Nella struttura cristallina dell’austenite: il ferro (in grigio) è disposto secondo un reticolo cubico a facce centrate, mentre il carbonio (azzurro) è presente come elemento interstiziale.

L’austenite è una soluzione solida primaria di tipo interstiziale di carbonio nel ferro ? (il quale presenta un reticolo cubico a facce centrate o “CFC”). L’austenite è stabile solo ad alta temperatura (sopra i 723 °C) fino al punto di fusione (1495 °C con un tenore in peso di carbonio dello 0,17%), non ha proprietà magnetiche e può contenere al massimo il 2,06% in peso di carbonio alla temperatura di 1148 °C.[1] A seconda della modalità di raffreddamento, l’austenite si trasforma in perlite, bainite o martensite. Questa trasformazione ha un’importanza chimica nella tempa dell’acciaio. La presenza nella soluzione solida, oltre al ferro e al carbonio, di altri metalli in lega (detti “elementi gammageni”) modifica la temperatura minima per ottenere l’austenite. Il molibdeno, il cromo e il silicio tendono a innalzarla, mentre il manganese e il nichel tendono ad abbassarla. Nel caso degli acciai inossidabili austenitici, l’austenite è stabile a temperatura ambiente. Negli acciai inox austenitici altre al cromo vi è la presenza caratterizzante del Nickel e la percentuale di carbonio è piuttosto bassa. Il cromo va dal 16 al 25%, il nickel dall’1 al 37%. Gli acciai austenitici si possono dividere in due grandi categorie, quelli con cromo e nickel (Ni-Cr) e quelli con una presenza importante di molibdeno dal 2 al 6% ( Ni-Cr-Mo)

Le proprietà fondamentali degli acciai inox austenitici sono: ottima resistenza alla corrosione – facilità di ripulitura e ottimo coefficiente igienico – facilità di lavorazione di forgiabilità e di saldatura – incrudibili se lavorati a freddo e non con trattamento termico – in condizioni di totale ricottura non di magnetizzano

La composizione base dell’acciaio austenitico è 18% cromo 8% Nickel conosciuta come acciaio 18/8 o Aisi 304. Con l’aggiunta alla lega di un 2/3 % di Molibdeno si ha una resistenza alla corrosione dei cloruri (acqua di mare, sali disgelanti ecc…) migliore e la lega così ottenuta è nota come AISI 316 o acciaio 18/8/3 . Il contenuto di carbonio è intorno allo 0,08%. Nella lega possono essere introdotti anche altre elementi per una maggior stabilizzazione o per avere caratteristiche particolare come ad esempio evitare forme di corrosione nell’area delle saldature, in questo caso vengono aggiunti elementi come il titanio o il nonio. L’utilizzo nelle leghe inox autentiche di elementi pregiati (cromo, nickel. molibdeno, titanio , nonio, tantalio) fa si che gli inox austenitici siano fra gli acciai più costosi tra quali di uso comune.

gli acciai austenitici possono soffrire di corrosione in due situazioni particolari:
1) nelle fessure o nelle zone protette la quantità di ossigeno può non essere sufficiente alla conservazione della pellicola di ossido con una conseguente corrosione interstiziale.
2) gli ioni cloruro e fluoruro possono creare una la creazione dello strato di passivazione e il fenomeno corrosivo seguente è conosciuto come Pitting o vaiolatura. Sono dei piccoli crateri circondati da un alone. Per Limitare questo effetto , nei casi in cui si potrebbe verificare, è necessario usare leghe con percentuali elevate di Ni-Cr-Mo.
Liner cavitation pitting immagine di una particolare affetto da pitting

Gli austenitici più comuni sono (indichiamo la sigla Aisi della normativa americana che è la più usata ne l settore):

AISI serie 200 (201-202-205) dove le percentuali di Nickel sono molto basse e si ha invece una forte percentuale di Manganese. meno duttili e meno resistenti alla corrosione della serie 300 hanno il vantaggio di costare molto meno per cui vengono impiegati quando le necessità economiche sovrastano quelle tecniche.

AISI serie 300
in questa serie ci sono due grandi gruppi di leghe il primo a cui appartengono le leghe con Ni Cr ( 310-302-303-304-305-308-309-310-314-321-330-347-348) e il secondo in cui ci sono le leghe Ni Cr Mo ( 316 e 317)
Nel primo gruppo (Ni Cr) il tipo più comune è:
AISI 304: è l’inox più usato in senso assoluto con valori medi di Cr del 19% e del Ni del 9,5%, il tenore di carbonio è basso e arriva al massimo allo 0.08%. Ha un’ottima lavorabilità, buone caratteristiche meccaniche e un buon compromesso tra resistenza alla corrosione e costo. Gli impieghi più diffusi sono in camp architettonico e nell’arredamento, nell’industria alimentare, nel trasporto di ossigeno/idrogeno o azoto liquidi, nell’industria chimica e nucleare. Esiste una versione chiamata 304L con un tenore di carbonio molto basso (0,03%) compensato da una percentuale più alta di Nickel. Questa differenza consente una maggior resistenza alla corrosione intergranulare che si forma durante i raffreddamento delle saldature. Più costoso del 304 semplice viene usato soprattuto per manufatti di spessore elevato che vanno saldati dove si potrebbero , appunto, verificare problemi di corrosione intergranulare.
Particolare è l’AISI 308 con una percentuale di Cromo intorno al 20% e di Ni intorno lall’1% ha una resistenza alla corrosione e all’ossidazione a caldo nettamente superiore al 304. Il suo impiego principale è come filo di saldatura visto che la percentuale molto alta di Cromo serve proprio a compensare le perdite per ossidazione di questo metallo durante il procedimento di saldatura.
Nel secondo gruppo (Ni Cr Mo) il tipo più usato è:
Aisi 316. simile al 304 la presenza di Mo gli consente (come abbaino già visto) una maggior resistenza alla corrosione soprattutto in presenza di cloruri ( sale marino, prodotti chimici ecc..) e di essere molto più resistente ai problemi di pitting o vaiolatura che essendo molte volte non visibili possono provocare problemi di sicurezza molto grandi in impianti chimici, petrolchimici, nucleari. Gli impieghi tipici di questo acciai odono: l’industria chimica e petrolchimica, le attrezzature marine e navali, l’industri a enologica, le apparecchiature fotografiche, gli impianti per la produzione di fertilizzante, di zucchero, di lavorazione del pomodoro, le cartiere. Esistono diversi tipi di 316 ( F-N-L-LU-Ti-Cb)dove l’aggiunta di altri elementi alla leghe conferisce caratteristiche particolari per impieghi speciali.
Esistono poi degli acciai definiti super austenitici dove viene aumentata molto la percentuale diMolibdeno per raggiungere la massima resistenza possibili alla corrosione, esempi di questo tipo sono il 317 (usato nelle tintorie e nell’industria degli inchiostri) e l’X5 Cr-Ni-Mo 20 25 6 , usati nella costruzione degli scambiatori di calore per i motori marini.

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