Com Millora la Resistència a la Corrosió l’Acer Inoxidable?

Aug 25, 2025

Com Millora la Resistència a la Corrosió l’Acer Inoxidable?

Acer inoxidable és conegut per la seva capacitat de resistir la rovella i la corrosió, fet que el converteix en un material fonamental en indústries que abasten des del processament d’aliments i equip mèdic fins a la construcció i l’enginyeria marina. A diferència de l’acer al carboni normal, que es rovella fàcilment quan s’exposa a la humitat i l’oxigen, l’acer inoxidable manté la seva resistència i aparença fins i tot en ambients agressius. Aquesta resistència a la corrosió no és casualitat, sinó el resultat de la seva composició única i la formació d’una capa protectora a la superfície. Entendre com aconsegueix aquesta resistència l’acer inoxidable ajuda a explicar per què és el material preferit per a aplicacions on la durabilitat i la higiene són crucials. Aquesta guia explora la ciència que hi ha al darrere d'acer inoxidable resistència a la corrosió, els seus components clau i el seu comportament en diferents ambients.

El paper del crom en l'acer inoxidable

La raó principal per la qual l'acer inoxidable resisteix la corrosió és el seu alt contingut de crom. El crom és un element metàl·lic que reacciona amb l'oxigen per formar una capa protectora a la superfície de l'acer, clau per a la seva durabilitat.

Formació de la capa passiva : Quan l'acer inoxidable conté almenys un 10,5% de crom (el mínim necessari per a resistència a la corrosió), el crom reacciona amb l'oxigen de l'aire o de l'aigua per formar una fina capa invisible anomenada òxid de crom (Cr₂O₃). Aquesta capa sovint es coneix com a «capa passiva» perquè passiva l'acer, és a dir, atura qualsevol reacció addicional amb l'entorn.
Propietat d'autoregeneració : Si la capa passiva es ratlla o danyada (p. ex., per un tall o abrasió), el crom del ferro es combina immediatament amb l’oxigen per tornar a formar la capa. Mentre hi hagi prou oxigen i crom disponibles, la capa passiva es reforma, evitant que la rovella es propagui. Aquesta capacitat d’autoregeneració és exclusiva de l’acer inoxidable i garanteix una protecció a llarg termini.
Més crom per augmentar la resistència : Les qualitats d'acer inoxidable amb un contingut més elevat de crom (per exemple, 18% o més) formen una capa passiva més gruixuda i estable. Aquestes qualitats s'utilitzen en ambients altament corrosius, com ara zones costaneres amb salinitat o plantes de processament químic, on es requereix una protecció addicional.

La capa passiva basada en crom és la base de la resistència a la corrosió de l’acer inoxidable, fent-lo molt més durador que l’acer al carboni en condicions humides o agressives.

Altres elements d’aliatge que milloren la resistència

Tot i que el crom és l'element principal, altres elements d'aliatge de l'acer inoxidable milloren encara més la seva resistència a la corrosió i el seu rendiment en entorns específics.

Níquel : L'addició de níquel (comú en graus d'acer inoxidable austenític com el 304 i el 316) estabilitza l'estructura de l'acer, fent-lo més dúctil i fàcil de conformar. El níquel també millora la capacitat de la capa passiva per resistir la corrosió en ambients àcids o alcalins, fet que fa que aquests graus siguin adequats per a equips de processament d'aliments o dipòsits químics.
Molibdè : El molibdè s'afegeix a l'acer inoxidable (per exemple, el grau 316) per millorar la resistència a la corrosió per picots, un tipus de dany localitzat causat per ions clorur en aigua salada, suer o productes químics industrials. Això fa que l'acer inoxidable amb molibdè sigui ideal per a aplicacions marines, estructures costaneres o dispositius mèdics que entren en contacte amb fluids corporals.
Titani o niobi : Aquests elements eviten la sensibilització, un procés on es formen carburs de crom a les vores dels grans durant la soldadura, reduint el crom a la zona circumdant i debilitant la resistència a la corrosió. Les qualitats d'acer inoxidable amb titani o niobi (per exemple, 321) s'utilitzen sovint en estructures soldades com canonades o dipòsits, garantint que la capa passiva romangui intacta fins i tot després de processos a alta temperatura.
Nitrogen el nitrogen augmenta la resistència de l'acer inoxidable i millora la seva resistència a la corrosió per picadura i esquerdes, sovint utilitzat en graus d'alta resistència per a aplicacions estructurals en ambients corrosius.

Aquests elements d'aliatge treballen juntament amb el crom per adaptar la resistència a la corrosió de l'acer inoxidable a necessitats específiques, des d'ús quotidià fins a condicions industrials extremes.

