La siguiente información le proporcionará una comprensión completa de los diferentes tipos de acero inoxidable, lo que le facilitará elegir el tipo adecuado para sus necesidades.
Actualmente los aceros inoxidables más utilizados son el 304 y el 316.
En términos de coste, el acero inoxidable 304 es significativamente más barato que el acero inoxidable 316.
Puede seleccionar el tipo apropiado de acero inoxidable según sus necesidades específicas.
Grados de acero inoxidable
La siguiente tabla resume las diferentes series de acero inoxidable y sus tipos específicos, junto con sus principales características y aplicaciones típicas.
| Serie | Tipo de acero inoxidable | Características y aplicaciones |
|---|---|---|
| 200 | En general | Contiene cromo, níquel, manganeso; acero inoxidable austenitico. |
| 300 | En general | Contiene cromo, níquel; acero inoxidable austenitico. |
| 301 | Específico | Buena maleabilidad, endurecimiento rápido, buena soldabilidad, resistencia superior a la abrasión y resistencia a la fatiga hasta 304. |
| 302 | Específico | Misma resistencia a la corrosión que el 304, mayor resistencia debido al alto contenido de carbono. |
| 303 | Específico | Mecanizado más fácil que el 304, se añaden pequeñas cantidades de azufre y fósforo. |
| 304 | Específico | Modelo general, acero inoxidable 18/8, clase GB 0Cr18Ni9. |
| 309 | Específico | Mejor resistencia a la temperatura que 304. |
| 316 | Específico | Utilizado en la industria alimentaria y equipos quirúrgicos, anticorrosión, mejor resistencia a la corrosión anticloruro, “acero marino”, utilizado en la recuperación de combustible nuclear. |
| 321 | Específico | Reducción del riesgo de corrosión en uniones soldadas debido al titanio, similar al 304. |
| 400 | En general | Acero inoxidable ferrítico y martensítico. |
| 408 | Específico | Buena resistencia al calor, mala resistencia a la corrosión, 11% Cr, 8% Ni. |
| 409 | Específico | Barato, utilizado como escape de automóviles, ferrítico (acero cromado). |
| 410 | Específico | Martensítico (acero al cromo de alta resistencia), buena resistencia al desgaste, baja resistencia a la corrosión. |
| 416 | Específico | Propiedades de procesamiento mejoradas debido a la adición de azufre. |
| 420 | Específico | Acero martensítico “Blade class”, utilizado en instrumental quirúrgico, muy brillante. |
| 430 | Específico | Uso ferrítico, decorativo, buena propiedad de conformación, resistencia a bajas temperaturas y resistencia a la corrosión. |
| 440 | Específico | Utilizado para hojas de afeitar, modelos: 440A, 440B, 440C, 440F (fácilmente procesables). |
| 500 | En general | Acero de aleación de cromo resistente al calor. |
| 600 | En general | Acero inoxidable que endurece por precipitación de martensita. |
| 630 | Específico | Tipo común endurecido por precipitación, 17-4; 17% Cr, 4% Ni. |
Clasificación del acero inoxidable
La composición química principal del acero inoxidable se puede dividir en varias categorías, incluido el acero inoxidable al cromo, el acero inoxidable al cromo-níquel, el acero inoxidable al cromo-manganeso-nitrógeno, el acero inoxidable al cromo-níquel-molibdeno, el acero inoxidable con contenido ultra bajo de carbono y el alto contenido de molibdeno. Contenido de acero inoxidable y acero inoxidable de alta pureza.
La clasificación basada en las propiedades y aplicación del acero incluye acero inoxidable al ácido nítrico (grado nítrico), acero inoxidable resistente a la corrosión, acero inoxidable tensionado, acero inoxidable de alta resistencia, entre otros.
En términos de características funcionales, el acero inoxidable se puede dividir en acero inoxidable de baja temperatura, acero inoxidable no magnético, acero inoxidable de fácil corte y acero inoxidable ultraplástico.
También se clasifica en función de su estructura metalográfica, que incluye acero inoxidable ferrita (F), acero inoxidable martensita (M), acero inoxidable austenítico, acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico (AF), acero inoxidable dúplex austenita-martensita (AM), y acero inoxidable endurecido por precipitación (PH).
Propiedades mecánicas del acero inoxidable
Comparación de las propiedades mecánicas del acero inoxidable.
| Clasificación | Composición (%) | Temperabilidad | Resistencia a la corrosión | maquinabilidad | Soldabilidad | Magnetismo | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| W. | cr | No | ||||||
| ferrito | <0,35 | dieciséis | 27 | / | Bien | Bien | Bien | él tiene |
| martensita | <1,20 | 11 | 15 | Autoendurecible | él tiene | él tiene | malo | él tiene |
| austenita | <0,25 | >16 | 7 | / | Bien | Bien | Bien | / |
La clasificación anterior sólo considera la estructura matricial.
