Introducción al acero inoxidable
Todos los metales reaccionan con el oxígeno de la atmósfera y forman una película de óxido en su superficie. El óxido de hierro, que se forma en el acero al carbono común, continúa oxidándose y eventualmente causa agujeros de corrosión. El acero al carbono se puede proteger mediante galvanoplastia con pintura o metales resistentes a la oxidación como zinc, níquel y cromo, pero esta protección es sólo temporal y puede dañarse fácilmente.
El acero inoxidable es resistente a medios corrosivos débiles como el aire, el vapor y el agua, así como a medios corrosivos químicos como ácidos, álcalis y sal. El término "acero inoxidable" se utiliza a menudo para referirse al acero resistente a la corrosión débil, mientras que "acero resistente a los ácidos" se utiliza para describir el acero resistente a la corrosión química.
La distinción entre los dos se debe a diferencias en la composición química. No todo el acero inoxidable es resistente a la corrosión química, mientras que el acero resistente a los ácidos generalmente es resistente a la corrosión. La resistencia a la corrosión del acero inoxidable depende de los elementos de aleación que contiene, siendo el cromo el elemento clave para conseguir la resistencia a la corrosión.
Cuando el contenido de cromo en el acero alcanza aproximadamente el 1,2%, el cromo reacciona con el oxígeno en el ambiente corrosivo para formar una fina película de óxido en la superficie del acero, evitando una mayor corrosión. Otros elementos de aleación comúnmente utilizados incluyen níquel, molibdeno, titanio, niobio, cobre y nitrógeno, para satisfacer las diversas necesidades y requisitos del acero inoxidable en términos de microestructura y propiedades.
El acero inoxidable generalmente se divide en:
Acero inoxidable ferrítico
El acero inoxidable ferrítico contiene entre un 12% y un 30% de cromo. Su resistencia a la corrosión, tenacidad y soldabilidad mejoran a medida que aumenta el contenido de cromo, y tiene mejor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión de cloruro que otros tipos de acero inoxidable.
Acero inoxidable austenitico
El acero inoxidable austenítico tiene un contenido de cromo superior al 18%, junto con un 8% de níquel y pequeñas cantidades de molibdeno, titanio, nitrógeno y otros elementos. Tiene un rendimiento integral excelente y puede resistir la corrosión de diversos medios.
Acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico
El acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico combina los beneficios del acero inoxidable austenítico y ferrítico y tiene una ductilidad superior.
Acero inoxidable martensítico
El acero inoxidable martensítico tiene alta resistencia pero baja plasticidad y soldabilidad.
Agrupación de grados de acero inoxidable
El acero inoxidable endurecido por precipitación presenta buena conformabilidad y soldabilidad, lo que lo convierte en una opción popular para aplicaciones de resistencia ultraalta en las industrias nuclear, aeronáutica y aeroespacial.
Según su composición, el acero inoxidable endurecido por precipitación se puede clasificar en cuatro categorías: sistema Cr (SUS400), sistema Cr-Ni (SUS300), Cr-Mn-Ni (SUS200) y sistema de endurecimiento por precipitación (SUS600).
Serie 200: Acero inoxidable austenítico al cromo-níquel-manganeso.
Serie 300: Acero inoxidable austenítico al cromo-níquel.
301: Conocido por su buena ductilidad, este tipo de acero inoxidable se utiliza a menudo para moldear productos y puede endurecerse con la velocidad de la máquina. Tiene una excelente soldabilidad y mejor resistencia al desgaste y a la fatiga en comparación con el acero inoxidable 304.
302: Tiene la misma resistencia a la corrosión que el 304, pero con un mayor contenido de carbono, lo que se traduce en una mayor resistencia.
303: Contiene una pequeña cantidad de azufre y fósforo, facilitando el corte.
304: También conocido como acero inoxidable 18/8 y 0Cr18Ni9 en la marca GB.
309: Ofrece mejor resistencia a la temperatura que el 304.
