Acer inoxidable

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Lavabos d'acer inoxidable

L'acer inoxidable és un producte metal·lúrgic que resulta d'afegir a l'acer una proporció bastant elevada de crom, i níquel.

Així doncs, la qualitat d'inoxidable no prové de cap capa protectora superficial, sinó que es deu a l'aliatge, a la mescla de metalls.

L'acer inoxidable, per la seva resistència química, s'utilitza per fer mobiliari urbà, coberts i estris de cuina, estris de cirurgia, màquines per a les indústries dels aliments, química i farmacèutica, rentadores i rentavaixelles, elements ornamentals en els edificis, peces per a vaixells, estris de laboratori, rellotges, etc.

Un acer inoxidable bastant emprat és el 18-10, que conté un 18% de Cr i un 10% de Ni.

Existeixen molts tipus d'acers inoxidables segons la seva aplicació. La majoria d'ells no són ferromagnètics, és a dir, no són atrets per un imant.

Història[modifica | modifica el codi]

Alguns artefactes de ferro resistent a la corrosió sobreviuen de l'antiguitat. Un exemple famós és el Pilar de ferro de Delhi, construït per ordre de Kumara Gupta I al voltant de l'any 400. A diferència d'acer inoxidable, però, aquests artefactes deuen el seu durabilitat no al crom però al seu alt contingut de fòsfor, que, juntament amb les condicions meteorològiques locals favorables, promou la formació d'una capa protectora de passivació sòlid d'òxids de ferro i fosfats, en lloc de la capa d'òxid que es desenvolupa en la majoria de ferros.

La resistència a la corrosió dels aliatges de ferro-crom va ser reconeguda per primera vegada en 1821 pel francès Pierre Berthier metal·lúrgic, va destacar la seva resistència contra l'atac d'alguns àcids i va suggerir el seu ús en els coberts. Metal·lúrgics del segle XIX eren incapaços de produir la combinació de baixes emissions de carboni i alt contingut de crom es troben en els acers inoxidables més moderns, i els aliatges d'alt crom que podien produir eren massa fràgils per ser pràctic.

A finals de la dècada de 1890 Hans Goldschmidt d'Alemanya va desenvolupar un procés aluminotèrmica (tèrmit) per a la producció de crom lliure de carboni. Entre 1904 i 1911 diversos investigadors, en particular Leon Guillet de França, aliatges preparades que avui serien considerats acer inoxidable.

Friedrich Krupp Germaniawerft construir el veler 366 tones Germania amb un casc d'acer al crom-níquel a Alemanya el 1908. En 1911, Philip Monnartz informar sobre la relació entre el contingut de crom i resistència a la corrosió. El 17 d'octubre de 1912, Krupp enginyers Benno Strauss i Eduard Maurer patentada d'acer inoxidable austenític com ThyssenKrupp Nirosta.

Fets similars van tenir lloc simultàniament en els Estats Units, on Christian Dantsizen i Frederick Becket van ser industrialitzant acer inoxidable ferrític. El 1912, Elwood Haynes va sol·licitar una patent EUA en un aliatge d'acer inoxidable martensític, que no va ser concedida fins a 1919.

També en 1912, Harry Brearley del laboratori d'investigació de Brown-Firth a Sheffield, Anglaterra, mentre que la recerca d'un aliatge resistent a la corrosió per als canons de les armes, descobert i posteriorment industrialitzats un aliatge d'acer inoxidable martensític. El descobriment va ser anunciat dos anys després en 1915 un article al diari de gener al New York Times. El metall va ser posat posteriorment sota la marca 'Staybrite "per Firth Vickers a Anglaterra i es va utilitzar per a la nova marquesina d'entrada a l'Hotel Savoy de Londres 1929. Brearley sol·licitar la patent dels EUA durant 1915 només per trobar que Haynes ja havia registrat una patent. Brearley i Haynes combinar el seu finançament i amb un grup d'inversors van formar l'American Stainless Steel Corporation, amb seu a Pittsburgh, Pennsylvania.

