L’acciaio è un materiale strategico per l’ingegneria e la produzione industriale. Viene scelto per la sua combinazione di resistenza meccanica, lavorabilità e durata nel tempo, caratteristiche che lo rendono adatto a impieghi strutturali, componenti meccanici, impianti industriali e applicazioni ad alte prestazioni.
Ma per selezionare il tipo di acciaio più adatto a un determinato impiego, come quello utilizzato come materiale per il piping, è indispensabile conoscere la sua composizione chimica e le sue proprietà fisiche ed è qui che entra in gioco un sistema standardizzato: la classificazione AISI.
La nomenclatura acciai AISI è tra le più utilizzate a livello internazionale per identificare e distinguere le leghe di acciaio in modo preciso. Dalla progettazione meccanica alla produzione di parti per l’automotive, la classificazione AISI degli acciai è uno strumento tecnico fondamentale che consente di orientarsi tra centinaia di leghe diverse, ciascuna con specifiche caratteristiche di resistenza, durezza, saldabilità e resistenza alla corrosione.
In questo articolo analizzeremo il significato e la struttura della nomenclatura acciai AISI, vedremo come interpretare i codici numerici e come sono organizzate le principali famiglie secondo gli AISI standards.
Cos’è la classificazione AISI degli acciai
La classificazione AISI degli acciai, o Aisi classification, è un sistema sviluppato dall’American Iron and Steel Institute con lo scopo di standardizzare l’identificazione delle diverse tipologie di acciaio in base alla loro composizione chimica e struttura metallurgica. Ma non si tratta di un sistema limitato all’acciaio inox (come ad esempio l’acciaio AISI 304): la sigla AISI si applica anche leghe al carbonio, basso legati e alto legati.
La struttura della nomenclatura AISI si basa su un codice numerico composto generalmente da tre o quattro cifre. Queste cifre permettono di classificare in modo univoco ogni lega, indicando le caratteristiche principali del materiale. Ad esempio, gli acciai al carbonio appartengono alla serie 1XXX, mentre gli acciai inossidabili sono inclusi nelle serie 2XX, 3XX e 4XX, a seconda della loro microstruttura e degli elementi di lega principali.
Nella pratica industriale, la classificazione AISI permette di distinguere facilmente tra un acciaio austenitico amagnetico, come l’AISI 304 (ricco in cromo e nichel), un acciaio ferritico o una lega più resistente alla corrosione come l’AISI 316, che include anche molibdeno.
Questa codifica non solo semplifica la comunicazione tra progettisti, produttori e fornitori, ma consente anche una selezione mirata del materiale in funzione dell’ambiente operativo e delle prestazioni richieste. In ambito progettuale, strumenti digitali come ESAPRO MTO supportano questa selezione traducendo direttamente gli schemi P&ID in elenchi di materiali strutturati, agevolando l’analisi delle specifiche tecniche e la generazione automatica dei preventivi.
Il modulo di ESAin è progettato per interpretare in modo preciso le piping spec e calcolare automaticamente la quantità di componenti come flange, raccordi, bulloneria e riduzioni, ottimizzando tempi e accuratezza nella stima dei materiali.
Suddivisione dell’acciaio rispetto alla classificazione AISI
La classificazione AISI standard degli acciai distingue i materiali in funzione della loro composizione chimica e delle proprietà strutturali, suddividendoli in tre grandi famiglie: acciai al carbonio, acciai legati e acciai inossidabili. Ogni gruppo si articola in ulteriori sottocategorie, in base al contenuto degli elementi di lega e al comportamento meccanico.
Acciai al carbonio
Si identificano nella serie AISI 1XXX e si classificano principalmente in base alla percentuale di carbonio presente:
- Basso tenore di carbonio (≤ 0,25%): impiegati in prodotti che richiedono buona duttilità, saldabilità e formabilità. Trovano largo uso nella produzione di lamiere, tubi e parti strutturali leggere.
- Medio tenore di carbonio (0,25 – 0,60%): offrono maggiore durezza e resistenza, ideali per componenti automobilistici, ingranaggi, alberi e parti sottoposte a sollecitazioni moderate.
- Alto tenore di carbonio (> 0,60%): caratterizzati da elevata durezza e resistenza all’usura, sono utilizzati per utensili da taglio, molle, lame e cuscinetti.
Acciai legati
Gli acciai legati contengono elementi aggiuntivi come nichel, cromo o molibdeno, che ne modificano le prestazioni meccaniche e la resistenza a fatica, usura o alte temperature. Sono generalmente classificati con sigle a quattro cifre.
- Al cromo (serie 5XXX): resistenti all’usura e alla corrosione, impiegati in attrezzature industriali e utensili meccanici.
- Al nichel-cromo (serie 3XXX): combinano resistenza meccanica e alla corrosione, adatti a organi di trasmissione, alberi motore e ingranaggi.
- Al molibdeno (serie 4XXX): progettati per applicazioni ad alta sollecitazione termica o meccanica, grazie alla maggiore durezza e stabilità alle alte temperature.
Acciai inossidabili
Sono una sottoclasse degli acciai legati, riconoscibili nella classificazione AISI standard 2XX, 3XX e 4XX. Contengono almeno il 10,5% di cromo, responsabile della formazione di uno strato passivo superficiale che protegge il metallo dalla corrosione.
A seconda della struttura cristallina, si distinguono in:
- Austenitici (serie 3XX): ricchi in cromo e nichel, sono amagnetici, altamente resistenti alla corrosione e facili da lavorare. Esempi: acciaio AISI 304, AISI 316.
- Ferritici (serie 4XX): magnetici, con buona resistenza alla corrosione, ma inferiori agli austenitici. Utilizzati per finiture e componenti meno critici. Esempio: acciaio AISI 430.
- Martensitici (serie 4XX): temprabili, combinano resistenza meccanica e durezza. Sono magnetici e trovano impiego in coltelli, utensili da taglio e valvole. Esempio: AISI standard 410.
Questa suddivisione rende la classificazione AISI degli acciai uno strumento essenziale per orientarsi nella scelta dei materiali in funzione delle sollecitazioni, dell’ambiente di utilizzo e delle caratteristiche richieste in ambito industriale.