316: El segundo acero inoxidable más utilizado después del 304, se utiliza principalmente en la industria alimentaria y en equipos quirúrgicos. La adición de molibdeno le confiere una estructura especial resistente a la corrosión y una resistencia mejorada a la corrosión por cloruros, lo que lo convierte en una opción popular para aplicaciones de “acero marino”.
El SS316 se usa comúnmente en unidades de recuperación de combustible nuclear y generalmente se especifica en grado 18/10.
Serie 321: similar al 304, excepto que la adición de titanio reduce el riesgo de corrosión de la soldadura.
Serie 400 – Aceros inoxidables ferríticos y martensíticos.
408: buena resistencia al calor, pero mala resistencia a la corrosión. Composición: 11% cromo y 8% níquel.
409 – Modelo más barato (británico y americano) utilizado principalmente como escape de automóviles. Acero inoxidable ferrítico (acero al cromo).
410 – Martensítico (acero al cromo de alta resistencia) con buena resistencia al desgaste, pero baja resistencia a la corrosión.
416 – La adición de azufre mejora la procesabilidad del material.
420: acero martensítico de “grado de herramienta de corte” similar a los primeros aceros inoxidables, como el acero Brinell con alto contenido de cromo. También se utiliza para herramientas quirúrgicas que pueden volverse muy brillantes.
430 – Acero inoxidable ferrítico utilizado para decoración, como accesorios de automoción. Buena conformabilidad, pero mala resistencia a la temperatura y a la corrosión.
440: acero para herramientas de corte de alta resistencia con un contenido de carbono ligeramente mayor. Puede obtener un mayor límite elástico con un tratamiento térmico adecuado y la dureza puede alcanzar 58 HRC. Uno de los aceros inoxidables más duros. Comúnmente utilizado en hojas de afeitar. Tres modelos comunes: 440A, 440B, 440C y 440F (fácil de procesar).
Serie 500: acero de aleación de cromo resistente al calor.
Serie 600: acero inoxidable martensítico endurecible por precipitación.
630: el modelo de acero inoxidable endurecido por precipitación más utilizado, también conocido como 17-4. Composición: 17% cromo y 4% níquel.
Características y usos del acero inoxidable:
- El acero austenítico de níquel 1Cr17Mn6Ni5N es magnético después del procesamiento en frío y se utiliza para vehículos ferroviarios. Es una alternativa al 1Cr17Ni7.
- El acero al níquel 1Cr18Mn8Ni5N es una alternativa al 1Cr18Ni9.
- El 1Cr17Ni7 tiene una alta resistencia después del procesamiento en frío y se utiliza en vehículos ferroviarios, cintas transportadoras, tornillos y tuercas.
- El 1Cr18Ni9 tiene una alta resistencia después del procesamiento en frío, pero su alargamiento es ligeramente peor que el del 1Cr17Ni7. Se utiliza para componentes decorativos en la construcción.
- Y1Cr18Ni9 mejora la resistencia al corte y la abrasión y es más adecuado para su uso en tornos automáticos. Se utiliza para tornillos y tuercas.
- Y1Cr18Ni9Se mejora la resistencia al corte y la abrasión y es más adecuado para su uso en tornos automáticos. Se utiliza para remaches y tornillos.
- 0Cr19Ni9 es un acero inoxidable resistente al calor ampliamente utilizado para equipos alimentarios, equipos químicos en general y la industria de la energía atómica.
- El acero 00Cr19Ni11 tiene un contenido de carbono menor que el 0Cr19Ni9 y tiene una resistencia a la corrosión intergranular superior. Se utiliza como componente sin tratamiento térmico después de la soldadura.
- 0Cr19Ni9N es una versión reforzada de 0Cr19Ni9, con resistencia mejorada y plasticidad sin cambios. Se utiliza para reducir el espesor del material como componente de resistencia estructural.
- El 0Cr19Ni10Nb tiene las mismas características y usos que el 0Cr19Ni9N, con la adición de N y Nb.
- 00Cr18Ni10N es una versión reforzada de 00Cr19Ni11, con mayor resistencia y plasticidad sin cambios y mejor resistencia a la corrosión intergranular.