En el començament de l'acer inoxidable es ven als EUA sota diferents noms de marca com a metall de Allegheny i acer Nirosta. Fins i tot dins de la indústria de la metal·lúrgia del nom final va quedar sense resoldre, i en 1921 una revista especialitzada que es diu "l'acer unstainable". El 1929, abans de la Gran Depressió, s'han fabricat més de 25.000 tones d'acer inoxidable i es venen als EUA.

Propietats[modifica | modifica el codi]

Té una alta resistència a l'oxidació en aire a temperatura ambient, fet que s'aconsegueix normalment afegint-li un mínim d'un 13% (en pes) de crom, i fins a un 26% si es vol utilitzar rn ambients hostils. El crom forma una capa de passivació de Crom III òxid (Cr2O3) quan s'exposa a l'oxigen. La capa és massa prima per a ser visible, i el metall segueix sent brillant. La capa és impermeable a l'aigua i l'aire, protegint el metall de sota. A més, aquesta capa es torna a formar ràpidament si es ratlla la superfície. Aquest fenomen s'anomena passivació i el podem trobar en altres metalls com l'alumini i el titani. És resistent a la corrosió.

Quan les peces d'acer inoxidable, com ara femelles i perns premuts junts, la capa d'òxid pot ser destruïda, fent que les peces es soldin juntes en tornar-se a formar la capa. En ser desmuntat, el material soldat pot ser esquinçat i va enfrontar, un efecte conegut com irritant. Aquest destructiva irritant pot ser millor evitar mitjançant l'ús de materials diferents per les parts forçats junts, per exemple, bronze i acer inoxidable, o fins i tot diferents tipus d'acers inoxidables martensítics (contra austenític), quan el desgast de metall contra metall és una preocupació, però dos aliatges diferents units elèctricament a la feina ambient humit com pila i es corroeixen més ràpidament. Aliatges nitrònic redueixen la tendència a biliar a través d'aliatge selectiva amb el manganès i nitrogen. A més, les unions roscades poden ser lubricats per evitar el gripat.

Anàlogament a l'acer, l'acer inoxidable no és un molt bon conductor de l'electricitat, amb al voltant d'un petit tant per cent de la conductivitat elèctrica del coure.

Els acers inoxidables ferrítics i martensítics són magnètics.

Els acers inoxidables austenítics no són magnètics.

Reciclatge i reús[modifica | modifica el codi]

L'acer inoxidable és 100% reciclable. Un objecte mitjana d'acer inoxidable es compon d'aproximadament 60 % de material reciclat dels quals aproximadament el 40 % s'origina a partir de productes al final de la seva vida i al voltant del 60% prové dels processos de fabricació. D'acord amb les existències de metalls del Grup Internacional de Recursos en l'informe de la Societat, les accions per càpita d'acer en ús en la societat és 80 a 180 kg en els països més desenvolupats i de 15 kg en els països menys desenvolupats.

Hi ha un mercat secundari que recicla ferralla utilitzable per a molts mercats d'acer inoxidable. El producte és principalment bobines, làmines i espais en blanc. Aquest material es compra a un preu menor a la primera i es ven als estampadors de qualitat comercial i les cases de xapa. El material pot tenir esgarrapades, bonys i forats però està fet amb les especificacions actuals.

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Acer inoxidable Modifica l'enllaç a Wikidata
  • Pere Molera i Solà; Marc J. Anglada i Gomila (versió anglesa original: W.D. Callister); Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Llibre I, Edicions Reverté, 1995, ISBN 84-291-7253-X
  • Pere Molera i Solà; Marc J. Anglada i Gomila (versió anglesa original: W.D. Callister); Introducción a la ciencia e ingeniería de los materiales, Llibre II, Edicions Reverté, 1996, ISBN 84-291-7254-8