Comportamento a corrosione di prodotti lunghi di acciaio inossidabile con differenti stati di fornitura (prima parte)

Gli acciai inossidabili sono caratterizzati da diverse composizioni chimiche e microstrutture. Questi parametri, così come la finitura superficiale del prodotto, influenzano la loro resistenza alla corrosione. Centro Inox ha recentemente effettuato un’indagine atta a stimare il diverso comportamento a corrosione di prodotti lunghi (barre) in acciaio inossidabile, nelle tipologie di materiale e di stato di fornitura più frequentemente commercializzate.

Il fine di questa indagine è stato quello di definire la diversa resistenza alla corrosione di cinque classi di acciaio inossidabile (AISI 430, AISI 430F, AISI 303, AISI 304 e AISI 316) con i rispettivi P.R.E.N. (Pitting Resistance Equivalent Number, ovvero un indice che individua l’attitudine di un generico acciaio inox a resistere alla corrosione localizzata) e, contestualmente, di due diverse tipologie di stato di fornitura che solitamente vengono richieste per i prodotti lunghi (finitura rettificata e finitura trafilata). A tale scopo, sono state condotte le seguenti prove

Prove potenziodinamiche
Prove potenziostatiche
Prove di immersione in FeCl₃
Prove di esposizione atmosferica
Prove in nebbia salina

PROVE POTENZIODINAMICHE – Sono test accelerati utili per definire rapidamente il comportamento alla corrosione localizzata dei metalli. I risultati finali, espressi come potenziale di corrosione (E_pit), possono essere utilizzati per eseguire una classificazione della resistenza alla corrosione per i diversi gradi e stati di finitura analizzati: maggiore è l’E_pit misurato, maggiore è la resistenza alla corrosione.
Nel caso specifico sono state eseguite prove in cella a tre elettrodi, utilizzando un campione di acciaio inossidabile, un elettrodo di riferimento in Ag/AgCl e un contro-elettrodo in titanio attivato. Durante la prova il potenziale del campione in acciaio inossidabile è stato aumentato dal valore di libera corrosione fino al raggiungimento delle condizioni di corrosione localizzata per pitting, con velocità di scansione 1 V/h. Per ogni acciaio e per ogni finitura, sono state eseguite prove in soluzione con 100 e 1000 ppm di cloruri sia sulla sezione sia sulla superficie laterale dei provini.

I risultati hanno mostrato che l’acciaio inossidabile AISI 316 è, tra quelli testati, la tipologia più resistente alla corrosione, di contro, l’AISI 430F è stato l’acciaio inossidabile che ha evidenziato la più bassa resistenza alla corrosione. Analizzando i risultati ottenuti per ogni singolo materiale, si evince che, generalmente, la finitura rettificata ha fornito dei potenziali di pitting maggiori rispetto alla stessa prova condotta su provini con finitura trafilata.

PROVE POTENZIOSTATICHE – Le prove potenziostatiche sono state eseguite immergendo i provini, polarizzati a +0.1 V vs Ag/AgCl, in una soluzione inizialmente priva di cloruri. Obiettivo è stato quello di determinare il tenore critico di cloruri prima che si inneschi il processo corrosivo. Dopo una settimana di immersione sono stati aggiunti in successione, ogni 80 ore, cloruri in soluzione nei seguenti dosaggi: 10 – 30 – 100 – 300 – 1000 – 3000 – 10000 ppm. Per tutto il periodo di immersione è stata eseguita un’osservazione visiva dell’innesco della corrosione e una misura sperimentale della corrente circolante su ogni campione. Il tenore critico di cloruri e il tempo di innesco della corrosione è stato determinato mediante osservazione visiva di un attacco di corrosione sul campione, confermato dalla misura di una corrente circolante maggiore di 1 mA.

Analogamente a quanto precedentemente riportato per le prove potenziodinamiche, anche in questo caso i risultati ottenuti risultano essere in generale coerenti con l’indice P.R.E.N., classificando la tipologia AISI 316 quale quella più resistente e l’AISI 430F come la meno resistente alla corrosione. Inoltre, si evince ancora una volta che, a parità di materiale analizzato, la finitura rettificata ha generalmente avuto un comportamento migliore rispetto alla finitura trafilata, confrontando il valore critico di cloruri ed il tempo di innesco misurati per i due diversi stati di fornitura. Questa tendenza si riscontra su tutti gli acciai inossidabili testati, ad eccezione dell’AISI 303, dove i parametri caratterizzanti questa prova risultano essere maggiori per la finitura trafilata.

Si ringrazia Rodacciai S.p.A. per il materiale fornito, ed il laboratorio RTM Breda ed il Politecnico di Milano per le prove condotte. Si ringrazia inoltre il gruppo di ricerca PoliLaPP (Lab. di corrosione dei materiali “P. Pedeferri”) del Politecnico di Milano, coordinato dal Prof. Marco Ormellese, al cui interno l’Ing. Giuseppe Diana ha partecipato allo svolgimento dell’indagine in qualità di laureando.

Rielaborazione dell’articolo pubblicato in Inossidabile, periodico del Centro Inox, l’associazione italiana per lo sviluppo degli acciai inossidabili (Inossidabile n° 219 – marzo 2020)