Además de los tres tipos básicos de acero inoxidable, también se incluyen aceros inoxidables compuestos como, por ejemplo, ferrita de martensita y ferrita de austenita, así como aceros inoxidables endurecidos por precipitación, como el acero inoxidable de carburo de martensita.
Introducción detallada al acero inoxidable
La siguiente tabla proporciona una descripción general concisa de cada tipo de acero, destacando sus principales características, ejemplos y aplicaciones típicas.
| Tipo de SS | Características principales | Ejemplos | Usos |
|---|---|---|---|
| Acero ferrítico | – Acero inoxidable con bajo contenido en carbono y cromo. – Contenido de cromo > 14%. – Contiene elementos como Mo, Ti, Nb, Si, Al, W, V. – Elementos predominantemente formadores de ferrita. – Resistente a la corrosión y a la oxidación. – Malas propiedades mecánicas y procesabilidad. |
Cr17, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 | Estructuras antiácidas, acero antioxidante. |
| Acero ferrita-martensítico | – En fase Y+A o δ a altas temperaturas. – Se transforma en la fase YM en condiciones de frío. – Consta de ferrita y martensita. – La cantidad de ferrita varía. – El contenido de cromo suele oscilar entre el 12 y el 18 %. – Posibilidad de endurecimiento parcial. |
0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, Cr17Ni2, Cr17W4, Cr11MoV, etc. | Varias aplicaciones dependen del grado específico. |
| Acero martensítico | – En fase Y a temperaturas de enfriamiento. – Se transforma en martensita cuando se enfría. – Propiedades similares al acero ferrítico-martensítico, pero con prestaciones mecánicas superiores. – Ausencia de ferrita libre en la estructura. |
2Cr13, 2Cr13Ni2, 3Cr13, 13Cr14NiWVBA, etc. | Diversas aplicaciones similares al acero ferrítico-martensítico. |
| Acero de carburo de martensita | – Aleación Fe-C con alto contenido en carbono. – Contiene 12% o más de cromo. – Calentado a temperatura de enfriamiento normal. – Estructura de martensita y carburo endurecida. – Resistencia a la corrosión equivalente al acero inoxidable con 12-14% de cromo. |
4Cr13, 9Cr18, 9Cr18MoV, 9Cr17MoVCo | Herramientas de corte, cojinetes, resortes, instrumentos médicos. |
| Acero austenítico | – Alta concentración de elementos estabilizadores. – Amplia zona de fase Y a altas temperaturas. – Estructura austenítica a temperaturas normales. – Puede reforzarse mediante deformación en frío. – Susceptible a la corrosión intercristalina y bajo tensión. |
18-8, 18-12, 25-20, 20-25Mo, Cr18Mn10Ni5, etc. | Varias aplicaciones industriales se benefician del endurecimiento por deformación. |
| Acero austenítico-ferrítico | – Elementos de austenita estables limitados. – Estado de la fase austenítico-ferrítica. – La composición y cantidad de ferrita varían. – Mayor límite elástico en comparación con el acero austenítico puro. – Menos susceptible a la corrosión bajo tensión y al agrietamiento en caliente durante la soldadura. – Rendimiento de procesamiento a baja presión y alta susceptibilidad a la corrosión por picaduras. |
Varios aceros inoxidables al cromo-manganeso. | Industrias que requieren un alto límite elástico y resistencia a la corrosión. |
| Acero austenita-martensítico | – Punto más bajo que la temperatura ambiente. – Forma austenita después del tratamiento con solución sólida. – Se transforma en martensita durante los procesos de enfriamiento o calentamiento. – Alta resistencia pero menor resistencia a la corrosión que el acero austenítico estándar. – Desarrollado en la década de 1950, conocido como acero inoxidable semiaustenítico endurecido por precipitación. |
17Cr-7Ni-A1, 15Cr-9Ni-A1, 17Cr-5Ni-Mo, etc. | Industrias de la aviación, cohetes y misiles; No se utiliza mucho en la fabricación de máquinas. Acero de ultra alta resistencia. |
1. Acero ferrítico
Acero inoxidable al cromo con bajo contenido de carbono y con un contenido de cromo superior al 14%, acero inoxidable al cromo con un contenido de cromo igual o superior al 27% y con elementos adicionales como molibdeno, titanio, niobio, silicio, aluminio, tungsteno y vanadio.
En la composición química, los elementos que forman la ferrita ocupan una posición dominante y la estructura de la matriz es principalmente a base de hierro.
