AISI 304 AISI 321 AISI 316 AISI 316Ti AISI 309 AISI 310
Gli acciai inossidabili costituiscono una famiglia di materiali con una caratteristica comune.
Questi Acciai sono protetti da una pellicola superficiale di ossido di cromo, creata dal cromo contenuto nella propria lega e dall’ossigeno dell’atmosfera.
Gli acciai inossidabili non richiedono alcuna ulteriore protezione superficiale contro la corrosione.
Nell’eventualità che la superficie venga danneggiata, la pellicola si auto costituisce immediatamente, in presenza di ossigeno.
Acciai inox austenitici
Acciai costituiti da leghe Cromo-Nichel, con Cromo compreso tra 17 e 26% e Nichel tra il 7 e il 22%.
È un acciaio contenente Ni e Cr in percentuale tale da conservare la struttura austenitica anche a temperatura ambiente.
Viene classificato in base alla percentuale di Ni e di Cr (vedi tabella); nella classificazione ASTM costituisce la serie 3XX.
La composizione base dell’acciaio inox austenitico è il 18% di Cr e l’8% di Ni, codificata in 18/8. Una percentuale del 2-3% di molibdeno assicura una miglior resistenza alla corrosione (acciaio 18/8/3).
Il contenuto di carbonio è basso (0,08% max di C), ma esistono anche acciai inox austenitici dolci (0,03% di C max).
L’acciaio inox austenitico può essere stabilizzato con titanio o niobio per evitare una forma di corrosione nell’area delle saldature (vedi più avanti le debolezze di questo tipo di acciaio).
Considerando la notevole percentuale di componenti pregiati (Ni, Cr, Ti, Nb, Ta), gli acciai inox austenitici sono fra i più costosi tra gli acciai di uso comune.
Le proprietà fondamentali sono:
– ottima resistenza alla corrosione;
– facilità di ripulitura e ottimo coefficiente igienico;
– facilmente lavorabile, forgiabile e saldabile;
– incrudibile se lavorato a freddo e non tramite trattamento termico;
– leggermente magnetico allo stato crudo, (gli acciai austenitici possono generare nel corso delle trasformazioni a freddo delle plaghe di fase martensitica che presentano un certo ferromagnetismo) in condizione di totale ricottura non si magnetizza.
La loro struttura austenitica (con cristallo cfc) li rende immuni dalla transizione duttile-fragile (che si manifesta invece con la struttura ferritica, cristallo ccc), quindi conservano la loro tenacità fino a temperature criogeniche (He liquido). La dimensione dei grani, sensibilmente più elevata di quella degli acciai ferritici da costruzione, li rende resistenti allo scorrimento viscoso; di conseguenza fra gli acciai per costruzione di recipienti a pressione, sono quelli che possono essere utilizzati alle temperature più elevate (600°C).
Dato che l’austenite è paramagnetica, questi acciai possono essere facilmente riconosciuti disponendo di magneti permanenti calibrati.
Gli impieghi di questi acciai sono molto vasti: pentole e servizi domestici, finiture architettoniche, mattatoi, fabbriche di birra, lattine per bibite e prodotti alimentari; serbatoi per gas liquefatti, scambiatori di calore, apparecchi di controllo dell’inquinamento e di estrazione di fumi, autoclavi industriali.
La loro resistenza a gran parte degli aggressivi chimici li rende inoltre molto apprezzati nell’industria chimica.
Gli acciai inox austenitici soffrono però di alcune limitazioni:
– la massima temperatura cui possono essere trattati è di 925°C;
– a bassa temperatura la resistenza alla corrosione diminuisce drasticamente: gli acidi rompono il film di ossido e ciò provoca corrosione generica in questi acciai;
– nelle fessure e nelle zone protette la quantità di ossigeno può non essere sufficiente alla conservazione della pellicola di ossido, con conseguente corrosione interstiziale;
– gli ioni degli alogenuri, specie l’anione (Cl-), spezzano il film passivante sugli acciai inox austenitici e provocano la cosiddetta corrosione ad alveoli, definita in gergo pitting corrosion.
Un altro effetto del cloro è la SCC (rottura da tensocorrosione).
L’unico trattamento termico consigliabile per questa classe di acciai è un quello di solubilizzazione del C a 1050°C, con raffreddamento rapido (per evitare la permanenza nell’area fra 800 e 400°C, dove può avvenire la precipitazione dei carburi di Cr).