di 980 MPa. Le sezioni di maggiore spessore (40-100 mm) presentano valori di resistenza tra 785-1080 MPa con Re minimo di 590 MPa.

Spessore (mm)	Rm (MPa)	Re (MPa)	A (%)	KCU (J)	Durezza (HB)
≤11	1225-1520	≥980	≥8	≥30	280-350
11-25	1030-1325	≥785	≥9	≥32,5	260-320
25-40	930-1230	≥735	≥9	≥32,5	245-300
40-100	785-1080	≥590	≥10	≥35	210-270

3.3. Durezza 18NiCrMo5 Dopo Cementazione

La durezza dell’18NiCrMo5 dopo cementazione rappresenta il parametro prestazionale più critico per valutare l’efficacia del trattamento termico e la rispondenza alle specifiche applicative. Il profilo di durezza ottenuto attraverso la cementazione controllata definisce le prestazioni tribologiche del componente e la sua resistenza all’usura in condizioni operative severe.

La durezza superficiale dell’18NiCrMo5 raggiunge valori eccezionali compresi tra 58-64 HRC secondo la normativa UNI 7846:1978, con picchi ottimali di 62 HRC per applicazioni automotive e meccanica di precisione. Questi valori derivano dalla trasformazione martensitica dello strato arricchito di carbonio (0,8-1,2% C superficiale) ottenuto attraverso cementazione gassosa a 920-930°C. La profondità di cementazione, misurata come distanza dalla superficie fino al punto con durezza 50 HRC, varia tipicamente tra 0,8-2,0 mm in funzione del tempo di processo e della geometria del componente.

Il gradiente di durezza dell’18NiCrMo5 presenta una caratteristica transizione graduale dalla superficie cementata al nucleo base. A 0,5 mm dalla superficie si registrano valori di 55-58 HRC, mentre a 1,0 mm la durezza scende a 45-50 HRC. Il nucleo mantiene durezza di 30-40 HRC, garantendo la tenacità strutturale necessaria per assorbire carichi dinamici e urti.

3.4. Resilienza e Tenacità 18NiCrMo5

Le proprietà di deformabilità dell’18NiCrMo5 mostrano un comportamento ottimale per applicazioni dinamiche. L’allungamento percentuale (A%) varia tra 8-10% in funzione dello spessore, con valori superiori per sezioni maggiori che raggiungono il 10%. La strizione (Z%) supera il 30% nelle condizioni ottimali, indicando un’eccellente capacità di deformazione plastica prima della rottura.

La resilienza dell’18NiCrMo5, misurata secondo normativa KCU, presenta valori compresi tra 30-35 J per spessori variabili, mentre test ISO 148 riportano valori di 205 kJ/m² per il materiale in condizioni standard. Questi parametri indicano la capacità del materiale di assorbire energia d’urto senza cedimento fragile, caratteristica fondamentale per componenti sottoposti a sollecitazioni dinamiche severe come ingranaggi e alberi di trasmissione.

3.5. Fatica e Comportamento Dinamico 18NiCrMo5

Il comportamento a fatica dell’18NiCrMo5 rappresenta uno degli aspetti più significativi per applicazioni automotive e meccanica industriale. La resistenza alla fatica ad alto numero di cicli, determinata secondo normativa ISO 1143, evidenzia limiti di fatica superiori del 300-400% rispetto al materiale non trattato termicamente.

La struttura martensitica della superficie cementata, combinata con la tenacità del nucleo ferritico-perlitico, conferisce al componente un’eccellente resistenza alla propagazione delle cricche da fatica. Le tensioni residue di compressione generate dalla cementazione contribuiscono ad incrementare ulteriormente la vita a fatica, particolarmente significativa per componenti rotativi ad alta velocità dove le sollecitazioni cicliche rappresentano la modalità di cedimento più probabile.

4. Caratteristiche Fisiche dell’Acciaio 18NiCrMo5: Proprietà Termiche e Strutturali

Le caratteristiche fisiche dell’18NiCrMo5 rappresentano parametri fondamentali per la progettazione e l’analisi strutturale di componenti meccanici, influenzando direttamente il comportamento del materiale durante i processi produttivi e le condizioni operative. Questi dati tecnici consentono agli ingegneri di ottimizzare le prestazioni dell’acciaio nelle diverse applicazioni dell’18NiCrMo5 e di definire correttamente i parametri di lavorazione.