Este tipo de acero se conoce como ferrítico, tiene forma templada (solución sólida) y en las estructuras de recocido y envejecimiento se pueden observar pequeñas cantidades de carburos y compuestos intermetálicos.
Ejemplos de tales aceros incluyen Cr17, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti y Cr28.
El acero inoxidable ferrítico es relativamente resistente a la corrosión y la oxidación debido a su alto contenido de cromo, pero tiene propiedades mecánicas y procesabilidad deficientes.
Se utiliza principalmente en estructuras antiácidas y como acero antioxidante.
2. Acero ferrita-martensítico
Este tipo de acero se encuentra en la fase Y+A (o δ) a altas temperaturas, y se transforma en la fase YM cuando se acerca al frío.
Retiene ferrita y existe como martensita y ferrita a temperaturas normales.
La cantidad de ferrita en la estructura puede variar desde un pequeño porcentaje hasta varias decenas de por ciento, dependiendo de la composición y la temperatura de calentamiento.
Ejemplos de este tipo de acero incluyen 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13 con cromo cerca del límite superior y carbono cerca del límite inferior, acero Cr17Ni2, acero Cr17W4, así como muchos aceros modificados de resistencia en caliente con 12% de cromo basados en 1Cr13 (que también son conocidos como aceros inoxidables resistentes al calor), como Cr11MoV, Cr12WMoV, Cr12W4MoV, 18Cr12WMoVNb, etc.
El acero ferrítico-martensítico puede presentar un endurecimiento parcial y obtener propiedades mecánicas, pero estas están muy influenciadas por el contenido y la distribución de ferrita.
El contenido de cromo en este tipo de acero suele estar entre 12-14% y 15-18%.
El primero tiene la capacidad de resistir medios atmosféricos y corrosivos débiles, y tiene buena amortiguación y un pequeño coeficiente de expansión lineal.
Este último tipo tiene una resistencia a la corrosión comparable al acero con ácido ferrítico con el mismo contenido de cromo, pero aún conserva algunas de las desventajas del acero ferrítico con alto contenido de cromo.
3. Acero martensítico
A temperaturas de enfriamiento normales, el acero martensítico se encuentra en la fase Y, pero esta fase sólo permanece estable a altas temperaturas. La fase M suele ser estable alrededor de 300 °C y se transforma en martensita al enfriarse.
Este tipo de acero incluye 2Cr13, 2Cr13Ni2, 3Cr13 y algunos aceros reforzados en caliente con un 12% de cromo modificado, como los aceros 13Cr14NiWVBA y Cr11Ni2MoWVB.
Las propiedades mecánicas, la resistencia a la corrosión, el rendimiento del proceso y las propiedades físicas del acero inoxidable martensítico son similares a las del acero inoxidable ferrita-martensítico con 2-14% de cromo.
Al no existir ferrita libre en la estructura, sus prestaciones mecánicas son superiores a las del acero antes mencionado, pero su sensibilidad térmica al tratamiento térmico es menor.
4. Acero de carburo de martensita
La aleación Fe-C contiene 0,83% de carbono.
En acero inoxidable, los puntos S están desplazados hacia la izquierda debido al cromo. El acero con 12% de cromo y 0,4% o más de carbono, así como el acero con 18% de cromo y 0,3% o más de carbono, pertenecen al acero hipereutectoide.
Este tipo de acero se calienta a la temperatura de enfriamiento normal y el carburo secundario no se puede disolver completamente en la austenita, por lo que la estructura endurecida está compuesta de martensita y carburo.
No hay muchos tipos de acero inoxidable que entren en esta categoría, pero sí algunos aceros inoxidables con mayor contenido de carbono, como el acero 4Cr13, 9Cr18, 9Cr18MoV y 9Cr17MoVCo.
Si se templa a baja temperatura, el acero 3Cr13 con carbono cerca del límite superior también puede tener dicha estructura.
Debido a su alto contenido de carbono, aunque los tres tipos de acero anteriores contienen más cromo, su resistencia a la corrosión sólo es equivalente a la del acero inoxidable con 12-14% de cromo.
Este tipo de acero se utiliza principalmente en piezas que requieren alta dureza y buena resistencia al desgaste, como herramientas de corte, cojinetes, resortes e instrumentos médicos.
5. Acero austenítico
Este tipo de acero tiene una alta concentración de elementos estabilizadores y una amplia zona de fase Y a altas temperaturas.
Después del enfriamiento, el punto Ms cae por debajo de la temperatura ambiente, lo que da como resultado una estructura austenítica a temperaturas normales.
