Il magnetismoe l’inox

02

UGITECH vi propone un know-how e un’ampia gamma di acciai inossidabili per impiego elettrotecnico:

• Delle marche austenitiche per garantire pezzi amagnetici• Delle marche ferritiche per i nuclei dolci e resistivi • Delle marche martensitiche per le sollecitazioni meccaniche• Acciai duplex per marcate esigenze in tema di corrosione

Un’offerta completa: Barre tonde – esagonali, Profili e diametri speciali su richiesta.Stati metallurgici e finiture: • trafilato,• trafilato e rettificato, • trafilato con ricottura magnetica e rettificato (marche ferritiche)

Per classificare i materiali ferromagnetici, Ugitech si avvale di tutte le tecnologie di misurazione del magnetismo, tutte normalizzate: permeametro (IEN 60604-4/ ASTM A341/A341M), coercimetro (IEN 60604-7), flussometro, sigmametro.

3000

2500

2000

1500

1000

500

200 400 800 1000 12000

RP0.2 (MPa)

µmax

Ferritici

Martensitici

Duplex

Permeabilità relativa massima / campo coercitivo in funzione del limite elastico

2500

2000

1500

1000

500

200 400 800600 1000 12000

RP0.2 (MPa)

Hc

(A/m

)

Ferritici

Martensitici

Duplex

03

4

3

2

1

0

10

20

30

Grado d

’incr

udimen

to (u

a)

Per

mea

bili

tà r

elat

iva

303 Ima 304 304L + Cu Ima 305-2

Per l’amagnetismo:Gli austenitici UGITECHMolteplici sono le applicazioni che necessitano un amagnetismo stabile. In questo contesto si devono preferire le marche austenitiche:• Caratteristiche di resistenza a corrosione e meccaniche,• Valori bassissimi di permeabilità

Alcune precauzioni nella scelta e nella posa in opera:Una marca austenitica non adeguata può generare nel corso della sua trasformazione a freddo delle plaghe di fase martensitica che presenta un certo ferromagnetismo. Ugitech propone marche relativamente insensibili a questo effetto: UGI 305-2 o UGI 202N

Esempi di evoluzione della permeabilità relativa di fili in funzione della marca e dei vari gradi d’incrudimento.

marchetasso d'incrudimento

0 10 20 30

305-2 1.004 1.004 1.004 1.005

304L + Cu Ima 1.005 1.005 1.012 1.082

304 1.012 1.046 1.626 3.09

303 Ima 1.003 1.05 1.62 3.42

04

Per il magnetismo:le marche ferritiche UGITECH

Ugitech propone una gamma di marche specificamente dedicate alle applicazioni magnetiche,

Ugiperm 12FM: • Acciaio inossidabile ferritico al 12% di cromo, con o senza zolfo• Il riferimento inox per le prestazioni magnetiche: ottima permeabilità e basso campo coercitivo. • Resistenza alla corrosione sufficiente a contatto con la benzina,• Forte induzione di saturazione e resistività elettrica Marca particolarmente adatta alle applicazioni esigenti con tempi di reazione rapidi: elettroiniezione, elettrovalvole, sensori magnetici, freni magnetici.

UGI 4105Si: • Acciaio inossidabile risolforato al 17% di cromo e all’1,5% di silicio corrispondente alla lega 2 della

norma ASTM A838/838M. • Compromesso resistenza alla corrosione/magnetismo ricercato. • 2 livelli di magnetismo su barre ricotte secondo le esigenze del cliente. La marca più diffusa nel settore dell’iniezione automobilistica come nel campo delle elettrovalvole.

IMRE: • Acciaio inossidabile risolforato al 18% di cromo, all’1,5% di silicio e all’1,5% di molibdeno• Eccellente resistenza alla corrosione in ambiente acquoso, particolarmente in ambiente

clorurato. • Livello di magnetismo vicino al UGI4105SiMarca molto utilizzata per le elettrovalvole;

UGI 4016L:• Acciaio inossidabile al 17% di cromo e basso tenore di zolfo • Prestazioni magnetiche simili all’UGI 4105Si, con una resistività elettrica meno elevata, ma con più elevate caratteristiche meccaniche Marca utilizzata per applicazioni automobilistiche

