Influenza dei parametri del processo di nitrurazione ionica sulla resistenza a corrosione di acciai inox

Abstract

Gli acciai inossidabili esibiscono una elevata resistenza alla corrosione in ambienti neutri aerati, ma per alcune
specifiche applicazioni spesso sono richieste anche buone proprietà tribologiche, in particolare in termini di
durezza superficiale. Al fine di ottenere uno strato superficiale con durezza migliorata, particolari in acciaio
inossidabile sono sottoposti al trattamento termochimico di nitrurazione ionica che comporta la formazione di una
fase superficiale indurita chiamata “ S-phase”. A seguito di questi trattamenti si osserva però un indebolimento
della resistenza a corrosione del prodotto finale associata a fenomeni di sensibilizzazione, cioè alla precipitazione
di fasi secondarie indesiderate che fungono da celle galvaniche locali a bordograno a seguito di una prolungata
permanenza dell’acciaio ad alte temperature. I parametri operativi utilizzati nel processo di nitrurazione ionica
rientrano negli intervalli di temperature / tempo che comportano la formazione di tali fasi responsabili della
diminuzione della resistenza a corrosione. Le famiglie di acciai inossidabili scelti per questo lavoro comprendono
acciai inossidabili austenitici, martensitici, duplex e 17-4 pH. La resistenza a corrosione degli acciai inossidabili
è stata valutata caratterizzando i substrati prima e dopo il trattamento mediante prove di polarizzazione
potenziodinamica ciclica. L’efficacia del trattamento termochimico è stata valutata mediante esame metallografico
e microdurezze Vickers. La profondità di nitrurazione è stata valutata tramite analisi GDOES mentre la natura delle
fasi presenti con l’ausilio della diffrazione dei raggi X. Dalle caratterizzazioni effettuate emerge che la qualità finale
della nitrurazione ionica è strettamente dipendente sia dal tipo di acciaio, sia dai parametri del processo. Difatti
non si è ottenuta una condizione comune a tutti i tipi di materiali. Emerge quindi la necessità di determinare le
condizioni ottimali effettuando trattamenti specifici per tipo di materiale. L’analisi XRD ha consentito di attribuire
la diminuzione della resistenza a corrosione alla formazione di nitruri di cromo nello spessore di nitrurazione, in
particolare nei cicli caratterizzati da temperature più elevate o tempi di processo più lunghi. Il metodo scelto per
il Test H e Test H2 con tecnologia al plasma differente, permette di eseguire un processo di nitrurazione valido
che comporta, per alcuni acciai inossidabili, a temperature relativamente basse, un comportamento a corrosione
migliore rispetto all’acciaio talquale per via dell’assenza di precipitati di nitruri di cromo.