Gli acciai inossidabili sono acciai con elevata percentuale di cromo (talvolta con presenza di altri elementi d’alligazione) messi a punto per contrastare le diverse forme di corrosione. Si suole distinguere la corrosione a secco (spesso chiamata corrosione ad alta temperatura o ossidazione) dalla corrosione a umido che si osserva in ambienti liquidi (o quando il metallo si ricopre di condensa liquida).

In linea generale si può affermare che la resistenza alla corrosione a caldo degli acciai inossidabili è legata alla formazione, e al successivo mantenimento in loco, di uno strato fine, compatto e aderente di ossido protettivo il quale impedisce un ulteriore attacco del materiale.

Il processo di corrosione a umido è invece di tipo elettrochimico e la resistenza alla corrosione degli acciai inossidabili è dovuta alla formazione di uno strato superficiale passivato che necessita, per instaurarsi, di un contenuto di cromo pari a circa il 12%. La formazione di questo strato “passivo” varia notevolmente in funzione di molteplici fattori quali il tipo di acciaio, la sua composizione chimica, lo stato del materiale, le condizioni di trattamento termico, la finitura superficiale ecc. Per ogni tipo di acciaio inossidabile questo film deve essere continuo e aderente alla superficie, non poroso e insolubile, in.grado di riformarsi una volta lesionato se risposto all’aria o all’azione di ambienti ossidanti.

La struttura di questi materiali metallici ne determina la suddivisione in acciai feritrici, martensitici, autentici, austeno-ferritici e indurenti per precipitazione.

Ferritici. Non posseggono i punti critici e tale struttura è garantita da un’alta percentuale di cromo e basso carbonio. Presentano buona attitudine alla resistenza al calore e agli ambienti ossidanti. Il loro impiego è diffuso anche a temperatura ambiente mentre a basse temperature decade molto la tenacità. Non possedendo i punti critici non sono suscettibili d’indurimento con un trattamento di tempra. Lo stato di impiego è pertanto quello che si ottiene dopo ricottura di ricristallizzazione.

Martensitici. Sono così denominati perché sono i soli tra gli acciai inossidabili a possedere i punti critici (Ac1 e Ac3) e quindi, dopo tempra, ad assumere tale struttura. Per la presenza del cromassi ha un forte spostamento delle curve sia isoterme che anisoterme verso destra e pertanto la struttura martensitica la si ottiene anche con raffreddamento in aria. Come gli acciai da bonifica, le migliori proprietà si ottengono dopo tempra e rinvenimento; particolare attenzione però deve essere posta a quest’ultimo trattamento per la precipitazione di carburi di cromo che possono alterare la resistenza alla corrosione.

Austenitici. La struttura autentica, stabile a temperatura ambiente è garantita dalla presenza di cromo e nichel e dal basso tenore di carbonio. Sono i più usati per impieghi in molteplici ambienti aggressivi, a bassa e alta temperatura di esercizio. Lo stato di trattamento termico usuale è quello solubilizzato. Come barre, corrente è l’impiego del trafilato a freddo in quanto questa operazione conferisce l’incrudimento desiderato privilegiando le caratteristiche resistenziali. Al fine di agevolare questa lavorazione a freddo e di non eccedere con l’incrudimento, si effettuano trattamenti di ossatura, i quali agiscono come “cuscinetti” tra la superficie del metallo e le filiere, rendendo minimo l’attrito. La resistenza meccanica può essere innalzata anche prevedendo l’aggiunta di zolfo di molibdeno. Una superficie liscia e uniforme (a bassissima rugosità) migliora notevolmente la resistenza alla corrosione.

Ferritico/austenitici. Comunemente denominati duplex, contenendo cromo, nichel, molibdeno e azoto in opportune proporzioni, hanno una struttura bifasica, formata da isole di austenite in matrice ferritica all’incirca in parti uguali. Caratteristiche principali di tali acciai sono un’ottima resistenza alla corrosione sotto tensione e un alto limite di snervamento.

Indurenti per precipitazioni. Acciai più noti come PH (Precipitation Hardening). L’indurimento si ottiene dopo tempra con successivi riscaldi a temperature non troppo elevate (480-600 °C). La caratteristica principale è una discreta resistenza alla corrosione, accompagnata da ottime proprietà meccaniche. Gli elementi maggiormente impiegati per indurire questi acciai sono: titanio (Ti), niobio (Nb), azoto (N), alluminio (Al), rame (Cu). Anche negli indurenti per precipitazione si hanno tipi martensitici, austenitici e semiaustenitici. Considerato il costo della materia prima, la convenienza per l’impiego è verso quei settori (aerospaziale e produzione di energia) dove veramente servono alta resistenza e ottimo allungamento.

I principali acciai inossidabili:

AISI 303 – AISI 304 – AISI 316 – AISI 416 – AISI 420 – AISI 430 – AISI 431