Resistència a Diferents Tipus de Corrosió

La capa passiva de l'acer inoxidable i els elements d'aliatge el protegeixen contra diverses formes de corrosió, que són comunes en diferents ambients:

Corrosió General : Aquest és un tipus de corrosió uniforme sobre la superfície d'un material, típica de l'acer al carboni exposat a la humitat. La capa passiva de l'acer inoxidable evita la corrosió general, fins i tot en ambients humits com cuines, banys o estructures exteriors.
Corrosió per punts : Es formen petits forats (pits) quan els ions clorur (provinents de sal, llevadents o aigua de mar) trenquen la capa passiva. L'acer inoxidable que conté molibdeni (grau 316) resisteix aquesta tipus de corrosió, fet que el fa millor que el grau 304 per a aplicacions prop de la costa o a prop de piscines.
Corrosió en escletxa : Aquest tipus de corrosió es produeix en espais estrets (escletxes) on l'oxigen és limitat, com per sota de cargols, juntes o brutícia. La capa passiva no pot reformar-se sense oxigen, permetent que comenci la corrosió. L'acer inoxidable amb un contingut més elevat de cromi i molibdeni redueix aquest risc, fet que el fa adequat per a maquinària amb unions estretes.
Corrosió per esquerdatge per tensió : Això passa quan un material està sotmès a tensió (per exemple, per soldadura o flexió) i exposat a ambients corrosius. Els acers inoxidables austenítics (com el 304 i el 316) són més resistents a la fissuració per corrosió tensa que altres tipus, fet que els fa ideals per a recipients a pressió o components estructurals sota càrrega.

En resistir aquests tipus de corrosió, l'acer inoxidable manté la seva resistència i aparença, reduint els costos de manteniment i substitució en diverses aplicacions.

Higiene i manteniment fàcil

La resistència a la corrosió de l'acer inoxidable contribueix també a la seva higiene i facilitat de manteniment, fet que el fa popular en indústries on la neteja és crítica.

Superfície no porosa : La capa passiva crea una superfície llisa i no porosa que resisteix el creixement de bacteris, fongs i mols. Això és essencial en la indústria alimentària, hospitals i instal·lacions farmacèutiques, on la higiene evita la contaminació.
Fàcil neteja : L'acer inoxidable es pot netejar amb detergents o desinfectants simples sense danyar la capa passiva. A diferència dels materials que es corrompen quan estan exposats a productes de neteja, l'acer inoxidable conserva la seva resistència, garantint higiene a llarg termini.
Resistència als productes químics : Moltes qualitats d'acer inoxidable resisteixen els àcids, les bases i els agents de neteja, fet que les fa adequades per a laboratoris, cuines comercials i entorns industrials on l'exposició a productes químics és habitual.

Aquesta combinació de resistència a la corrosió i d'higiene fa que l'acer inoxidable sigui indispensable en entorns on la neteja i la durabilitat van de la mà.

Longevitat i cost-efectivitat

Tot i que l'acer inoxidable és més car inicialment que l'acer al carboni, la seva resistència a la corrosió garanteix estalvis econòmics a llarg termini, convertint-lo en una opció econòmicament viable a llarg plaç.

Vida útil extesa : Els components d'acer inoxidable duren dècades sense oxidar-se ni deteriorar-se, fins i tot en entorns difícils. Per exemple, baranes exteriors d'acer inoxidable o ferramenta marina pot suportar l'aigua salada i les condicions meteorològiques durant 20–30 anys, comparat amb els 5–10 anys de l'acer al carboni pintat.
Manteniment reduït : A diferència de l'acer al carboni, que requereix pintures, recobriments o reparacions periòdiques per evitar la corrosió, l'acer inoxidable necessita un manteniment mínim. Això estalvia temps, mà d'obra i materials al llarg de la vida útil del producte.
Costos de substitució més baixos : Com que l'acer inoxidable resisteix la corrosió, hi ha menys necessitat de substitucions freqüents. Això és especialment valuós en àrees de difícil accés, com ara estructures de sostre o canonades submergides, on substituir peces corroïdes és costós i disruptiu.

La durabilitat a llarg termini de l'acer inoxidable justifica el seu cost inicial, convertint-lo en una inversió intel·ligent tant per a aplicacions industrials com de consum.

FAQ

Quin és el contingut mínim de crom en l'acer inoxidable per a resistència a la corrosió?

L'acer inoxidable requereix com a mínim un 10,5 % de crom en pes per formar la capa passiva protectora necessària per a la resistència a la corrosió. Un contingut més elevat de crom (18 % o més) proporciona una protecció millorada.

Per què l'acer inoxidable grau 316 és més resistent a la corrosió que el grau 304?

El grau 316 conté molibdè, que millora la resistència a la picor i a la corrosió intersticial causada pels ions clorur (per exemple, aigua salada). El grau 304 no conté molibdè, fet que el fa menys adequat per a ambients altament corrosius.

Pot oxidar-se l'acer inoxidable?

L'acer inoxidable pot oxidar-se si la capa passiva està danyada i no pot tornar a formar-se, per exemple, en ambients amb poc oxigen o quan està exposat a nivells elevats de clorurs sense prou molibdè. El manteniment adequat i l'elecció del grau correcte redueixen aquest risc.

És adequat l'acer inoxidable per a ús exterior?

Sí. Els acers inoxidables del tipus 304 funcionen bé per a la majoria d'ambients exteriors, mentre que el grau 316 és millor per a zones costaneres o regions amb alta humitat i exposició a la sal.

Com es manté la resistència a la corrosió de l'acer inoxidable?

Netegeu-ho regularment per eliminar la brutícia, la sal o els productes químics que puguin danyar la capa passiva. Eviteu els netejadors abrasius que ratllin la superfície i assegureu una ventilació adequada en espais tancats per permetre que la capa passiva es reformi si es deteriora.