Uma das grandes vantagens do aço inoxidável é sua resistência à corrosão, e essa resistência é causada pelos filmes passivos formados sobre a superfície do aço.
Os filmes são extremamente finos, chegando a uma espessura aproximada de 30 a 50 angstrons. Para se ter uma ideia, um angstrom é a divisão de 1 milímetro por 10 milhões. A formação do filme passivo é favorecida pela presença de meios oxidantes.
As primeiras experiências com o aço inoxidável
As primeiras experiências com o aço carbono ocorreram há mais de 160 anos, numa época em que o aço inoxidável ainda não existia. A experiência foi realizada em meios nítricos, com uma amostra de aço carbono colocada em um recipiente com ácido nítrico diluído, sendo atacado rapidamente pelo ácido e produzindo vapores nitrosos.
No entanto, outra amostra, colocada em contato com ácido nítrico concentrado, que é muito mais oxidante do que o diluído, não era atacada. Observou-se depois que, ao acrescentar água e diluir o ácido nítrico concentrado, o aço carbono voltava a ser atacado, mas em menor proporção.
A diferença apresentada era somente que a última amostra havia ficado um determinado tempo em ácido nítrico concentrado, o que levou à conclusão de que o ácido nítrico concentrado havia formado um filme sobre a superfície do aço, protegendo de um ataque posterior com o ácido nítrico diluído.
A comprovação da existência do filme foi feita através de uma raspagem no aço, mostrando o desprendimento de vapores nitrosos provenientes do ácido nítrico diluído.
Diante dos resultados da experiência, foi visto que a passividade não é um fenômeno exclusivo do aço inoxidável. A maior parte dos metais forma os filmes passivos e, de maneira geral, comprovou que quanto mais oxidável é um metal, maior é sua tendência em formar os filmes passivos.
O filme do aço inoxidável
A ideia predominante, até alguns anos atrás, era que os filmes eram formados pelos óxidos dos metais, os óxidos hidratados, e que, no caso de aço inoxidável, o filme era proveniente de um óxido de Cromo, o elemento mais oxidável da liga de ferro e cromo.
Pensava-se que o filme passivo poderia ser formado inclusive pela reação espontânea entre o Cromo e o oxigênio do ar.
Essa ideia encontrou objeções em razão de algumas experiências. Observou-se que uma barra de aço carbono, quando colocada num deserto, em atmosfera sem umidade e com temperaturas elevadas, não apresenta oxidação.
Contudo, a mesma barra, quando submersa em água com adição de nitrogênio e previamente desoxigenada, é atacada pela oxidação.
Assim, pode-se chegar à conclusão que, aparentemente, o filme passivo do aço inoxidável é formado pela reação entre o metal base e a água, sendo constituído por um oxihidróxido dos metais cromo e ferro.
O filme formado sobre o aço inoxidável é composto por duas camadas: a primeira, mais próxima ao metal, onde os óxidos são predominantes, e a segunda, em contato com o meio ambiente, onde estão os hidróxidos.
O filme não apresenta uma situação estática. Com o tempo, há uma tendência ao crescimento dos óxidos e o enriquecimento de Cromo. Trata-se de um filme muito fino e aderente e, quando formado em meio oxidante, como é o caso do ácido nítrico, muito usado em banhos de decapagem, apresenta-se ainda mais resistente.
Os filmes passivos são formados no aço inoxidável em praticamente todos os meios, o que explica sua elevada resistência à corrosão e a grande quantidade de alternativas existentes para a sua utilização.
De forma geral, o aço inoxidável apresenta boa resistência à corrosão nos meios oxidantes, que facilitam a formação e conservação do filme. Nos meios redutores, a resistência do aço inoxidável é mais fraca, já que não favorecem a formação do filme, e mesmo destruindo o que se forma.
A formação do filme passivo sobre o aço tratado e transformado em aço inoxidável possibilita o seu uso numa extensa gama de aplicações na indústria, na arquitetura, na medicina e na alimentação, entre outras.
