Uno dei materiali che tende a resistere a corrosione è l’acciaio inox (definito come acciaio con almeno il 10% di cromo). L’aggiunta di cromo provoca la passivazione (formazione di uno strato di ossido stabile con spessore di pochi micron) sulla superficie. Di conseguenza, l’acciaio inox non si corrode facilmente o si macchia a contatto con l’acqua come accade per l’acciaio al carbonio. Tuttavia, in alcune circostanze, lo strato di passivazione può spezzarsi, provocando un attacco locale come la corrosione alveolare. La corrosione alveolare non consente però la previsione della durata come ad esempio avviene per i rivestimenti allo zinco. In generale, per una data applicazione, occorre selezionare una qualità di acciaio stabile e che non dimostra corrosione nell’ambiente dato.
Un’altra grave forma di corrosione legata all’acciaio inox è la tensocorrosione. L’acciaio inox austenitico può essere soggetto a questa forma di corrosione in ambienti specifici altamente aggressivi, come le piscine coperte. In tali casi, per alcune applicazioni occorre utilizzare qualità di acciaio altamente resistenti alla corrosione, ad es. qualità con contenuto di molibdeno superiore al 6%
A FAVORE DELLA CORROSIONE…
La previsione della corrosione è abbastanza aleatoria ma ci sono dei parametri che contribuiscono notevolmente all’innescare i fenomeni della corrosione (in ordine di importanza)
- Concentrazione dell’agente aggressivo
- Temperatura dell’agente aggressivo
- velocità del fluido sulle pareti del materiale
- Finitura superficiale del prodotto
Per queste ragioni è bene conoscere l’ambiente in cui andrà a lavorare il prodotto
La resistenza dell’acciaio inox contro la corrosione alveolare può essere stimata approssimativamente attraverso l’indice PREN (acronimo di Pitting Resistance Equivalent Number ovvero il numero equivalente di resistenza alla vaiolatura). l’indice PREN si basa sulla composizione chimica dell’acciaio considerando la quantità di cromo, molibdeno e azoto. In letteratura, per tale calcolo vengono indicate varie equazioni. Le equazioni più comuni sono:
quella in basso per Mo≥3%
In generale, acciai con un PREN>32 possono essere ritenuti resistenti agli ambienti marini.
Il PREN però è pensato come indice di resistenza al pitting, quindi ogni altro tipo di ambiente diverso da quello specifico per l’innesco di tale corrosione non è da considerarsi attendibile così come non è attendibile il suo confronto tra famiglie di acciai diversi: due acciai inossidabili con PREN identico, si comporteranno in maniera analoga in fase di “corrosione” potranno essere totalmente diversi in fase di ripassivazione.
TIPOLOGIE DI ACCIAIO INOX
Principalmente gli acciai inox si dividono in 3 grandi famiglie:
- martensitici
- ferritici
- austenitici
I martensitici sono acciai contenenti solo cromo in percentuale variabile tra 11% e 18% con piccole quantità di altri elementi in lega. Possono aumentare le loro caratteristiche meccaniche tramite trattamenti termici in quanto sono gli unici a poter essere temprati oltre che a garantire una buona lavorabilità per deformazione plastica (specie a caldo) e discreta truciolabilità nella sua versione solforata
I ferritici sono anch’essi acciai contenenti solo cromo ma la percentuale aumenta fino a valori tra 16% e 28% ma contrariamente a prima non possono subile trattamenti termici per innalzarne le caratteristiche meccaniche. Al contrario vi è ora una buona lavorazione per deformazione plastica sia a caldo che a freddo euna buona saldabilità
Gli austenitici presentano invece oltre al cromo in percentuale compresa tra 17% e 26% anche nichel in percentuale tra 7% e 22%. Qui la lavorabilità per deformazione plastica a freddo è buona (soprattutto se per imbutitura) e la lavorabilità alle macchine utensili oltre che la saldabilità.
Esiste però una famiglia “mix” tra gli austenitici e i ferritici chiamati acciai Duplex dove la struttura dell’acciaio si presenta sua come austenitica (acrbonio interstiziale nel reticolo ferro gamma cubico a facce centrate) che ferritica (carbonio interstiziale nel reticolo ferro alfa cubico a corpo centrato) generando maggior resistenza alla corrosione sotto stress oltre che caratteristiche meccaniche e di saldatura superiori a quelle dei ferritici semplici.
Resta inteso che la scelta della tipologia dell’acciaio inox è legata non solo alla sua resistenza alla corrosione ma anche alla sua resistenza meccanica e lavorabilità
EVITARE LA CORROSIONE GALVANICA
La corrosione galvanica può essere evitata attraverso la giusta scelta della combinazione di materiali. Tuttavia, ciò non è sempre possibile e a volte occorre considerare altre misure.
Per ridurre al minimo la corrosione galvanica, la differenza nel potenziale di corrosione libera tra i materiali deve essere più bassa possibile e/o il rapporto tra la superficie del metallo più nobile e quella del metallo meno nobile deve essere molto alto. Il potenziale di corrosione libera dipende dal potenziale standard, un valore termodinamico dato per ciascun metallo e l’ambiente corrosivo. Maggiore è il potenziale, più nobile è il metallo. Il contatto con un metallo con potenziale minore provoca la corrosione galvanica del metallo meno nobile. Da qui la possibilità di valutare l’applicazione di anodi sacrificali per eliminare (o meglio, ridurre quanto più possibile) la corrosione del materiale da proteggere.