- La templabilidad se utiliza para hilado, embutición especial y estampación en frío.
- 0Cr23Ni13 tiene mejor resistencia a la corrosión y al calor que 0Cr19Ni9.
- El 0Cr25Ni20 tiene mejor resistencia a la oxidación que el 0Cr23Ni13 y se utiliza principalmente como acero resistente al calor.
- El 0Cr17Ni12Mo2 tiene mejor resistencia a la corrosión que el 0Cr19Ni9 en agua de mar y otros medios, y se utiliza principalmente como material resistente a la corrosión por picaduras.
- 0Cr18Ni12Mo2Ti se utiliza en equipos resistentes al ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido fórmico y ácido acético y tiene buena resistencia a la corrosión intergranular.
- 00Cr17Ni14Mo2 es una versión con contenido de carbono ultra bajo de 0Cr17Ni12Mo2 y tiene mejor resistencia a la corrosión intergranular que 0Cr17Ni12Mo2.
- 0Cr17Ni12Mo2N es una versión reforzada de 0Cr17Ni12Mo2, con mayor resistencia y plasticidad sin cambios y espesor de material reducido.
aleación de aluminio
El término general para aleaciones a base de aluminio se refiere a un grupo de materiales compuestos principalmente de aluminio y otros elementos como cobre, silicio, magnesio, zinc y manganeso. Los elementos de aleación secundaria, incluidos níquel, hierro, titanio, cromo y litio, también están presentes en cantidades más pequeñas.
Las aleaciones de aluminio son conocidas por su baja densidad y alta resistencia, comparable o incluso mayor que la del acero de alta calidad. Además, las aleaciones de aluminio tienen buena plasticidad y pueden moldearse fácilmente en diversas formas. Estas aleaciones también tienen una excelente conductividad eléctrica y térmica, así como una resistencia superior a la corrosión.
Debido a su versatilidad y durabilidad, la aleación de aluminio se usa ampliamente en diversas industrias, superada solo por el acero en popularidad. El uso de aleaciones de aluminio se puede dividir en dos categorías: aleaciones de aluminio fundido y aleaciones de aluminio deformadas. Las aleaciones de aluminio fundido se utilizan tal cual, mientras que las aleaciones de aluminio deformadas pueden resistir el procesamiento a presión, lo que da como resultado propiedades mecánicas más altas.
Las aleaciones de aluminio forjado se dividen en dos subcategorías: aleaciones de aluminio reforzadas no tratables térmicamente y aleaciones de aluminio reforzadas tratables térmicamente. Las aleaciones que no se pueden tratar térmicamente, como el aluminio de alta pureza, el aluminio industrial de alta pureza, el aluminio industrial puro y el aluminio antioxidante, solo pueden reforzarse mediante deformación por trabajo en frío y no mediante tratamiento térmico. Por otro lado, las aleaciones de aluminio reforzado tratables térmicamente se pueden mejorar mediante métodos de tratamiento térmico como el enfriamiento y el envejecimiento, y se dividen en aluminio duro, aluminio forjado, aluminio superduro y aleaciones de aluminio especiales.
Las aleaciones de aluminio fundido se pueden clasificar según su composición química, incluidas las aleaciones de aluminio y silicio, las aleaciones de aluminio y cobre, las aleaciones de aluminio y magnesio, las aleaciones de aluminio y zinc y las aleaciones de aluminio de tierras raras. Dentro de la categoría de aleaciones de aluminio-silicio, existen dos subtipos: aleación simple de aluminio-silicio y aleación especial de aluminio-silicio. El primero tiene propiedades mecánicas bajas pero buenas propiedades de fundición, mientras que el segundo puede reforzarse mediante tratamiento térmico y tiene altas propiedades mecánicas y buenas propiedades de fundición.
Como ejemplo de su uso generalizado, la antorcha “Xiangyun” utilizada en los Juegos Olímpicos de Beijing 2008 estaba hecha de aleación de aluminio.