La densità dell’18NiCrMo5 è standardizzata a 7,85 g/cm³, valore tipico degli acciai legati che riflette la presenza degli elementi di lega nichel, cromo e molibdeno nella matrice ferritica. Questo parametro risulta essenziale per il calcolo del peso specifico dei componenti e per la determinazione delle sollecitazioni strutturali in fase progettuale. Il modulo di elasticità presenta valori compresi tra 205-210 GPa secondo le fonti tecniche consultate, con il modulo tangenziale che si attesta intorno a 80 GPa. Questi parametri elastici sono fondamentali per il dimensionamento di elementi sottoposti a carichi statici e dinamici, garantendo la corretta previsione delle deformazioni elastiche.

Le proprietà termiche dell’18NiCrMo5 mostrano caratteristiche peculiari che influenzano i processi di lavorazione e i trattamenti termici. La temperatura di fusione presenta valori variabili tra i 1430 °C e 1480 °C per il solidus. Per ottenere un valore preciso occorre una verifica attraverso analisi DTA specifiche per lotti produttivi. La conducibilità termica varia significativamente tra 15 W/mK a 20°C e 40-42 W/m·K secondo diverse fonti tecniche, suggerendo possibili variazioni legate alle condizioni di trattamento termico o alla composizione chimica specifica del lotto.

Proprietà Fisica	Valore	Unità di Misura	Normativa Riferimento
Densità	7,85	g/cm³	UNI 7846:1978 (norma storica)
Modulo Elastico	205-210	GPa	ISO 6892
Modulo Tangenziale	80	GPa	–
Temperatura Fusione	1435-1643	°C
Conducibilità Termica	15-42	W/m·K
Resistività Elettrica	~0,16	Ωmm²/m	–

Il coefficiente di espansione termica dell’18NiCrMo5 è specificato tra 11,5-12,0 × 10⁻⁶/K, valore che risulta compatibile con la maggior parte delle leghe ferrose e che deve essere considerato nella progettazione di accoppiamenti meccanici e nella definizione delle tolleranze dimensionali per componenti soggetti a variazioni termiche. La resistività elettrica di ~0,16 Ωmm²/m indica proprietà elettriche tipiche degli acciai al carbonio legati, parametro rilevante per applicazioni che prevedono riscaldamento per induzione durante i processi di trattamento termico.

5. Trattamenti Termici dell’Acciaio 18NiCrMo5: Processi di Cementazione e Parametri Ottimali

I trattamenti termici dell’18NiCrMo5 rappresentano il processo fondamentale per conferire a questo acciaio da cementazione le caratteristiche prestazionali richieste dalle applicazioni industriali più impegnative. La combinazione di cementazione, tempra e rinvenimento permette di ottenere la tipica configurazione metallurgica con superficie indurita e nucleo tenace, ottimizzando il rapporto tra resistenza all’usura superficiale e tenacità strutturale del componente.

5.1. Cementazione 18NiCrMo5: Parametri e Tecniche

La cementazione dell’18NiCrMo5 costituisce il trattamento termochimico fondamentale per conferire al materiale le caratteristiche prestazionali richieste dalle applicazioni industriali più impegnative. Questo processo di arricchimento superficiale di carbonio opera attraverso diffusione atomica controllata, ottimizzando il profilo chimico e metallurgico dello strato superficiale per massimizzare resistenza all’usura e durata operativa.

La temperatura di cementazione dell’18NiCrMo5 viene stabilita nel range 880-950°C secondo le specifiche del componente e la profondità di penetrazione richiesta. Per applicazioni automotive standard, la temperatura ottimale si attesta a 920-930°C, garantendo velocità di diffusione del carbonio adeguate per cicli produttivi industriali. Temperature inferiori (880-900°C) vengono utilizzate per componenti di precisione che richiedono controllo rigoroso delle distorsioni dimensionali, mentre valori superiori (940-950°C) accelerano il processo per sezioni di elevato spessore.

