Aceros Inoxidables

Aceros resistentes a la corrosión o inoxidables.

Los aceros resistentes a la co¬rrosión, o inoxidables, contienen tal cantidad de cromo que ya no es posible conside¬rarlos aceros de baja aleación. La cualidad de resistencia a la corrosión se la comunica el óxido de cromo que se forma en la superficie, a la que se adhiere fuertemente. Aña¬diendo de un 4 a un 6% de cromo a un acero pobre en carbono, puede conseguirse una buena resistencia a gran número de los ambientes corrosivos habituales en las industrias químicas; normalmente, se añaden también de un 0.4 a un 0.8% de silicio y un 0.5% de molibdeno.

Estos aceros tienen aplicaciones resistentes a la corro¬sión y al calor. Un sistema de numeración de tres números se utiliza para identificar los aceros inoxidables. Los dos últimos números no tienen significado específico, pero el primero indica el grupo como sigue:

Designación de la serie Grupos

2xx Cromo-níquel-manganeso; no endurecibles,

austenítico, no magnéticos

3xx Cromo-níquel; no endurecibles, austenítico, no magnéticos

4xx Cromo;endurecibles, martensíticos,magnéticos

4xx Cromo;no endurecibles, ferríticos, no magnéticos

5xx Cromo; bajo cromo, resistentes al calor

Cuando se desea una mejor resistencia a la corrosión y un aspecto impecable, se preparan los metales para aprovechar un óxido de cromo superior que se forma cuando la proporción de cromo en solución (sin contar los carburas de cromo, etc.) excede del 12%. Dentro de esta categoría, existe toda una variedad de aceros inoxida¬bles, cuya clasificación ulterior se basa en las características microestructurales. La designación AISI de estas aleaciones hace uso de un código de tres cifras, con el que se identifica la familia y la aleación concreta dentro de cada familia, tal como se es¬boza en la siguiente tabla.

Elemento Grupo A Grupo B

Carbono 0.18-0.20% 0.15-0.21%

Manganeso 0.10-0.40% 0.80-1.10%

Fosforo 0.025% 0.035%

Azufre 0.025% 0.04%

Silicio 0.15-0.35% 0.40-0.90%

Niquel 2.00-3.50%

Cromo 1.00-1.80% 0.50-0.90%

Molibdeno 0.06% 0.28%

Circonio 0.05%

Boro 0.0025%

El cromo es un estabilizador de la ferrita, cuya adición tiende a hacer que des¬cienda la zona de temperaturas a las cuales es estable la austenita. Si al hierro se aña¬de cromo en cantidad suficiente, puede obtenerse un material ferrítico en todas las temperaturas inferiores a la de solidificación.

Aceros ferríticos inoxidables

Este grupo de aceros inoxidables con sólo cromo contienen aproximadamente de 14 a 27% de cromo. Como estos aceros contienen poco carbono pero generalmente más cromo que los de grados martensíticos, no se pueden endurecer por tratamiento térmico, sino sólo moderadamente mediante trabajo frio. Son magnéticos y pueden trabajarse en frío o en caliente, pero alcanzan su máxima suavidad, ductilidad y resistencia a la corrosión en la condición de recocido. En esta condición, la resistencia de estos aceros es aproximadamente 50% mayor que la de los aceros al carbono; además, son superiores en resistencia a la corrosión y maquinabilidad a los aceros martensíticos inoxidable. Como los aceros ferríticos pueden formarse fácilmente en frío, se utilizan mucho para profundos estampados de piezas, como recipientes para industrias químicas y alimenticias y para adornos arquitectónicos y automotrices.

El recocido es el único tratamiento térmico aplicado a aceros verdaderamente ferríticos. Esté tratamiento sirve sobre todo para eliminar tensiones por soldadura o trabajo en frío. Una forma importante de fragilidad peculiar a los grados ferríticos puede desarrollarse por exposición prolongada al intervalo de temperatura desde unos 750 hasta 950°F, o a enfriamiento lento dentro del mismo intervalo. La resistencia medida al impacto por la prueba de muescas, es la más adversamente afectada. Aunque no se ha determinado la causa precisa de la fragilidad, sus efectos aumentan rápidamente con el contenido de cromo. Ciertos tratamientos térmicos, como el de enfriamiento en horno para lograr máxima ductilidad, deben controlarse para evitar la fragilización. Los aceros ferrí¬ticos generalmente se recuecen a temperaturas superiores a 850°F fuera del rango de fragilización y a temperaturas inferiores a las que se podría formar la austenita.

Los aceros inoxidables ferriticos son, por tanto, aleaciones de carbono bajo y cromo alto. Su ductilidad y conformabilidad son más bien escasas, dada su estructura centrada en el cuerpo, pero se suelda n bien. En estos metales no puede formarse martensita, pues no contienen austenita que se transforme.

Si la zona austenítica no se elimina por completo, pueden conseguirse aceros ino¬xidables que sean austeníticos a alta temperatura y ferríticos a baja temperatura. Es¬tos son templables para constituir así martensita y se conocen como aceros inoxidables martensíticos.

Aceros martensíticos inoxidables

Estos aceros son principalmente aceros con sólo entre 11.5 y 18% de cromo. Algunos ejemplos de este grupo son los tipos 403, 410, 416, 420, 440A, 501 Y 502. Algunas de las propiedades y aplicaciones de los aceros martensíticos inoxidables aparecen en la figura. Los tipos 410 y 416 son las aleaciones más conocidas en este grupo y se utilizan en aletas para turbina y pie¬zas de fundición resistentes a la corrosión.

Los aceros martensíticos inoxidables son magnéticos, pueden trabajarse en frío sin dificultad, especialmente con bajo con¬tenido de carbono, pueden. maquinarse satisfactoriamente, tienen buena tenacidad, gran resistencia a la corrosión atmosférica y a algunos agentes químicos, y se trabajan fácilmente en caliente. Alcanzan su óptima resistencia a la corrosión cuando se en¬durecen desde la temperatura recomendada, pero no son tan buenos como los aceros austeníticos o ferríticos inoxidables.

El proceso de tratamiento térmico para los aceros martensíticos es esencialmente el mismo que para los aceros simples al carbono o aceros de baja aleación, en los que la máxima dureza y resistencia dependen especialmente del contenido de carbono. La principal diferencia es que el alto contenido de aleación de los grados de acero inoxidable hace que la transformación sea tan lenta y la templabilidad tan alta, que la dureza

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