Corrosione intergranulare

In un materiale metallico, omogeneo da un punto di vista microscopico, l’effetto che puo' avere il contorno dei grani sul comportamento alla corrosione puo' essere trascurato. Tuttavia, in alcune condizioni, come possono essere le soluzioni di attacco metallografico o in presenza di disuniformita' chimiche insorte a seguito di trattamenti termici , meccanici, il contorno dei bordi puo' essere molto reattivo, mentre il cuore dei grani praticamente non si corrode dando luogo ad un attacco localizzato. Le disuniformita' chimiche sono legate soprattutto all’impoverimento di uno degli elementi di lega ( come puo' essere il cromo nella lega Fe-Cr-Ni ) o sono legate alla presenza di costituenti diversi precipitati al contorno dei grani ( ad esempio CuAl2 nelle leghe Al-Cu ). Tale attacco localizzato, detto anche corrosione intergranulare o intercristallina , puo' condurre allo scollamento di un grano rispetto all’altro con effetti catastrofici sulle proprieta' di resistenza ai carichi ed agli urti. La velocita' di progressione di queste forme di corrosione e' molto elevata e quindi finisce per intaccare una sezione importante del materiale. Per questi motivi le corrosioni localizzate sono le piu' pericolose.

In condizioni particolari molte leghe di alluminio ad elevata resistenza ed alcune leghe di rame che contengono dei precipitati di indurimento sono suscettibili di corrosione intergranulare.

Uno dei piu' importanti esempi di corrosione intergranulare si verifica sugli acciai inossidabili austenitici ( 18%Cr - 8%Ni ) contenenti un normale tenore di carburi ( 0,6% - 0,8%) quando vengono scaldati o raffreddati lentamente attraverso un intervallo di temperatura che varia da 500 ad 850°C. In questo intervallo, detto di sensibilizzazione, possono precipitare carburi di cromo ( Cr23C6 ) al bordo dei grani. Questi carburi impoveriscono di cromo le regioni adiacenti e si puo' osservare come il tenore di questo elemento possa scendere anche al di sotto del 12% che e' la concentrazione minima necessaria per la passivazione dell’acciaio in molti ambienti ed al di sotto della quale la resistenza alla corrosione diminuisce di vari ordini di grandezza.

Quindi se un acciaio inossidabile viene posto in ambiente aggressivo, in cui le zone al bordo dei grani sono in condizioni di attivita' e si comportano anodicamente, mentre le zone al cuore dei grani sono in condizioni di passivita' e si comportano catodicamente, le regioni prossime ai bordi di grano vengono severamente attaccate.

La suscettibilita' alla sensibilizzazione degli acciai inossidabili austenitici e' ben caratterizzata dalle curve che al variare della temperatura danno i tempi necessari per la sensibilizzazione. Per ogni tipo di acciaio si ottengono curve che dividono il campo tempo-temperatura in due zone. Solo i trattamenti termici che operano per tempi ed a temperature che cadono nella zona sinistra della curva non sensibilizzano il materiale. Grazie a queste curve si e' potuto stabilire l’effetto degli elementi di lega sulla suscettibilita' alla "sensibilizzazione".

A seguito del meccanismo di precipitazione di carburi di cromo puo' avvenire anche il cedimento di saldatura per un acciaio inossidabile ( AISI 304, AISI 316 ). Questo tipo di rottura e' denominata "decadimento della saldatura" ed e' caratterizzata da un leggero spostamento della zona corrosa rispetto al centro della saldatura. Durante il ciclo di saldatura l’acciaio rimane per troppo tempo nell’intervallo di temperatura di sensibilizzazione e quindi i carburi di cromo precipitano ai bordi di grano nelle zone termicamente alterate dalla saldatura. Se la saldatura in condizioni di sensibilizzazione non viene successivamente riscaldata per disciogliere i carburi di cromo, in ambiente corrosivo se viene sollecitato puo' cedere.