Il controllo atmosferico per cementazione 18NiCrMo5 utilizza prevalentemente miscele gas endotermico + metano (CH₄) per applicazioni di serie, con potenziale di carbonio mantenuto a 0,9-1,1% per evitare formazione di carburi superficiali dannosi. La cementazione in bagno salino opera a temperature analoghe utilizzando miscele di cianuri e carbonati, mentre la cementazione solida impiega compounds carboniosi attivati con BaCO₃ al 10-20%.

I tempi di cementazione dell’18NiCrMo5 variano in funzione della profondità richiesta secondo la legge di diffusione parabolica. Per profondità di 0,8 mm sono necessarie 4-6 ore a 920°C, mentre spessori di 1,5-2,0 mm richiedono 8-12 ore di processo. Il ciclo include fasi di riscaldamento controllato (50-100°C/ora), mantenimento isotermico e raffreddamento lento fino a temperatura di tempra.

5.2. Tempra 18NiCrMo5: Temperature e Mezzi Raffreddanti

La tempra dell’18NiCrMo5 rappresenta la fase critica per la trasformazione della struttura austenitica in martensite, conferendo al materiale le proprietà meccaniche finali richieste. Il processo richiede controllo preciso delle temperature e dei mezzi di raffreddamento per ottimizzare il bilancio durezza-tenacità ed evitare distorsioni eccessive nei componenti finiti.

Le temperature di tempra per 18NiCrMo5 vengono differenziate tra nucleo e superficie cementata per ottimizzare le trasformazioni metallurgiche. La tempra del nucleo viene eseguita a 840-870°C con raffreddamento in olio, polimero o bagno salino, sfruttando le temperature critiche Ac₁ (730°C) e Ac₃ (815°C) specifiche della lega. La tempra della superficie cementata richiede temperature inferiori di 800-830°C per ottimizzare la trasformazione martensitica dello strato arricchito di carbonio.

I mezzi di raffreddamento per tempra 18NiCrMo5 includono oli minerali ad alta velocità di raffreddamento per sezioni sottili, soluzioni polimeriche per geometrie complesse che richiedono controllo delle distorsioni, e bagni salini per componenti di elevato spessore. La scelta del mezzo raffreddante influenza significativamente le tensioni residuali e la probabilità di cricche da tempra, parametri critici per la qualità finale del componente.

5.3. Rinvenimento 18NiCrMo5: Ottimizzazione Durezza-Tenacità

Il rinvenimento dell’18NiCrMo5 stabilizza la struttura martensitica ottenuta dalla tempra e ottimizza il bilancio durezza-tenacità attraverso trasformazioni controllate della martensite in strutture più stabili. Questo trattamento è fondamentale per rilassare le tensioni interne e conferire al materiale la resilienza necessaria per applicazioni dinamiche.

Le temperature di rinvenimento dell’18NiCrMo5 variano tra 150-180°C per mantenere durezza superficiale elevata (58-62 HRC) con miglioramento della tenacità del nucleo. Temperature superiori (200-250°C) riducono la durezza ma incrementano significativamente la resilienza, configurazione ottimale per componenti sottoposti a carichi d’urto. Il tempo di mantenimento varia tra 2-4 ore per garantire omogeneizzazione termica completa della sezione.

5.4. Controllo Qualità Trattamenti Termici 18NiCrMo5

Il controllo qualità dei trattamenti termici 18NiCrMo5 prevede verifiche sistematiche dei parametri di processo e delle caratteristiche finali del componente per garantire conformità alle specifiche progettuali. Le metodologie di controllo includono misurazioni di durezza, analisi metallografiche e prove meccaniche su campioni rappresentativi di ogni lotto di trattamento.

La verifica durezza post-trattamento 18NiCrMo5 viene eseguita secondo normativa ISO 6507 per microdurezza Vickers su sezione metallografica trasversale. I controlli includono profili di durezza a intervalli di 0,1 mm per i primi 2,0 mm di profondità, con particolare attenzione alla zona di transizione superficie-nucleo. La profondità effettiva di cementazione viene misurata come distanza dalla superficie al punto con durezza 50 HRC secondo standard ISO 2639.

5.5. Difetti Comuni e Soluzioni Trattamenti Termici 18NiCrMo5

I difetti comuni nei trattamenti termici 18NiCrMo5 includono distorsioni geometriche, cricche da tempra, ossidazione superficiale e non uniformità della cementazione. L’identificazione precoce di questi problemi e l’implementazione di soluzioni appropriate è fondamentale per mantenere la qualità produttiva e ridurre gli scarti.

