Secondo la norma EN 10088-1 è inossidabile un acciaio che contiene almeno il 10,5 % di cromo e non più dell'1,2 % di carbonio. Il cromo ha verso l’ossigeno un’affinità maggiore del ferro: a contatto con l’aria o con l’acqua forma sulla superficie un film di ossidi e ossidrossidi ricco di Cr(III), spesso appena 1–3 nanometri. Il film è compatto, aderente, trasparente e quasi insolubile: separa il metallo dall’ambiente e abbassa la velocità di corrosione di diversi ordini di grandezza. È il fenomeno della passività.
Il film non è un rivestimento applicato, ma una proprietà della lega: se viene graffiato o abraso, il cromo messo a nudo si riossida spontaneamente in presenza di ossigeno e la protezione si ricostituisce da sé (autopassivazione).
Il film passivo si riforma da solo dopo un danno meccanico.
Sotto il 10,5 % di cromo il film è discontinuo e si forma ruggine porosa, che non protegge; sopra la soglia la velocità di corrosione atmosferica crolla.
La resistenza alla corrosione cambia bruscamente attorno al 10,5 % di cromo. Le barre indicano gli intervalli di cromo delle qualità Lamina.
Il ruolo degli altri elementi
Nichel – stabilizza l’austenite, il reticolo cubico a facce centrate: gli acciai che ne contengono abbastanza (301, 304, 316) sono duttili, tenaci anche a bassa temperatura e non magnetici allo stato ricotto.
Molibdeno – rafforza il film passivo contro i cloruri e quindi contro la corrosione per vaiolatura (pitting) e interstiziale: per questo il 316 resiste meglio del 304 in ambiente marino o a contatto con sali.
Carbonio basso (versioni “L”, C ≤ 0,03 %) – tra circa 450 e 850 °C, ad esempio nella zona termicamente alterata di una saldatura, il carbonio si lega al cromo formando carburi Cr₂₃C₆ ai bordi di grano. Le zone vicine, impoverite di cromo, perdono la passività (sensibilizzazione) e possono subire corrosione intergranulare. Il 304 L e il 316 L riducono drasticamente questo rischio.
Un indice pratico per confrontare la resistenza al pitting è il PREN (Pitting Resistance Equivalent Number).
Il molibdeno porta il 316 nettamente al di sopra delle altre qualità.
Tre strutture, tre comportamenti
Famiglia
Qualità
Struttura
Caratteristiche principali
Austenitici
301, 301 Mo, 304, 304 L, 316, 316 L
cubica a facce centrate
Non magnetici da ricotti, ottima formabilità e saldabilità. Nel 301, più povero di nichel, l’austenite è metastabile: durante la laminazione a freddo si trasforma in parte in martensite α′, e il nastro raggiunge resistenze molto elevate (stati incruditi per molle).
Ferritici
430
cubica a corpo centrato
Senza nichel, magnetici, buona resistenza alla tensocorrosione da cloruri.
Martensitici
420
martensite (dopo tempra)
Più carbonio, temprabili: alta durezza e resistenza all’usura, per lame e utensili.
