Acero

Acero inoxidable es el término utilizado para describir una familia notable y extremadamente versátil de materiales de ingeniería, que se seleccionan principalmente por sus propiedades resistentes a la corrosión y al calor.

Todos los aceros inoxidables contienen un mínimo de 10.5% de cromo. En este nivel, el cromo reacciona con el oxígeno y la humedad del medio ambiente para formar una película de óxido protectora, adherente y coherente que envuelve toda su superficie. Esta película de óxido (conocida como capa pasiva o de límite) es muy delgada (2-3 nanómetros). [1 nanómetro = 10-9 m].

La capa pasiva sobre aceros inoxidables exhibe una propiedad verdaderamente notable; cuando está dañado se repara automáticamente, ya que el cromo en el acero reacciona rápidamente con el oxígeno y la humedad en el ambiente para reformar la capa de óxido.

El aumento del contenido de cromo más allá del mínimo del 10,5% confiere una resistencia a la corrosión aún mayor. La resistencia a la corrosión se puede mejorar aún más, y se puede proporcionar una amplia gama de propiedades, mediante la adición de 8% o más de níquel.

Clasificación de aceros inoxidables

El árbol genealógico de acero inoxidable tiene varias ramas, que pueden diferenciarse de varias maneras; en términos de sus áreas de aplicación, por los elementos de aleación utilizados en su producción, o, quizás la forma más precisa, por las fases metalúrgicas presentes en sus estructuras microscópicas:

📍 Los aceros inoxidables ferríticos consisten en cromo (típicamente 12.5% o 17%) y hierro. Estos materiales contienen muy poco carbono y no se pueden tratar con calor, pero presentan una resistencia a la corrosión superior a los aceros inoxidables martensíticos y poseen una buena resistencia a la oxidación. Son ferromagnéticos y, aunque están sujetos a una transición de impacto a bajas temperaturas, poseen una formabilidad adecuada. Su expansión térmica y otras propiedades térmicas son similares a los aceros convencionales. Los aceros inoxidables ferríticos se sueldan fácilmente en secciones delgadas, pero sufren un crecimiento de grano con la consiguiente pérdida de propiedades cuando se sueldan en secciones más gruesas.

📍 Los aceros inoxidables martensíticos consisten en carbono (0.2-1.0%), cromo (10.5-18%) y hierro. Estos materiales pueden tratarse térmicamente, de manera similar a los aceros convencionales, para proporcionar una gama de propiedades mecánicas, pero ofrecen una mayor templabilidad y tienen diferentes temperaturas de tratamiento térmico. Su resistencia a la corrosión puede describirse como moderada (es decir, su comportamiento a la corrosión es peor que otros aceros inoxidables con el mismo contenido de cromo y aleación). Son ferromagnéticos, sujetos a una transición de impacto a bajas temperaturas y poseen una formabilidad pobre. Su expansión térmica y otras propiedades térmicas son similares a los aceros convencionales.

📍 Aceros inoxidables austeníticos consisten en cromo (16-26%), níquel (6-25%) y hierro. Este grupo contiene más calidades y se utilizan en mayores cantidades que cualquier otra categoría de acero inoxidable. Exhiben una resistencia a la corrosión superior a los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos. El rendimiento de corrosión puede variar para adaptarse a una amplia gama de entornos de servicio mediante un cuidadoso ajuste de la aleación. Estos materiales no pueden endurecerse por tratamiento térmico y se fortalecen por endurecimiento por trabajo. A diferencia de los aceros inoxidables ferríticos y martensíticos, los grados austeníticos no muestran un límite elástico. Ofrecen una excelente formabilidad y su respuesta a la deformación puede controlarse mediante la composición química. No están sujetos a una transición de impacto a bajas temperaturas y poseen una alta tenacidad a temperaturas criogénicas. Exhiben mayor expansión térmica y capacidad térmica, con una conductividad térmica menor que otros aceros inoxidables o convencionales. Generalmente se sueldan fácilmente, pero se requiere cuidado en la selección de consumibles y prácticas para grados más altamente aleados. Los aceros inoxidables austeníticos a menudo se describen como no magnéticos, pero pueden volverse ligeramente magnéticos cuando se mecanizan o trabajan.

📍 Los aceros inoxidables dúplex consisten en cromo (18-26%) níquel (4-7%), molibdeno (0-4%), cobre y hierro. Estos aceros inoxidables tienen una microestructura que consiste en austenita y ferrita, que proporciona una combinación de la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables austeníticos con mayor resistencia. Los aceros inoxidables dúplex son soldables, pero se debe tener cuidado para mantener el equilibrio correcto de austenita y ferrita. Son ferromagnéticos y están sujetos a una transición de impacto a bajas temperaturas. Su expansión térmica se encuentra entre la de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos, mientras que otras propiedades térmicas son similares a los aceros al carbono simples. La formabilidad es razonable, pero se requieren fuerzas mayores que las utilizadas para los aceros inoxidables austeníticos.