Le distorsioni da trattamento termico 18NiCrMo5 possono essere minimizzate attraverso supporti appropriati durante la cementazione, controllo delle velocità di riscaldamento e raffreddamento, e ottimizzazione delle sequenze di tempra. L’utilizzo di tempra in bagno salino isotermico permette di ridurre le tensioni residuali mantenendo le proprietà meccaniche richieste per la maggior parte delle applicazioni industriali.

6. Applicazioni Industriali dell’Acciaio 18NiCrMo5: Settori e Impieghi Strategici

Le applicazioni dell’18NiCrMo5 spaziano attraverso i settori industriali più esigenti, dove la combinazione di durezza superficiale e tenacità del nucleo rappresenta un requisito fondamentale per componenti sottoposti a sollecitazioni severe. Questo acciaio da cementazione trova impiego privilegiato in applicazioni che richiedono resistenza all’usura, elevata resistenza meccanica e affidabilità operativa a lungo termine.

6.1. Applicazioni Automotive 18NiCrMo5

Le applicazioni automotive dell’18NiCrMo5 rappresentano il segmento di mercato più significativo per questo acciaio da cementazione, dove la combinazione di resistenza all’usura superficiale e tenacità del nucleo risulta determinante per componenti sottoposti a sollecitazioni dinamiche severe. Il settore automobilistico richiede materiali capaci di garantire affidabilità operativa per chilometraggio elevato, riducendo i costi di manutenzione e migliorando l’efficienza energetica del veicolo.

Gli alberi a camme in 18NiCrMo5 costituiscono l’applicazione più diffusa, sfruttando la durezza superficiale di 58-62 HRC ottenuta attraverso cementazione per resistere all’usura da contatto con punterie e bilancieri. La geometria complessa degli eccentrici richiede controllo rigoroso delle distorsioni durante il trattamento termico, ottenuto attraverso cicli di cementazione a 920°C per 6-8 ore seguiti da tempra differenziata. Il nucleo mantiene tenacità elevata (30-35 HRC) per assorbire gli urti durante l’apertura e chiusura delle valvole, mentre la superficie cementata garantisce durata per 200.000+ km di percorrenza.

I componenti di trasmissione in 18NiCrMo5 includono ingranaggi differenziali, semiassi, satelliti e pignoni dove la resistenza alla fatica da contatto rappresenta il parametro critico di progettazione. La resistenza alla fatica dell’18NiCrMo5 dopo cementazione supera del 300-400% quella del materiale base, permettendo riduzione di peso e dimensioni con mantenimento delle prestazioni strutturali.

6.2. Settore Macchine Utensili 18NiCrMo5

Il settore macchine utensili 18NiCrMo5 utilizza questo acciaio per componenti che richiedono precisione dimensionale elevata e resistenza all’usura in condizioni operative continue. Mandrini, alberi principali, ingranaggi di riduttori e componenti di cambi sfruttano le proprietà ottenute attraverso cementazione controllata per garantire precisione di lavorazione e durata operativa estesa.

Le guide lineari e i componenti di scorrimento per macchine CNC beneficiano della durezza superficiale elevata combinata con la tenacità del nucleo, caratteristiche essenziali per mantenere precisioni micrometriche durante cicli di lavorazione prolungati. La stabilità dimensionale dell’18NiCrMo5 dopo trattamento termico garantisce il mantenimento delle tolleranze richieste per applicazioni di alta precisione.

6.3. Industria Oleodinamica e Pneumatica 18NiCrMo5

L’industria oleodinamica e pneumatica 18NiCrMo5 utilizza estensivamente questo acciaio per la produzione di cilindri idraulici, pistoni, valvole e componenti sottoposti a pressioni elevate. La combinazione di resistenza all’usura superficiale e tenacità strutturale permette di sopportare le sollecitazioni cicliche tipiche dei sistemi idraulici industriali, con particolare riferimento alle macchine movimento terra e agli impianti di processo.