UGI 4511:• Acciaio inossidabile stabilizzato al niobio e a basso tenore in zolfo • Il 17% di cromo permette una migliore resistenza in ambienti aggressivi.• Prestazioni magnetiche simili a quelle dell’Ugiperm 12FM. • Il migliore compromesso Resistenza alla corrosione/magnetismoMarca utilizzata per applicazioni automobilistiche - elettrovalvole

4105Si

+ saldabilità + Migliore resistenza alla corrosione+ magnetismo- lavorabilità

+ magnetismo

+ Migliore resistenza alla corrosione

+ proprietà meccaniche- lavorabilitàUGIPERM

12FM

IMRE 4511

4016L

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Esempio: posizionamento in base alla permeabilità massima / resistività elettrica.

Diagramma Permeabilità relativa massima in funzione della resistività elettrica di alcune marche ferritiche.

60 70 80 90 100

3000

2500

2000

1500

1000

0

Resistività (µΩ.cm)

Per

mea

bili

tà m

assi

ma

1.4511Ugiperm

12FM

IMRE 1.4724

1.4114

1.4105BUgiperm17

1.4105Si

Caratteristiche generali delle marche idonee alle applicazioni magnetiche.

IMRE UGI 4105Si Ugiperm 12FM Ugiperm 17 UGI 4511

Magnetizzazione di saturazione (T) 1.60 1.60 1.70 1.65 1.67

Campo coercitivo* (A/m) 150 à 200 130 à 200 100 à 125 150 à 200 100 à 150

Permeabilità massima 1100 à 2000 1200 à 2200 2000 à 3000 1000 à 2000 2000 à 3000

Campo residuo* (T) 0.25 à 0.8 0.5 à 0.9 0.5 à 0.7 0.5 à 1 0.5 à 1

Resistività (µΩ.cm) 76 77 78 60 60

Ambienti adatti

Carburanti, ambienti acquosi

mediamente clorurati,

Esempio: macchine per bevande

Carburanti,Ambienti acquosi

mediamente aggressivi e poco

clorurati

Carburanti,Ambienti acquosi

mediamente aggressivi e poco

clorurati

Carburanti,Ambienti acquosi

mediamente aggressivi e

clorurati

Carburanti,Ambienti acquosi

mediamente aggressivi e

clorurati (resistenza in zone saldabili)

Lavorabilità migliorata migliorataMigliorata o

standardstandard standard

* misura dopo saturazione magnetica del materiale

Ugitech adegua lo stato metallurgico delle sue marche alle esigenze delle vostre applicazioni.Per ottenere un comportamento ferromagnetico dolce, è necessario effettuare una ricottura magnetica sulle barre o sui pezzi lavorati.

A seconda della marca e del livello di magnetismo richiesto, le condizioni di trattamento termico sono adattate per ottenere una struttura metallurgica ottimizzata.

Nella figura potrete osservare la microstruttura di una medesima marca trattata in 2 modi diversi e che presenta prestazioni magnetiche diverse.

Questo esempio illustra l’effetto della dimensione dei grani sul campo coercitivo.

Micrografie su 1.4511 trattato mediante ricottura magnetica e non trattato. Influenza sul campo coercitivo.

A/ Non trattato - Hc = 350 A/m

B/ Trattato - Hc = 140 A/m

200 µm200 µm

A/ B/

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Il compromesso martensitico Le marche martensitiche permettono di ottenere buone prestazioni magnetiche con proprietà meccaniche elevate. Rispetto alle marche ferritiche, queste marche sono più difficili da magnetizzare e smagnetizzare e possono quindi essere interessanti nel caso di pezzi di tipo magnete permanente.

