Gli acciai Inox
Quando nella lega Fe-C sono presenti in forti tenori altri elementi, l’acciaio si definisce “fortemente legato” e non è piùvalido, in generale, il diagramma di stato “semplice” Ferro-Carbonio. Tra gli acciai fortemente legati, di notevole importanza ci sono quelli detti “inossidabili” o “inox” o “stainless” (senza macchia). Gli acciai inossidabili sono delle leghe a base di ferro, di cromo e di carbonio arricchite di altri elementi quali nichel, molibdeno, silicio, titanio, etc.

La loro caratteristica peculiare è l’elevata resistenza all’attacco corrosivo degli agenti atmosferici; questa caratteristica è determinata dalla formazione spontanea sulla superficie dell’acciaio di un sottile strato di ossidi di cromo che protegge il metallo sottostante dagli attacchi corrosivi. Il fenomeno si definisce “passivazione”. Tale strato è formato in gran parte da ossido di cromo e da ossidi metallici. Questo strato, molto stabile e resistente, evita il contatto diretto tra atmosfera circostante e interno dell’acciaio e, a differenza dei comuni trattamenti di rivestimento protettivo (zincatura, verniciatura, etc.) ha la capacità di riformarsi anche in seguito a rottura accidentale rendendo il materiale intrinsecamente resistente alla corrosione.

In queste leghe il cromo deve essere presente in quantità non inferiori al 11%, per essere disponibile alla formazione di ossidi che riportano la perdita di peso per ossidazione dell’acciaio (corrosione) in funzione della percentuale di cromo presente in lega. Lo strato protettivo di ossidi di cromo presenta una resistenza e un ancoraggio al materiale che dipende dalla concentrazione di cromo presente in lega e dall’eventuale presenza di altri elementi, quali nichel, molibdeno, titanio, etc. Esistono quindi diversi gradi di inossidabilità o, in altre parole, una scala di nobiltà, determinata dalla presenza in lega degli elementi prima ricordati. Gli acciai inossidabili sono suddivisi in tre gruppi principali in base alle caratteristiche strutturali della lega stessa:

• Acciai Ferritici: Fe + Cr (15 ÷ 30%) + basso tenore di C (0.02 ÷ 0.1%);
• Acciai Martensitici: Fe + Cr (12 ÷ 19%) + medio tenore di C (0.08 ÷ 1.2%);
• Acciai Austenitici: Fe + Cr (16 ÷ 28%) + Ni (6 ÷ 32%) + C (0.02 ÷ 0.1%) NON magnetici.

Le differenze tra i vari gruppi sono sia nella composizione chimica che nelle caratteristiche della lega, quali le proprietà meccaniche e le proprietà di resistenza alla corrosione.
L’ossido di Cromo A causa della presenza del cromo nell’acciaio, gli ossidi che si sono formati durante la normale ossidazione a contatto con l’aria sono molto tenaci e abbastanza difficili da rimuovere. Per ottenere un risultato soddisfacente deve essere scelto un disossidante e un metodo di riscaldamento appropriato. Il flux più appropriato per brasature in aria nella maggior parte dei casi è un flux contenente fluoruro (tipo EN 1045: FH 10). Migliori risultati possono essere ottenuti con un flux a base silico-fluoruro in particolare se il ciclo di brasatura supera il minuto; il lato meno apprezzabile di questo flux è che i sui residui sono molto difficili da togliere e insolubili in acqua quindi rimuovibili solo attraverso spazzolatura meccanica.
Nella brasatura del giunto acciaio inox con metallo duro solitamente si utilizza un disossidante con boro > 1 (tipo EN 1045: FH 12) comunemente chiamato flux marrone o scuro per via del suo colore. Questo tipo di flux è da evitare nel caso in cui il giunto sia poi esposto all’umidità perché in fase di brasatura il boro diffonde sulla superficie dell’acciaio inox e reagendo con il Cr e Ni forma boruro di cromo e boruro di nichel. Questi composti sono bloccati nello strato superficiale dell’acciaio il quale cambia le sue proprietà ovvero diventa ricco di ferro quindi non inox. Se esposto all’umidità formerà ruggine fino alla possibile rottura del giunto, per evitare questo fenomeno è quindi consigliabile utilizzare solo disossidante “bianco” (tipo EN 1045: FH 10).
Acciai Inox: esperienza di brasatura fiamma
Processo e prodotti: Brasatura a fiamma neutra ossi-acetilenica con disossidante BrazeTec H pasta bianco su giunto inox-inox, lega utilizzata BrazeTec 5600.

Prova A
Riscaldamento del giunto spazzolandolo con la fiamma; la fiamma è sempre stata mantenuta in movimento tutt’attorno il giunto senza mai essere puntata direttamente sulla lega o sul punto di intersezione dei due materiali base. Il risultato ottenuto è un giunto privo di surriscaldamenti, ossidazioni scure nella zona oltre il bagno di fusione. Quest’ultimo, dopo pajettatura, è risultato di colore grigio lucente senza increspature lamellari, porosità o “secchezza” del cordone. Inoltre il bagno di fusione è risultato privo di venature/zone di colore “ruggine”.

Prova B
Abbiamo riscaldato il giunto puntando la fiamma direttamente sulla lega e sul punto di intersezione dei due materiali base. Il risultato ottenuto è un giunto surriscaldato con ossidazioni scure e di color “ruggine” nella zona oltre il bagno di fusione. La lega sul cordolo di brasatura presenta increspature lamellari e porosità dovute all’impoverimento della stessa degli elementi più basso-fondenti (Zn).
Considerazioni finali: a conclusione delle prove svolte si consiglia di adottare queste buone pratiche:

1. Applicare il disossidante BrazeTec H pasta tutto attorno al giunto ed iniziare a riscaldare uniformemente tutto il giunto mantenendo in movimento la fiamma fino alla temperatura di attivazione dello stesso (550 °C)
2. Raggiunta la temperatura di lavoro della lega BrazeTec 5600 (650 °C) applicare la barretta senza puntare la fiamma direttamente contro la stessa ma portarla a fusione per conduzione ovvero grazie al trasferimento di calore per contatto al giunto
3. Evitare di sovra-riscaldare il giunto mantenendo la fiamma ferma su un punto, evitare di aggiungere troppa lega e far ribollire il bagno di fusione con conseguente dispersione di calore nell’area attorno allo stesso.
4. L’acciaio inox è un materiale molto particolare che necessita di essere brasato con tempi e temperature adeguate pena la produzione di ossido di Cr che impedisce la bagnabilità.