I cilindri idraulici in 18NiCrMo5 operano tipicamente a pressioni di 200-350 bar con cicli di movimento continui che richiedono resistenza all’usura e tenuta dimensionale. La superficie cementata (58-60 HRC) resiste all’abrasione delle guarnizioni e mantiene la finitura superficiale necessaria per la tenuta idraulica, mentre il nucleo tenace assorbe i carichi strutturali senza deformazioni permanenti.

6.4. Aerospaziale e Difesa 18NiCrMo5

Il settore aerospaziale e difesa 18NiCrMo5 rappresenta un’applicazione specialistica dove questo acciaio viene selezionato per componenti critici che richiedono prestazioni eccellenti in condizioni estreme. I sistemi di atterraggio, i componenti di trasmissione per motori a reazione e gli attuatori per controllo di volo sfruttano la resistenza alla fatica eccellente e la capacità di mantenere proprietà meccaniche stabili anche sotto stress termico e meccanico.

Alcune applicazioni militari includono parti di armamenti e veicoli blindati dove sono richieste certificazioni secondo standard NATO specifici. La tracciabilità completa del materiale e i controlli qualità rigorosi garantiscono affidabilità per componenti dove il cedimento strutturale comporta rischi per la sicurezza operativa.

6.5. Comparazione Prestazioni vs Altri Acciai da Cementazione

La comparazione dell’18NiCrMo5 con altri acciai da cementazione evidenzia vantaggi specifici che ne giustificano la selezione per applicazioni critiche. Rispetto al 16MnCr5, l’18NiCrMo5 offre temprabilità superiore del 40-60% e resistenza alla fragilità da rinvenimento, caratteristiche fondamentali per componenti di elevato spessore o geometrie complesse.

Acciaio	Temprabilità	Resistenza Fatica	Tenacità Nucleo	Applicazioni Tipiche
18NiCrMo5	Eccellente	300-400% vs base	30-40 HRC	Automotive, aerospace
16MnCr5	Buona	200-250% vs base	25-35 HRC	Meccanica generale
20MnCr5	Media	150-200% vs base	20-30 HRC	Applicazioni leggere

Il contenuto di molibdeno nell’18NiCrMo5 conferisce resistenza superiore alla crescita del grano austenitico durante la cementazione, permettendo di ottenere microstrutture più fini e proprietà meccaniche superiori rispetto ad acciai da cementazione più semplici. Questa caratteristica risulta particolarmente vantaggiosa per applicazioni che richiedono cicli di cementazione prolungati o temperature elevate.

7. Domande Più Frequenti sull’Acciaio 18NiCrMo5: Risposte Tecniche per Professionisti

Le domande più frequenti sull’18NiCrMo5 riflettono le esigenze concrete di progettisti, ingegneri e tecnici che operano nel settore siderurgico. Questo capitolo raccoglie i quesiti ricorrenti relativi alle caratteristiche dell’18NiCrMo5, fornendo risposte tecniche precise basate su normative e specifiche ufficiali per supportare la corretta selezione e applicazione di questo acciaio da cementazione.

Che cos’è l’acciaio 18NiCrMo5 e quali sono le sue caratteristiche principali?

L’18NiCrMo5 è un acciaio legato da cementazione composto da nichel, cromo e molibdeno, categorizzato come acciaio per indurimento superficiale. La designazione riflette la composizione chimica dell’18NiCrMo5, dove “18” indica la percentuale di carbonio (0,18%), mentre “Ni”, “Cr” e “Mo” indicano la presenza di nichel (1,20-1,50%), cromo (0,70-1,00% per norma storica UNI 7846:1978 e 0,80-1,10% per 17NiCrMo6-4, EN 10084) e molibdeno (0,15-0,25%). Questo acciaio è particolarmente apprezzato per la sua capacità di subire cementazione, un trattamento termico che incrementa significativamente la durezza superficiale mantenendo un nucleo più tenace e duttile.

7.1. Quali sono le principali applicazioni industriali dell’18NiCrMo5?

Le applicazioni dell’18NiCrMo5 spaziano attraverso settori industriali dove durezza superficiale e resistenza meccanica sono critiche. È ampiamente utilizzato per la produzione di ingranaggi, alberi a gomiti, componenti di trasmissione e parti sottoposte a carichi meccanici elevati o cicli di stress ripetuti. Grazie alla resistenza all’usura e alla capacità di mantenere elevata durezza superficiale, risulta ideale per cuscinetti, boccole e camme. È comunemente utilizzato nella costruzione di macchinari industriali, attrezzature agricole e macchine utensili. Le proprietà dell’18NiCrMo5 ottenute attraverso cementazione lo rendono perfetto per applicazioni dove è essenziale una superficie dura e resistente all’usura combinata con un nucleo tenace.

