Dezincificazione nel materiale base ottone

L’ottone è costituito da rame e zinco a cui poi possono essere aggiunti altri elementi per modificarne le caratteristiche di base.  Allo stato puro il rame cristallizza in un sistema cubico a facce centrate mentre lo zinco solidifica in un sistema esagonale compatto. Se nella composizione dell’ottone, la percentuale di zinco è inferiore al 36% circa, si parla di fase α ovvero la struttura cristallina è cubica a facce centrate, simile a quella del rame. In questo caso il materiale base ha un’ottima lavorabilità a freddo (imbutitura e stampaggio) e una buona lavorabilità a caldo. Se la percentuale di zinco varia dal 36% al 45% si possono avere fasi α+β: 1) fase β propriamente detta se la struttura cristallina è cubica a corpo centrato (questi ottoni si prestano a piccole deformazioni plastiche) oppure 2) fase β’ se la struttura è disordinata (questo tipo di ottoni sono caratterizzati da plasticità e duttilità). Con valori di zinco >47% scompare la fase α e la struttura è solamente in fase β, ciò implica l’impossibilità di deformazioni a freddo. Ottoni di questo tipo sono fragili ed inadatti alla produzione di semilavorati o getti.

Dezincificazione

La dezincificazione dell’ottone si manifesta in presenza di fase β. La dezincificazione è una corrosione selettiva dello zinco che lascia inalterato il rame. Nello specifico si tratta di una dealligazione selettiva di tipo galvanico, che interessa il metallo più elettronegativo (lo zinco) senza coinvolgere il rame.  Il processo di dezincificazione avviene secondo tre momenti:

• dissoluzione dell’ottone e passaggio in soluzione di ioni Zn²⁺ e Cu^2+;
• ossido – riduzione del tipo da Zn + Cu²⁺ a  Zn²⁺+ Cu, con precipitazione del rame in forma incoerente;
• ridefinizione del rame sull’ottone.

Lo zinco viene dissolto dalla lega di ottone per corrosione lasciando il rame poroso. Il rame residuo non ha la resistenza dell’ottone, pertanto la resistenza della lega si abbassa notevolmente. La formazione di croste di color bianco oppure la colorazione rosso-rame sulla parte esterna di un pezzo in ottone indicano una possibile dezincificazione. Per evitare il difetto è possibile aggiungere 0,02-0,25% di arsenico (As). Questo produce un’elevata resistenza alla dezincificazione alle normali temperature di esercizio, aggiungendo inoltre dello stagno (Sn) fino all’1,5% ne migliora ulteriormente la resistenza.