Cos’è l’acciaio INOX: composizione, proprietà e differenze con le altre leghe di acciaio

L'acciaio inossidabile, anche noto con il nome di acciaio INOX o Stainless steel, è una particolare lega di acciaio con specifiche caratteristiche che le garantiscono una efficace protezione contro la corrosione. Trova largo impiego in vari settori, tra cui quello alimentare risulta certamente più vicino al nostro utilizzo quotidiano. Essendo una lega, ha una sua particolare ricetta che la distingue da altre tipologie di leghe, identificandone punti di forza e di debolezza. In questo articolo ne descriviamo i principali utilizzi, la composizione della lega e le differenze con alcune tra le leghe più comuni.

Come è fatta la lega di acciaio INOX: la composizione chimica

Cosa cambia quindi rispetto ad altre leghe di acciaio? Va ricordato che è possibile parlare di acciaio quando abbiamo a che fare con una lega di ferro (Fe) e carbonio (C), quest'ultimo con percentuali non superiori a circa il 2%. Nel caso degli acciai inossidabili, oltre a queste due essenziali componenti, troviamo appunto ulteriori elementi chimici presenti nella lega, come il principalmente il cromo (Cr) e il nichel (Ni). Solitamente, pertanto, si distingue una lega inox da altre leghe identificando la stessa come una lega ferro-cromo-carbonio, con percentuali di cromo (Cr) superiore al 12% e percentuali di carbonio relativamente ridotte. Altri elementi possono essere poi aggiunti per darle ulteriori proprietà, quali la lavorabilità o una migliore saldabilità.

La lega così formata ha molte similitudini con il meno conosciuto acciaio Cor-Ten: anche questa è una lega Ferro-Carbonio, con aggiunta di altri elementi quali il rame (Cu), il cromo (Cr) e il fosforo (P). Questa lega ha caratteristiche meccaniche migliori dell'acciaio inossidabile, soprattutto in termini di resistenza, il che la rendono più appetibile nel settore civile/meccanico in termini di applicazioni. Entrambe le leghe dimostrano una notevole protezione alla corrosione spontanea dell'acciaio in ambienti aggressivi.

Il funzionamento della lega INOX e le sue proprietà

Partiamo dal nome: una lega di acciaio è impropriamente chiamata inossidabile, in quanto non esiste ad oggi una lega che non manifesti in alcuni modo l'innesco di un processo di ossidazione in condizioni ambientali sfavorevoli (banalmente, in presenza di aria). Il processo di ossidazione è rappresentato da quella reazione chimica che comporta la perdita di elettroni da parte di una specie chimica. Questo processo, purtroppo spontaneo in presenza di ossigeno, è la principale causa di degrado e rovina del materiale nel tempo, anche e soprattutto dal punto di vista meccanico. Dunque, anche un acciaio inox si ossida, ma grazie al contenuto percentuale di cromo nella lega, questa ossidazione riguarda il cromo e si traduce praticamente nella formazione di una patina protettiva saldamente "ancorata" al materiale di partenza, che interrompe la propagazione dell'ossidazione agli strati profondi, che quindi coinvolgerebbero il ferro presente nella lega, generando ruggine! Si parla in questi casi di processo di passivazione.

Quali sono le tipologie di acciaio inossidabile

Esistono principalmente tre grandi famiglie di acciai inox:

• Le leghe di acciaio contenenti principalmente il cromo (Cr), con percentuali variabili tra 11% e 18%, anche chiamati inossidabili martensitici. La loro particolarità è dovuta al fatto che, grazie ad alcuni trattamenti termici, sono in grado di sviluppare un incremento delle caratteristiche meccaniche, come la resistenza, rispetto agli acciai ordinari.
• Se la percentuale di cromo supera quelle precedentemente indicate, fino a raggiungere anche il 18%, allora si parla di inossidabili ferriciti. A differenza dei precedenti, in questo caso non esistono processi termici in grado di migliorare le performance meccaniche della lega. Tuttavia, risultano essere molto lavorabili a qualsiasi temperatura (quindi sia a caldo che a freddo).
• Le leghe di acciaio che contengono sia cromo (Cr) con alte percentuali (tra il 17% e il 26%), che nichel (Ni) con percentuali tra il 7% e il 22%, sono chiamate inossidabili austenitici. Queste leghe non sono meccanicamente migliorabili mediante processi termici, ma si possono incrementare localmente le caratteristiche meccaniche del prodotto finito a seguito di importanti deformazioni permanenti imposte: tecnicamente, in questi casi si parla di buone caratteristiche incrudenti della lega.

Gli utilizzi dell'acciaio INOX

Sebbene si possa generalmente pensare all'acciaio inox come utilizzo confinato ai classici utensili da cucina, i settori di impiego per queste leghe sono svariati:

• In edilizia vengono spesso utilizzati per realizzazione di serramenti o ascensori, anche in minor parte per elementi strutturali;
• Nel settore delle infrastrutture sono molto utilizzati per gli impianti di depurazione o potabilizzazione delle acque.
• Nel settore dei trasporti, invece, si utilizzano molto per la componentistica strutturale dei veicoli.
• Il settore alimentare, come è noto, ne giova moltissimo per la realizzazione di utensili di vario tipo.

Per questo ultimo settore di impiego, infatti, è opportuno citare le proprietà di igienicità del materiale, che lo rendono una scelta preferibile per tutti quegli utilizzi che hanno bisogno di opportune protezioni dalla contaminazione esterna. L'igienicità di un materiale è una combinazione di vari aspetti, tra i più importanti si può citare la resistenza alla corrosione, assenza di rivestimenti protettivi fessurabili o deteriorabili, assenza di porosità sulla superficie di contatto, elevata resistenza ad urti e shock termici, bassa ritentività batterica (bassa capacità di trattenere batteri). Sono diverse le norme, nazionali e internazionali, che sanciscono l'idoneità dell'acciaio inossidabile se a contatto con acqua potabile e/o materiale alimentare di vario tipo, motivo per il quale lo stesso trova largo utilizzo nella produzione di tutta una serie oggetti quotidianamente utilizzati da ognuno di noi.

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