Brearley ajouta du chrome pour que l'acier forge son propre bouclier

En 1913, le métallurgiste de Sheffield Harry Brearley cherchait à améliorer l'acier utilisé dans les canons de fusil, qui s'érodait et se corrodait sous l'effet de la chaleur et de la pression. Il expérimenta des alliages d'acier contenant différentes quantités de chrome, testant canon après canon pour tenter de trouver une composition qui tiendrait.

Après des mois de travail, tous les canons qu'il avait fabriqués s'étaient corrodés — sauf celui contenant environ 14 % de chrome, qui ne l'était pas. Ce qu'il avait trouvé était l'acier inoxydable. Le chrome s'était combiné à l'oxygène pour produire une fine couche d'oxyde dure à la surface qui empêchait l'oxygène d'atteindre le fer en dessous, si bien que l'acier cessait de rouiller.

C'est la raison pour laquelle l'acier inoxydable est résistant et résistant à la corrosion : non pas parce qu'il est peint ou revêtu, mais parce que la protection fait partie du métal lui-même. La couche d'oxyde de chrome est auto-réparatrice, de sorte que même si la surface est rayée, elle se reforme. C'est le potentiel électrique plus négatif du chrome par rapport au fer qui le pousse à agir comme cette couche passive.

La découverte fut accidentelle et l'alliage n'était pas ce que Brearley cherchait, mais il résolvait un problème bien au-delà des canons de fusil. L'acier inoxydable en vint à être utilisé dans les éviers de cuisine, les couverts, les instruments chirurgicaux, l'équipement industriel et la construction de bâtiments, et la nuance la plus courante, 18:8, contient 18 % de chrome et 8 % de nickel.

L'oxyde de chrome passive l'acier

L'acier ordinaire rouille parce que l'oxygène atteint le fer et forme de l'oxyde rouge.

L'oxyde de chrome, Cr2O3, forme une couche de surface dure qui bloque l'oxygène et l'empêche d'atteindre le fer.

Le potentiel électrique plus négatif du chrome en fait une couche passive plutôt que sacrificielle.

La couche se répare d'elle-même lorsqu'elle est rayée, de sorte que la protection est intégrée au métal, et non appliquée sur lui.

Au lieu de protéger un matériau vulnérable par un revêtement qui peut s'user, intégrer la protection au matériau lui-même afin qu'il se régénère continuellement.

Brearley fabriqua de l'acier inoxydable en 1913 et celui-ci se répandit rapidement une fois sa résistance à la corrosion comprise. La nuance la plus courante, 18:8, contient 18 % de chrome et 8 % de nickel, et se retrouve dans les éviers, les couverts et les instruments médicaux ; des nuances plus résistantes à la corrosion ajoutent du molybdène pour la construction de bâtiments. Il fut adopté non pas parce qu'il était plus dur ou plus résistant, mais parce que la couche d'oxyde auto-réparatrice lui permettait de survivre là où l'acier ordinaire ne le pouvait pas. La priorité de la découverte est débattue, mais le nom de Brearley est resté attaché à la percée pratique.