Acciaio inox AISI: cosa significa la sigla Aisi?

E’ comune trovare la sigla AISI come identificativo dell’acciaio inox.
La sigla “Aisi” si riferisce ad un istituto statunitense che propone un sistema di nomenclatura dell’acciao inox: parliamo dell’American Iron and Steel Institute.

Gli ambiti di applicazione dell’acciaio inossidabile sono innumervoli, grazie alle straordinarie proprietà di questa lega metallica. Senza di essa, tanto per fare un esempio, non potremmo ammirare la Tour Eifel sfidare il tempo”.

Non è comunque corretto parlare genericamente di singola “lega”, in quanto è profondamente errato consideare l’acciaio inossidabile come un singolo materiale.

Dosando i componenti che formano la lega, è infatti possibile ottenere diversi tipi di acciaio, ognuno dei quali è specificatamente adatto a particolari impieghi.

Inoltre anche le tecniche di produzione e la conformazione dei processi di ottenimento condiziona le caratteristiche e le prestazioni dell’acciaio inteso come prodotto finito.

Acciaio inox AISI: uno standard riconosciuto a livello mondiale.

 L’industria dell’acciaio statunitense è considerata come un settore strategico, spina dorsale dell’economia americana, come ribadito anche dall’ultimo rapporto rilasciato dall’associazione. Non stupisce quindi che la classificazione “Aisi” e il riferimento “acciaio inox AISI” si siano affermati nel corso degli anni, diventando uno standard di settore a livello mondiale per la precisa identificazione dell’acciaio inox.

Acciaio inox AISI: l’importanza della classificazione

Essendo una lega che, come abbiamno sopra accennato, può essere composta in modo molto diverso, è importante fare riferimento ad un sistema di classificazione ed identificazione preciso, affidabile e riconosciuto.

Ogni lega ha infatti proprietà meccaniche, fisiche e di resistenza molto diverse. Per ogni tipologia di utilizzo è quindi importante impiegare la materia prima con le caratteristiche appropriate. Solo coì sarà possibile sfruttare a pieno le straordinarie prerogative di questa lega metallica.

Cenni storici

L’acciaio inox nacque verso la fine dell’800, con il deposito del primo brevetto riguardante una lega di ferro con caratteristiche superiori in termini di resistenza alla corrosione.

La corrosione (banalmente la formazione di ruggine) era infatti la principale problematica che affligeva le correnti leghe di ferro.

Questa nuova lega era caratterizzata dalla presenza di cromo e da un tenore di carbonio abbastanza alto.

I primi utilizzi documentati di questa particolare lega risalgono ai primi del ‘900. A Sheffield, importante polo siderurgico inglese, l’Ing. Harry Brearley valutò che l’impiego di acciaio inox della produzione di canne per fucili garantiva una maggiore resistenza alle sollecitazioni.

Le armi prodotte impiegando questa nuova lega avevano prestazioni superiori, duravano molto di più e, di certo, non arrugginivano al semplice contatto con l’aria.

Sheffield era anche famosa per la produzione di posateria e Harry Brearley intuì che questo nuovo materiale era perfetto anche per queste produzioni.
Fino a quel momento le posate erano prodotte in argento o, in versione più economica, placcate superficialmente al nichel.

Poter impiegare una materia prima che come caratteristica intrinseca resisteva alla corrosione portava a incredibili vantaggi. In primo luogo era possibile ottenere una qualità e una resistenza del prodotto finito nettamente superiore alle altre leghe metalliche. Questa nuova lega garantiva inoltre notevoli vantaggi in termi di semplificazione dei processi produttivi.

Per la verità la nascita dell’acciaio inox non si può ricondurre ad una semplice intuizione: per saggiare le prestazioni degli acciai impiegati nella costruzione delle canne dei fucili era necessario intaccare la lega con degli acidi, prima di esaminare i campioni al microscopio.

Harry Brearley rimase molto sorpreso quanto vide che l’acciaio inox resisteva strenuamente all’azione degli acidi. Anche messo a contatto con alimenti molto acidi, come limone e pomodoro, notò un comportamento eccezionale: era arduo intaccare questa nuova e rivoluzionaria lega metallica.

Nacque così la definizione “stainless steel”, ovvero acciaio senza macchia. In verità la prima definizione fu “rustless steel”, ovvero acciaio senza ruggine, ma per motivi facilmente condivisibili si optò per la definizione che tutt’oggi conosciamo e riconosciamo.

Il segreto dell’acciaio inox

La capacità dell’acciaio inossidabile di resistere è riconducibile al fenomeno elettrochimico conosciuto come “passivazione”.

In termini sintetici e puramente descrittivi l’acciaio inox, a contatto con un agente ossidante (es. l’ossigeno contenuto nell’aria) forma uno strato protettivo superficiale che isola e protegge gli strati sottostanti, impedendo all’agente ossidante di penetrare ulteriormente.

Questo film infatti è perfettamente aderente, denso e poco poroso.

L’acciaio inox ai giorni nostri

Lega perfetta per gli impieghi in ambito alimentare, è preferita in tantissimi tipi di applicazione.

