Acciaio inossidabile

Quante volte abbiamo trovato sui prodotti contenenti o costruiti in acciaio un’etichetta con questa specificazione: Acciaio Inox 18/10? Ma che significa? Generalmente all’uomo della strada è noto solo che l’acciaio non si arrugginisce, ma perché e come si differenzia dal ferro e cosa sono quei numeri non sono argomenti comuni.

Vogliamo allora fare un po’ di chiarezza rispondendo a tre semplici domande:

1)      Perché il ferro si arrugginisce a contatto con l’ossigeno dell’aria?

2)      Perchè l’acciaio acquista particolari proprietà meccaniche che le sue componenti (il ferro o il carbonio) da sole non hanno?

3)      Esistono diversi tipi di acciaio? Che cosa sono le leghe?

Procediamo, però, per gradi.

Per la risposta alla prima domanda ricordiamo che la ruggine è un composto spontaneo costituito da vari ossidi di ferro idrati e carbonati basici di Fe(III), di colore bruno-rossiccio. La ruggine origina un fenomeno di corrosione dei materiali ferrosi laddove l’ossidazione del ferro è favorita dalla presenza di ossigeno e acqua, che mettono a disposizione l’ossigeno necessario alle reazioni chimiche coinvolte. La formula chimica della reazione che vede coinvolti Fe e H₂O è la seguente:

3Fe + 4H₂O -> Fe₃O₄ + 4H₂

Per “acciaio” (punto 2) si intende la lega composta principalmente da ferro e carbonio, quest’ultimo in percentuale non superiore al 2,11%: oltre tale limite, le proprietà del materiale cambiano e la lega assume la denominazione di ghisa.

Riguardo alla terza domanda, invece, ricordiamo che per acciai inox (o acciai inossidabili) intendiamo le leghe a base di ferro e carbonio che uniscono alle proprietà meccaniche tipiche degli acciai al carbonio caratteristiche peculiari di resistenza alla corrosione.

Tali materiali devono la loro capacità di resistere alla corrosione alla presenza di elementi di lega, principalmente cromo, in grado di passivarsi, cioè di ricoprirsi di uno strato di ossidi invisibile, di spessore pari a pochi strati atomici (3-5×10⁻⁷ mm), che protegge il metallo sottostante dall’azione degli agenti chimici esterni.

La famiglia degli acciai inox ha la caratteristica comune di avere un contenuto massimo di carbonio dell’1,2% e un valore minimo di cromo pari all’11-12%. Se la percentuale dei leganti è elevata, non si parla più di acciai inox bensì di leghe inox austenitiche. La definizione di inox, invece, deriva dal francese inoxydable.

La Normativa di riferimento in Italia ed in Europa è la norma UNI EN 10088-1:2005 – Acciai inossidabili – Parte 1 (Lista degli acciai inossidabili). In particolare l’acciaio austenitico, è un acciaio a struttura cubica a facce centrate, contenente nichel (Ni) e cromo (Cr) in percentuale tale da conservare la struttura austenica 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 (AISI 304).

Ecco allora che quando troviamo su un’etichetta “Acciaio Inox 18/10” si intende, in realtà, “Acciaio Inox AISI 304 18/10”, cioè una lega di ferro, carbonio con 18% di cromo e 10% di nichel.