Caratteristiche generali di alcune marche martensitiche inossidabili UGITECH

UGI 4005 UGI 4313 UGI 4418 UGI 4542

Magnetizzazione di saturazione (T)*

1.75 1.6 1.3 - 1.5 1.3 - 1.5

Campo coercitivo* (A/m) 850 - 1000 1200 - 1500 1650 - 2600 1800 - 3400

Permeabilità massima* 180 - 380 200 - 300 100 - 200 50 - 200

Campo residuo* (T) 0.9 - 1.2 0.7 0.5 - 0.7 0.4 - 0.7

Resistività (µΩ.cm) 57 60 80 70 - 80

Car. mec (Mpa)*Rp0.2 : 570-700Rm : 730-830

Rp0.2 : 800Rm : 1000

Rp0.2 : 930Rm : 1020

Rp0.2 : 800 - 1200Rm : 800 - 1300

* in funzione del trattamento termico

Una soluzione intermedia: la gamma UGIPLEXI Duplex sono interessanti per l’utilizzo in ambienti molto corrosivi. La presenza di una fase austenitica amagnetica riduce l’induzione di saturazione oltre ai valori di µ, Hc rispetto alle marche ferritiche.

Caratteristiche generali di alcune marche UGIPLEX

UGI 4362 UGI 4462 UGI 4507

Magnetizzazione di saturazione (T) 0.55 0.55 0.50

Campo coercitivo* (A/m) 600 700 750

Permeabilità massima 50 40 30

Campo residuo (T) 0.05 0.04 0.03

Resistività (µΩ.cm) 80 80 85

Ambiente adattoIdentico a quelli indicati per

l’UGI 4404 (AISI 316)

Duplex “gamma media” per le industrie chimiche,

petrolchimiche, industria cartaria e per la desalinazione dell’acqua

di mare.

Duplex “gamma alta” perle applicazioni più severe

nell’industria chimica,petrolifera, nell’industria cartaria,

desalinazione e anti inquinamento.

*misura dopo saturazione magnetica

07

Come funziona?Applicando un campo magnetico esterno (con un solenoide o un magnete), gli elettroni presenti nel materiale reagiscono conferendogli proprietà magnetiche specifiche.

Le grandezze utilizzate Questa reazione si misura mediante l’induzione B (aria + materiale) o mediante la polarizzazione magnetica J, specifica del materiale.

Per valutare l’effetto indotto dal materiale, solitamente si usa confrontarlo con quello generato dal vuoto B0, sottoposti entrambi allo stesso campo H. - nel materiale: B(H) = µ(H).H - nel vuoto: B0 = µ0.HSi qualifica il materiale in base alla sua permeabilità magnetica relativa µr corrispondente a µ/µ0.

Diverse possibilità per gli inox UgitechIn base al valore della loro permeabilità relativa, si definiscono due gruppi: • I paramagnetici* (µr ≥1) che si lasciano attraversare dal campo

H con poche modifiche. Vengono utilizzati per pezzi che devono rimanere “trasparenti” quando viene applicato loro un campo. Ne fanno parte gli acciai inossidabili austenitici. Affinché rimangano paramagnetici qualunque siano le condizioni di lavorazione e di trattamento termico, è necessario avere un’austenite molto stabile.

*chiamati anche amagnetici

• I ferromagnetici (µr >> 1). Comprendono gli acciai inossidabili ferritici, martensitici e duplex. La polarizzazione del metallo tende ad allinearsi con il campo esterno, a canalizzarlo e a rinforzarlo. Possono essere utilizzati come amplificatori di campo (nucleo magnetico) e/o per canalizzare il campo (schermatura magnetica).

La resistività elettrica è importante?Gli acciai inossidabili sono particolarmente ben posizionati per quel che riguarda questa caratteristica, per il fatto che contengono molti elementi di lega.Quando un pezzo ferromagnetico è sottoposto a un campo variabile, vengono create correnti di Foucault. Per ottenere una rapida reazione dell’applicazione, le prestazioni magnetiche da sole possono non essere sufficienti. Per contrastare questo fenomeno si ricorre a materiali dalla resistività elettrica elevata. L’esperienza ha dimostrato che la resistività può essere importante quanto le grandezze magnetiche tradizionali.

Resistività elettriche tipiche di materiali misurate a 25 °C

Materiale Comportamento Resistività (µΩ.cm)

Acciaio inossidabile austenitico tipo AISI 304, 316 Paramagnetico 72 - 74

Acciaio elettrico

Ferromagnetico

13

Acciaio al 2,5% di silicio 40

Acciaio inossidabile martensitico UGI 4005 57

Acciaio inossidabile ferritico UGI 4016L, UGI 4511 60

Acciaio inossidabile ferritico UGI 4105Si, IMRE, Ugiperm 12FM

76 - 78

Impr

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Barre

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