Ferritic stainless steel weldability : influence of process parameters on mechanical properties

The possible use of ferritic stainless steels in place of the well-konw AISI 304 represents a growing trend in the modern industry. Nickel-free composition leads a relevant material cost reduction. Low ferritic weldability often represent an important technical limitation. This property for three common ferritic grades (AISI 430, 441 and 409) is compared with AISI 304. Weld mechanical response and structure morphology are related with process energy and connection alignment quality through a laboratory investigation. Additionally the presence of titanium and niobium in AISI 441 and 409 composition allows evaluating the effect of these chemical species. AISI 441 weldability is comparable with AISI 304, even if it is more sensitive to process energy. AISI 409 presents a marked grain growth, indeed a cleaver thermal control is mandatory during the process. AISI 430 is not eligible for substitute AISI 304 in weld components due to martensite formation.

Il possibile utilizzo di acciai inox ferritici in sostituzione del diffuso AISI 304 rappresenta un trend crescente per l’industria moderna. La composizione, priva di nichel, garantisce un’ importante riduzione di costo del materiale. La bassa saldabilità spesso rappresenta una rilevante limitazione tecnica. Questa proprietà per tre diffusi gradi ferritici (AISI 430, 441 e 409) è confrontata con l’AISI 304. La risposta meccanica della saldatura e la morfologia microstrutturale sono relazionate con l’energia del processo e la qualità nell’allineamento della connessione attraverso prove di laboratorio. La presenza di titanio e niobio nel grado AISI 441 e 409 permette, in aggiunta, di valutare l’effetto di queste due specie chimiche. La saldabilità dell’AISI 441 è paragonabile all’AISI 304, anche se il primo risulta più sensibile a variazioni nell’energia del processo. L’AISI 409 presenta un marcato ingrossamento delle dimensioni dei grani, pertanto un accurato controllo termico durante il processo risulta fondamentale. L’Acciaio AISI 430 non è adatto per sostituire l’AISI 304 in componenti saldati a seguito della formazione di martensite.