Elementos de los Aceros Inoxidables
El Cromo como principal elemento en los aceros inoxidables, tienen un contenido normalmente de 11 a 12% de Cromo (Cr), ya que es el elemento que forma una película en la superficie extremadamente delgada, continua y estable. Esta película deja la superficie inerte a las reacciones químicas. Esta es la característica fundamental de resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables. El cromo es un formador de ferrita
El segundo elemento importante en los aceros inoxidables es el Niquel (Ni), cuyo proposito es formar austenita, por lo tanto incrementa la resistencia a temperaturas elevadas y criogénicas, aumenta la resistencia a la corrosión y la ductilidad.
El tercer elemento es el Molibdeno (Mo) que favorece la formación de ferrita. Mejora aun más Ia resistencia a altas temperaturas y Ia resistencia a Ia corrosión.
El cuarto elemento crítico es el Carbón (C), que es un fuerte formador de austeníta, mejora Ias propiedades mecánicas pero puede causar corrosión intergranular por los carburos que forma con el cromo. En los aceros inoxidables se pretende que este elemento sea muy bajo y controlado ya que, como su propósito lo indica, un elevado contenido puede dificultar los maquinados y aumentar el riesgo a la corrosión.
Como quinto elemento el Manganeso (Mn), que estabiliza Ia austeníta a temperatura ambiente pero forma ferrita a temperaturas elevadas. Inhibe Ia fisuración en caliente.
Finalmente como sexto elemento importante el Titanio (Ti), favorece Ia formación de ferrita, actúa como refinador de grano, pues se combina con el carbono reduciendo Ia susceptibilidad a Ia corrosión intergranular.
Existen elementos residuales o en mucho menor cantidad que forman parte de la aleación son: el Niobio (Nb), Fósforo (P), Azufre (S), Selenio (Se), Silicio (Si), Nitrogeno (N); cada uno de ellos tiene diferente influencia en las características físicas, químicas y mecánicas de los aceros inoxidables.
A partir de estos elementos y sus diferentes contenidos surgen las familias de aceros inoxidables que serán seleccionados en base a los siguientes criterios.
1. Resistencia a la corrosión y oxidación a altas temperaturas,
2. Propiedades mecánicas
3. Características de transformación del producto
4. Costo total
Familias de aceros Inoxidables
ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS
Conocidos como AISI: 430,409,434. Aceros inoxidables al Cromo. Tienen un contenido de cromo que varía del 12 al 18% Cr. Pero un bajo contenido de carbón (C) >0.2%
Propiedades
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Resistencia a la corrosión de moderada a buena, la cual se incremente con el contenido de Cromo y en lagunas aleaciones de molibdeno.
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Magnético, no endurecible y siempre usado en condiciones de recocido.
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Su soldabilidad es pobre por lo que generalmente se limitan las uniones por soldadura a calibres delgados. En el caso de 409 se adiciona titanio como estabilizador, mejorando su factibilidad de soldado.
ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS
Conocidos como AISI 304,304L,321,316,316L,316Ti y 317L. Al agregar Níquel (Ni) al acero inoxidable, la estructura cristalina se transforma en austenita, de aquí el término de acero Austenítico. La composición química de este tipo de acero inoxidable es del 18% Cromo y 8% Níquel (18/8). Si se requiere incrementar la resistencia a la corrosión se agrega de 2% a 3% de molibdeno (Mo), (18/8/3). El contenido de carbón es bajo 0.08% C máx. Aunque también hay una clasificación adicional “bajo carbón” o “L” (0.03% C máx.).
Propiedades:
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Excelente resistencia a la corrosión
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Excelente para higiene y limpieza
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Excelente soldabilidad
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Su uso es en la condición de recocido, en la cual son no magnéticos
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Tienen la habilidad de ser funcionales en temperaturas extremas, bajas temperaturas (criogénicas) previniendo la fragilización y altas temperatura (hasta 925°C)
ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS RESISTENTES A ALTAS TEMPERATURAS
Conocidos como AISI (*): 309,310. Este tipo de acero inoxidable esta diseñado para operar a altas temperaturas (más de 925°C) El contenido básico de Cromo se incrementa a 24% Cr y el Níquel varía de 14 a 22% Ni.
Propiedades:
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Resistencia a Ia oxidación a altas temperaturas
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Aplicaciones a temperaturas de 950° C a 1100°C
ACEROS INOXIDABLES SUPER-FERRITICOS
Conocidos como AISI (*): 444 Esta familia de aceros inoxidables super ferríticos fueron desarrollados para vencer la corrosión por picaduras y Ia corrosión de fractura bajo tensión, a Ias que si son susceptibles los aceros austeníticos. Estos aceros inoxidables simplemente con Cromo y de bajo Carbón “L”, tienen una añeación química de 18% Cr y 2% Mo ó 26% Cr y 1% Mo.
Propiedades
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Las mismas de los aceros inoxidables de la serie 400 pero son más Resistentes a Ia corrosión por picaduras y por fracturas bajo tensión.
ACEROS INOXIDABLES DUPLEX
Conocidos como AISI (*): 329. El contenido de Cromo varía de 18% a 26%. El de Níquel de 4.5% a 6%. El de Molibdeno en el rango de 2.5% a 3%.
Propiedades:
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La austenita y ferrita se han mezclado, es decir, presentan una estructura cristalina DUPLEX que da una alta resistencia a Ia corrosión de fractura bajo tensión en ambientes con iones de cloruro CL
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Un incremento de estabilidad debido al alto contenido de Cromo y Molibdeno.
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Mejora en la soldabilidad. Tiene una alta resistencia a Ia tracción y límite elástico elevado.
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