E’ possibile ricondurre la produzione moderna in tre principali macro-famiglie, normate e classificate come acciaio inox AISI: austenitici, martensitici e ferritici. Vediamoli in dettaglio.

Acciaio inox AISI: gli acciai inox austenitici.

Sono sicuramente gli acciai più diffusi, resistenti e facili da lavorare e saldare. Usati in varie applicazioni: dai prodotti di consumo (alimentare e non), alla produzione di impianti per la produzione e il trattamento degli alimenti, agli impianti chimici. Costituiti da una percentuale di cromo tra il 18% e il 25%, nichel tra l’8% e il 20%, hanno un tenore di carbonio inferiore allo 0,1%. Sono amagnetici.

La configurazione brevemente codificata 18/8 fa riferimento alle percentuali di Cromo (18%) e Nickel (8%) impiegate. E’ comune anche l’aggiunta di molibdeno, al fine di aumentare la resistenza alla corrosione in ambiente marino (cloruri).
Riferendoci all’ambito alimentare, le caratteristiche di questa famiglia di acciaio inox possono essere così sintetizzate:

• ottima resistenza alla corrosione
• poco poroso idoneo al contatto alimentare
• facile da pulire e da igienizzare
• facilmente lavorabile, forgiabile e saldabile
• ottima resistenza alle alte e basse temperature

Acciaio inox AISI: gli acciai inox ferritici.

Caratterizzati da una percentuale di Carbonio inferiore allo 0.1%, hanno caratteristiche fisiche peculiari. Ottenuti con l’aggiunta essenzialmente di cromo, essi sono meno resistenti alle alte temperature se confrontati con gli acciai austenitici.

Sono acciai lavorabili per deformazione plastica (sia a caldo che a freddo) e presentano difficoltà nella fase di saldatura, sono dotati di buone caratteristiche meccaniche e sono modestamente resistenti alla corrosione.

Sono magnetizzabili e non possono essere sottoposti a processi di tempratura per aumentare le prestazioni meccaniche, obiettivo che si persegue invece attraverso procedure di ricristallizzazione o incrudimento

Vengono utilizzati per la produzione di viterie, canne da fucile, strumentazione tecnica. Particolari leghe sono impiegate per la produzione di componenti per forni, sistemi di scarico, elettrodomestici, sistemi di convogliazione.

La lega acciaio inox AISI 430 è ampiamente utilizzata ed è particolarmente resistente al calore, impiegata comunemente nella costruzione di forni e di camere di combustione.

In sintesi gli acciai inox ferritici:

• sono ferromagnetici
• presentano buona lavorabilità
• sono forgiabili
• mediante aggiunta di silicio e alluminio si ottengono leghe particolarmente resistenti a calore e corrosione

Acciaio inox AISI: gli acciai inox martensitici.

La composizione prevede l’utilizzo di cromo in percentuale tra l’8% e il 18%, ed hanno un tenore di carbonio elevato, ovvero maggiore dell’1%.
L’acciaio inox martensitico ha caratteristiche meccaniche molto elevate, ed è l’unica tipologia di acciaio inox che può essere sottoposta alla tempra al fine di migliorare le prestazioni meccaniche.
Il procedimento di tempratura può essere calibrato in funzione della caratteristica che si vuole esaltare: durezza superficiale, resistenza alla corrosione, tenacità.
Come gli acciai ferritici anche l’acciaio inox martensitico è magnetico.
Viene usato soprattutto per strumenti di precisione, strumentazioni mediche, coltelleria, bisturi, lamette, utensileria inossidabile.
La lega acciaio inox AISI 630 è un acciaio martensitico utilizzato quando è richiesta elevata resistenza alle sollecitazioni, sia nell’industria chimica che motoristica.

Acciaio inox AISI: la classificazione

Secondo la nomenclatura acciaio inox AISI stabilita dall’American Iron and Steel Institute gli acciai inox si dividono in:

2XX: acciaio austenitico, formato da cromo, nichel e manganese
3XX: acciaio austenitico, formato da cromo e nichel
4XX: acciaio ferritico o martensitico, al cromo
5XX: acciaio martensitico, formato da cromo medio
6XX: acciaio indurente per precipitazione al cromo.

Per ottenere i caratteri da sostituire alle X è necessario fare riferimento al contenuto di carbonio in percentuale, moltiplicato per 100.

Acciaio inox AISI: la scelta di Tech-Inox per il settore alimentare

Acciaio inox AISI 304 (Sigla UNI EN 10088-1 X5CrNi18-10) acciaio austentico e amagnetico, composto da cromo tra il 18% e il 20%, nichel tra l’8% e l’11%. Comunemente conosciuto come acciaio 18-10.

Acciaio inox AISI 316 (Sigla UNI EN 10088-1 X5CrNiMo17-12-2): lega austentica composta da cromo, nichel e molibdeno.

Particolarmente resistente alla corrosione elettrolitica e intergranulare, anche dopo la saldatura. Viene impiegato diffusamente nel settore alimentare e in quello chimico, farmaceutico e cosmetico.

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