L'acciaio inossidabile
Gli acciai cosiddetti inossidabili sono acciai nei quali i leganti entrano in proporzioni generalmente rilevanti.
Il principale legante e fattore dell'inossidabilità è il cromo. Sempre contenuto in percentuali superiori al 10-12% esegue un'azione passivante quando è disciolto nella matrice e non sottoforma di carburi complessi. Altri elementi comunemente usati come leganti negli acciai inossidabili sono: Nichel (Ni), Alluminio (Al), Molibdeno (Mo), Silicio (Si). Gli elementi alogeni, cloro (Cl) e fluoro (F), tendono a spezzare e distaccare la pellicola protettiva di ossido formatosi nella fase di auto passivazione dell'acciaio inox, rimettendo quindi "a nudo" la superficie del metallo. Conseguentemente tali elementi possono portare a fenomeni di corrosione. La presenza del Nichel (percentuale circa 8%) aumenta la capacità di resistenza alla corrosione poichè analogamente al cromo, anch'esso sviluppa un effetto passivante. Le principali categorie di acciai inossidabili, distinte per caratteristiche strutturali della matrice, sono:
Acciai Martensitici
Contengono in genere Carbonio (C) tra lo 0,3% e l'1% e Cromo (Cr) dal 13% al 18%. Allo stato ricotto sono scarsamente resistenti alla corrosione poiché il cromo è presente in forma di carburi. Prima della messa in opera è opportuno eseguire su tali acciai un trattamento termico variabile a seconda dell'uso a cui sono destinati. Possono essere temprati e rivenuti a temperature molto basse (180°) oppure a temperature molto maggiori (550-650°) eseguendo una sorta di bonifica. Le maggiori caratteristiche di resistenza alla corrosione si ottengono mediante tempra, poiché l'elevata temperatura discioglie i carburi di cromo nella matrice. La bonifica ad alta temperatura favorisce la riprecipitazione dei carburi, pertanto viene eseguita solo qualora si voglia ottenere una certa tenacità. Si possono ottenere durezze fino a 60-61 HRC. La saldatura risulta difficoltosa anche a causa della fragilità del cordone, risulta comunque necessaria un ricottura dopo la saldatura.
Acciai Semiferritici e Ferritici
Acciai aventi struttura intermedia tra i martensitici e gli austenitici il cui campo di impiego è piuttosto limitato
Acciai Austenitici
In questi acciai la struttura stabile a temperatura ambiente è l'austenite. Assieme al cromo, il principale legante è il Nichel (Ni) che migliora la resistenza a corrosione. In questi acciai tende a manifestarsi la segregazione di ferrite da parte dell'austenite in seguito a lavorazioni plastiche a freddo. Inoltre a temperature maggiori di 600°C si verifica la precipitazione di carburi di cromo e sopra gli 800°C un ingrossamento del grano austenitico. Pertanto risulta evidente che la prima contromisura per limitare il decadimento delle caratteristiche di resistenza a corrosione, è limitare la permanenza ad alte temperature. Per questi acciai non ha senso parlare di "tempra", ma è possibile eseguire un trattamento simile ad alta temperatura (900-1100°C) con permanenza molto breve seguito da un rapido raffreddamento. Questo ciclo termico ha diversi scopi: durante il riscaldamento si ottiene la soluzione dei carburi e degli altri composti depositati a bordo grano ripristinando quindi la resistenza a corrosione. Inoltre si distrugge l'eventuale incrudimento dovuto a lavorazioni meccaniche precedenti rendendo possibile eventuali successive lavorazioni. Infine si riomogenizza la struttura austenitica sciogliendo gli eventuali depositi di ferrite formatisi durante le deformazioni plastiche a freddo. E' evidente che il raffreddamento deve essere rapido per evitare la precipitazione dei carburi di Cromo nell'intervallo 850-500°C. La struttura austenitica presenta caratteristiche meccaniche di grande duttilità e malleabilità a cui si associa però una certa predisposizione all'incrudimento. La saldabilità è molto buona ma occorre prestare particolare attenzione alla protezione mediante gas inerte per evitare ossidazione nella zona termicamente alterata.
Nella sezione del sito "Designazione degli acciai inossidabili", si trovano le schede tecniche degli acciai impiegati più frequentemente nelle nostre lavorazioni (AISI 304, 316, 420)
BIBLIOGRAFIA ARTICOLO: "L'acciaio e il suo impiego" - Daniele Veschi - Patron