Esta categoría incluye acero inoxidable de cromo-níquel, como 18-8, 18-12, 25-20 y 20-25Mo, así como acero inoxidable con bajo contenido de níquel que utiliza manganeso en lugar de algo de níquel y nitrógeno, incluidos Cr18Mn10Ni5, Cr13Ni4Mn9. , Acero Cr17Ni4Mn9N y Cr14Ni3Mn14Ti.
El acero inoxidable austenítico tiene muchos beneficios, incluida la capacidad de reforzarse mediante métodos de deformación en frío mediante endurecimiento por deformación, a pesar de las malas propiedades del tratamiento térmico.
Sin embargo, también es susceptible a la corrosión intercristalina y al agrietamiento por corrosión bajo tensión, que pueden mitigarse mediante el uso de aditivos de aleación y medidas de proceso.
6. Acero austenítico-ferrítico
Debido a la cantidad limitada de elementos austeníticos estables, el acero no tiene una estructura austenítica pura a temperatura ambiente o a altas temperaturas, lo que da como resultado un estado de fase austenítico-ferrítica. La composición y cantidad de ferrita pueden variar mucho según la temperatura de calentamiento.
Muchos tipos de acero inoxidable entran en esta categoría, incluido el acero de níquel-cromo 18-8 con bajo contenido de carbono, el acero de níquel-cromo 18-8 con titanio, niobio y molibdeno, siendo la ferrita particularmente visible en la estructura del acero fundido.
Otros ejemplos incluyen el acero inoxidable al cromo-manganeso con más del 14-15% de cromo y menos del 0,2% de carbono (como Cr17Mn11) y la mayoría de los aceros inoxidables al cromo-manganeso-nitrógeno que se han estudiado y aplicado en la industria.
En comparación con el acero inoxidable austenítico puro, este tipo de acero tiene varias ventajas, incluyendo un mayor límite elástico, mayor resistencia a la corrosión intergranular, menor sensibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión, menos tendencia al agrietamiento en caliente durante la soldadura y buena fluidez de fundición.
Sin embargo, también tiene varias desventajas, como un rendimiento deficiente en el procesamiento a presión, una alta susceptibilidad a la corrosión por picaduras y una tendencia a exhibir fragilidad en la fase C y magnetismo débil en condiciones de campo magnético fuerte.
Estas ventajas y desventajas están directamente relacionadas con la presencia de ferrita en la estructura.
7. Acero austenita-martensítico
El punto Ms de este acero es inferior a la temperatura ambiente, lo que facilita la formación y soldadura de austenita después del tratamiento con solución sólida.
La transformación martensítica generalmente se puede lograr mediante dos procesos.
- Después del tratamiento con solución sólida, el calentamiento a 700-800°C hace que el cuerpo austenítico se transforme en un estado metaestable debido a la precipitación de cromo carbonizado. Luego, el punto Ms se eleva por encima de la temperatura ambiente, lo que resulta en la transformación de austenita en martensita durante el proceso de enfriamiento.
- El enfriamiento directo entre los puntos Ms y Mf después del tratamiento con solución sólida también da como resultado la transformación de austenita en martensita.
El segundo método proporciona una mejor resistencia a la corrosión, pero el tratamiento con solución sólida y el intervalo criogénico no deben ser demasiado largos, de lo contrario el efecto de fortalecimiento en frío se reducirá debido a la estabilidad de la austenita al envejecimiento.
Después del tratamiento, se lleva a cabo un proceso de envejecimiento a 400-500 grados para potenciar el compuesto intermetálico.
Ejemplos de grados de acero que entran en esta categoría incluyen 17Cr-7Ni-A1, 15Cr-9Ni-A1, 17Cr-5Ni-Mo y 15Cr-8Ni-Mo-A1.
El acero austenítico-martensítico, también conocido como acero inoxidable austenítico-martensítico, es un nuevo tipo de acero inoxidable desarrollado y aplicado desde la década de 1950.
También se le conoce como acero inoxidable semiaustenítico endurecido por precipitación debido a la presencia de ferrita además de austenita y martensita en su estructura.
Estos aceros se caracterizan por su alta resistencia (C puede alcanzar 100-150) y buen rendimiento de refuerzo térmico, pero su resistencia a la corrosión es menor que la del acero inoxidable austenítico estándar debido al bajo contenido de cromo y a la precipitación de carburo de cromo durante el tratamiento térmico. .
La alta resistencia se logra sacrificando algo de resistencia a la corrosión y otras propiedades como el no magnetismo.
El acero austenita-martensítico se utiliza principalmente en las industrias de la aviación y de los misiles de cohetes, pero no se utiliza mucho en la fabricación de máquinas y, a veces, se clasifica como un tipo de acero de ultra alta resistencia.
