Le cinque famiglie di acciai inossidabili

Una definizione, cinque strutture

Un acciaio si considera inossidabile quando contiene almeno circa il 10.5% di cromo, sufficiente a formare il sottile film di ossido di cromo che protegge la superficie. Oltre a questa radice comune, la struttura cristallina — determinata principalmente dall'equilibrio tra nichel e cromo — divide gli acciai inossidabili in cinque famiglie.

Famiglia	Struttura	Magnetica?	Gradi principali	Caratteristica distintiva
Austenitica	Cubica a facce centrate	No (quando ricotta)	304, 316, 321	Migliore resistenza generale alla corrosione e formabilità
Ferritica	Cubica a corpo centrato	Sì	430, 409	Senza nichel, costo inferiore
Martensitica	Temprabile, tetragonale quando temprata	Sì	410, 420, 440C	Durezza mediante trattamento termico
Duplex	Circa metà austenite, metà ferrite	Sì	2205, 2507	Alta resistenza, resistenza ai cloruri
Da indurimento per precipitazione	Base martensitica o austenitica + invecchiamento	Di solito sì	17-4PH (630)	Resistenza molto elevata da un invecchiamento a bassa temperatura

Austenitica — la famiglia predefinita

I gradi 304 e 316 rappresentano la maggior parte di tutto l'inossidabile prodotto. Si formano e si saldano facilmente, restano tenaci fino a temperature criogeniche, e il molibdeno del 316 aggiunge resistenza alla vaiolatura per servizio marino e chimico. Non possono essere induriti mediante trattamento termico — solo mediante lavorazione a freddo. Punti deboli: resistenza moderata, suscettibilità alla tensocorrosione da cloruri a temperature elevate, e un prezzo che segue i mercati di nichel e molibdeno. Sono non magnetici quando ricotti, sebbene una pesante lavorazione a freddo possa renderli leggermente magnetici.

Ferritica — la famiglia economica

Con cromo ma essenzialmente senza nichel, i ferritici come 430 (decorativi, elettrodomestici) e 409 (sistemi di scarico) costano meno e resistono bene alla tensocorrosione. I loro limiti sono tenacità e saldabilità: l'ingrossamento del grano nelle zone di saldatura e una minore duttilità li confinano per lo più a sezioni più sottili e a servizi corrosivi moderati.

Martensitica — la famiglia temprabile

Gradi come 410, 420 e 440C scambiano la resistenza alla corrosione con la durezza: temprati e rinvenuti, operano in posateria, componenti per valvole, alberi e strumenti chirurgici. La loro resistenza alla corrosione è la più bassa delle famiglie — sono «inossidabili» rispetto all'acciaio al carbonio, non rispetto al 304.

Duplex — resistenza più cloruri

I gradi duplex come 2205 offrono circa il doppio della resistenza allo snervamento del 304 insieme a una forte resistenza alla vaiolatura da cloruri e alla tensocorrosione — la combinazione che li ha resi standard nel petrolio e gas, nella dissalazione e nelle navi cisterna chimiche. La fabbricazione richiede più cura (controllo dell'apporto termico), e la temperatura di esercizio è tipicamente limitata a meno di circa 300 °C a causa di meccanismi di infragilimento.

Da indurimento per precipitazione — gli specialisti della resistenza

Il 17-4PH e i suoi affini sono lavorati in uno stato tenero, poi invecchiati a poche centinaia di gradi per precipitare una fase rinforzante, raggiungendo resistenze molto elevate per alberi, ingranaggi, hardware aerospaziale e marino.

Una nota sulla prova con il magnete

«L'inossidabile è non magnetico» è un mito che inganna ogni settimana il controllo al ricevimento. Il magnetismo segue la struttura cristallina, non la qualità: tre famiglie e mezzo delle cinque famiglie sono magnetiche, e anche i gradi austenitici possono diventare leggermente magnetici dopo la lavorazione a freddo. Usare la prova PMI, non un magnete, per verificare il grado.