7.2. Come si confronta l’18NiCrMo5 con altri acciai legati?

Rispetto ad altre leghe di acciaio, l’18NiCrMo5 si distingue per l’eccellente risposta ai trattamenti termici dell’18NiCrMo5, particolarmente la cementazione. Questo processo consente una superficie estremamente dura e resistente all’usura mantenendo buona tenacità nel nucleo. A differenza degli acciai al carbonio semplici, l’18NiCrMo5 offre resistenza meccanica superiore e migliore capacità di sopportare carichi dinamici e urti. Rispetto alle leghe senza nichel o cromo, questo acciaio garantisce resistenza alla fatica superiore e maggiore stabilità dimensionale durante l’uso. La lavorabilità eccellente permette la produzione di componenti ad alta precisione tramite lavorazione CNC. Tuttavia, rispetto agli acciai inossidabili, l’18NiCrMo5 presenta resistenza alla corrosione più limitata, richiedendo potenzialmente trattamenti protettivi per prolungare la durata in condizioni aggressive.

Domanda Tecnica	Risposta Sintetica	Riferimento Normativo
Durezza superficiale dopo cementazione	58-62 HRC	UNI 7846:1978 (norma storica)
Resistenza a trazione tipica	800-1100 MPa	EN 10084
Designazione europea equivalente	17NiCrMo6-4 (1.6566)	EN 10084
Temperatura di cementazione	880-930°C

7.3. Quali sono le caratteristiche meccaniche principali dell’18NiCrMo5?

Le caratteristiche meccaniche dell’18NiCrMo5 sono caratterizzate da proprietà bilanciate che lo rendono ideale per componenti sottoposti a stress elevati. La resistenza a trazione tipica varia da 800 a 1100 MPa, a seconda del trattamento termico applicato. Il carico di snervamento si colloca generalmente tra 500 e 700 MPa, garantendo buona capacità di assorbire carichi elastici prima della deformazione permanente. Dopo cementazione, la durezza superficiale può raggiungere valori tra 58 e 62 HRC, fornendo eccellente resistenza all’usura. La tenacità del nucleo, combinata con la durezza superficiale, permette al materiale di sopportare cicli di carico ripetuti senza fratturarsi.

7.4. Qual è la differenza tra 18NiCrMo5 e designazioni equivalenti?

L’18NiCrMo5 secondo UNI 7846:1978 (norma storica) corrisponde all’attuale 17NiCrMo6-4 (EN 1.6566) secondo EN 10084:2008 con leggere variazioni nella composizione. La designazione AISI equivalente è 4317, mentre la britannica BS è 817M17. Su richiesta, questo grado di acciaio può essere fornito con aggiunte di piombo (Pb) 0,15-0,35% o zolfo (S) 0,020-0,035% per migliorare la lavorabilità. Le differenze principali riguardano tolleranze leggermente diverse nei contenuti degli elementi di lega e specificazioni normative nazionali, ma le prestazioni meccaniche rimangono sostanzialmente equivalenti tra le diverse denominazioni.

8. L’Offerta Siderticino per l’Acciaio 18NiCrMo5: Soluzioni Specialistiche per Applicazioni da Cementazione

Per rispondere alle esigenze applicative nei settori automotive, meccanico pesante e industriale descritte nei capitoli precedenti, Siderticino fornisce acciaio 18NiCrMo5 di qualità certificata in conformità alle normative UNI 7846:1978 e 17NiCrMo6-4 (1.6566). Seguendo l’approccio qualitativo adottato per altri acciai da cementazione nella gamma aziendale, viene garantita la tracciabilità completa del materiale e il rispetto degli standard qualitativi richiesti per applicazioni 18NiCrMo5 critiche dove l’affidabilità rappresenta un parametro non negoziabile.

8.1. Gamma Prodotti e Stati di Fornitura Disponibili