Brearley adicionou cromo para que o aço criasse seu próprio escudo

Em 1913, o metalurgista de Sheffield Harry Brearley tentava melhorar o aço usado em canos de armas de fogo, que se erodiam e corroíam sob calor e pressão. Ele experimentou ligas de aço com diferentes teores de cromo, testando cano após cano enquanto tentava encontrar algo que resistisse.

Após meses de trabalho, todos os canos que ele havia feito tinham corroído — exceto o que continha cerca de 14% de cromo, que não corroeu. O que ele havia encontrado era o aço inoxidável. O cromo havia se combinado com o oxigênio para produzir uma camada fina e dura de óxido na superfície que impedia o oxigênio de alcançar o ferro por baixo, de modo que o aço deixou de enferrujar.

É por isso que o aço inoxidável é forte e resistente à corrosão: não porque é pintado ou revestido, mas porque a proteção faz parte do próprio metal. A camada de óxido de cromo é autorregenerativa, então mesmo que a superfície seja riscada, ela se reforma. O potencial elétrico mais negativo do cromo em relação ao ferro é o que o leva a atuar como essa camada passiva.

A descoberta foi acidental e a liga não era o que Brearley procurava, mas resolveu um problema muito além dos canos de armas de fogo. O aço inoxidável passou a ser usado em pias de cozinha, talheres, instrumentos cirúrgicos, equipamentos industriais e construção civil, e o grau mais comum, 18:8, tem 18% de cromo e 8% de níquel.

O óxido de cromo passiva o aço

O aço comum enferruja porque o oxigênio alcança o ferro e forma óxido vermelho.

O óxido de cromo, Cr2O3, forma uma camada superficial dura que bloqueia o oxigênio do ferro.

O potencial elétrico mais negativo do cromo o torna uma camada passiva, e não sacrificial.

A camada se autorregenera quando riscada, então a proteção é intrínseca ao metal, não aplicada a ele.

Em vez de proteger um material vulnerável com um revestimento que pode se desgastar, incorpore a proteção ao material para que ele se regenere continuamente.

Brearley produziu aço inoxidável em 1913 e ele se difundiu rapidamente assim que sua resistência à corrosão foi compreendida. O grau mais comum, 18:8, tem 18% de cromo e 8% de níquel, encontrado em pias, talheres e instrumentos médicos; graus mais resistentes à corrosão adicionam molibdênio para construção civil. Ele foi adotado não porque era mais duro ou mais forte, mas porque a camada de óxido autorregenerativa permitia que sobrevivesse onde o aço comum não conseguia. A prioridade da descoberta é debatida, mas o nome de Brearley ficou associado ao avanço prático.