L’ “inossidabilità” negli acciai: un concetto da chiarire
Parlare di acciai inossidabili è, in senso stretto, una semplificazione. Gli acciai si ossidano comunque: la differenza la fa il tipo di ossido che si forma sulla loro superficie.
Negli acciai con alto tenore di cromo (oltre il 10,5%) e basso contenuto di carbonio, si sviluppa spontaneamente un sottile strato di ossido di cromo (Cr₂O₃). Questo film è trasparente, aderente, autorigenerante e con un colore simile a quello del metallo sottostante: per questo viene definito “passivante”. È proprio questa pellicola invisibile che protegge il materiale dalla formazione dell’ossido di ferro (la ruggine classica), bloccando l’avanzamento della corrosione.
Nei gradi austenitici, come gli acciai AISI 304 o 316, privi di carbonio o quasi, questo meccanismo è molto efficace. La resistenza alla corrosione è elevatissima, ma le caratteristiche meccaniche sono piuttosto modeste: si tratta di acciai teneri, non temprabili, adatti ad ambienti chimici aggressivi ma non a usi strutturali o da taglio.
Al contrario, negli acciai martensitici (come gli AISI 420), l’introduzione di carbonio permette di ottenere, tramite trattamento termico, una struttura martensitica ad alta durezza. Ma qui nasce un conflitto:
- Il cromo può legarsi al carbonio, formando carburi duri e contribuendo alla durezza.
- Oppure può rimanere in soluzione solida, libero di formare il film passivante.
Non può fare entrambe le cose: più cromo legato in carburi = meno cromo disponibile per la passivazione.
Ad esempio, un AISI 420C con 0,4% di carbonio e 13% di cromo può, a seconda della temperatura e della tempra, offrire due scenari:
- una buona resistenza alla corrosione con durezza moderata (48–50 HRC),
- oppure una durezza più elevata (53–54 HRC), ma con sensibilità alla corrosione nettamente maggiore.
Questo equilibrio tra resistenza meccanica e resistenza alla corrosione è il cuore della progettazione metallurgica degli acciai inossidabili da utensili.
Ecco un grafico che mostra chiaramente il compromesso negli acciai martensitici tra:
- Durezza (in HRC), che aumenta all’aumentare del contenuto di carbonio grazie alla formazione di martensite e carburi.
- Resistenza alla corrosione, che invece diminuisce, poiché una parte del cromo si lega al carbonio in forma di carburi e non è più disponibile per formare lo strato passivante protettivo.
Esempi pratici:
| Tipo di Acciaio Inox | Trattamento Termico | Effetto sulla durezza/usura | Impatto sulla corrosione |
| AISI 420 (martensitico) | Tempra e rinvenimento | Aumenta durezza (fino a 50 HRC) | Corrosione media |
| 17-4PH (indurente per precipitazione) | Invecchiamento a 480–620 °C | Alta durezza e buona usura | Buona resistenza alla corrosione |
| AISI 316 (austenitico) NICRO 100 (martensitico + azoto) | Ricottura e passivazione Tempra e rinvenimento | Bassa durezza, ottima inossidabilità Alta durezza, 56÷60HrC, massima inossidabilità | Ottima resistenza alla corrosione Ottima resistenza alla corrosione |
Applicazioni tipiche:
| Settore | Acciai Inox Utilizzati | Trattamenti Termici Utili |
| Alimentare | AISI 316, NICRO 100 | Ricottura, passivazione, tempra e rinvenimento |
| Meccanica di precisione | 17-4PH, AISI 420,NICRO 100 | Indurimento per precipitazione, tempra e rinvenimento |
| Oil & Gas | Duplex, Superduplex | Solubilizzazione, rinvenimento controllato |
| Medicale | AISI 316L, 17-4PH, NICRO 100 | Invecchiamento, ricottura a bassa temperatura |
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