ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS

Tienen una gran resistencia a la corrosión, conforme se deforman se van endureciendo, se endurecen por deformación, entonces hay que trabajar en unos rangos de velocidades. NO endurecen por tratamiento térmico. Los únicos aceros inox. que se endurecen por tratamientos térmicos son los martensíticos.

Elementos presentes:

  • C <= 0,15%
  • Cr [16-27]%
  • Ni [8-31]% (el níquel aporta ductilidad y tenacidad incluso a muy baja temperatura -100ºC)
  • Mo [0-7%].

Características:

  • Son amagnéticos en estado recocido.
  • Tratamiento de solubilización.
  • Tienen una estructura cúbica centrada en las caras, estructura gamma.
  • Presentan excelentes propiedades de tenacidad, ductilidad, resistencia a la corrosión y soldabilidad.
  • Son los más ampliamente conocidos y utilizados.
  • No pueden endurecerse por tratamiento térmico, sino únicamente por deformación en frío o caliente.
  • Tienen una gran estabilidad estructural.

Aplicaciones más comunes: Cuchillos con sierra, no producen el corte por la dureza sino por la sierra.

ACEROS INOX FERRÍTICOS

Elementos presentes:

  • C [0,01-0,35]%
  • Cr [16-28]%

Características:

  • Son magnéticos.
  • Tienen una estructura cúbica centrada en el cuerpo, estructura alfa.
  • Presentan una buena o excelente resistencia a la corrosión, en función de su contenido de Cr, pero unas propiedades moderadas o mediocres de tenacidad, ductilidad y soldabilidad.
  • No se endurecen por tratamientos térmicos, solo por deformación en frío o caliente.
  • Son los más baratos ya que el cromo en comparación con el titanio o niobio es barato.

ACEROS INOX MARTENSÍTICOS

Elementos presentes:

  • C [0,1-1,4]%
  • Cr [12-20]%
  • Ni [0-4]%

Características:

  • Son magnéticos.
  • Tienen una estructura tetragonal compacta con fuerte precipitación de carburos de cromo.
  • Presentan unas propiedades mediocres de tenacidad, ductilidad, resistencia a la corrosión y soldabilidad.
  • Son los únicos que se endurecen por tratamientos térmicos: temple + revenido, pero en detrimento de su ductilidad y de su resistencia a la corrosión.
  • Son los mejores en resistencia y dureza.
  • Son muy difíciles de soldar.
  • Con el tratamiento térmico buscamos un material resistente a la corrosión pero duro.

Aplicaciones más comunes: Muy usados en cuchillos, utensilios de quirófano, en fábricas de alimentación.

ACEROS INOX DUPLEX

Elementos:

  • C < 0,05%
  • Cr [18-25]%
  • Ni [3-6]%
  • Mo [0-4]%
  • N [0,1-0,5]%

Características:

  • Son magnéticos.
  • Tienen una estructura dúplex (gamma + alfa), es decir compuesta de austenita 40-60% e igual de ferrita.
  • Presentan una excelente resistencia a la corrosión y soldabilidad y sus propiedades de tenacidad y ductilidad son buenas, intermedias entre las de los aceros austeníticos y ferríticos.
  • No se endurecen por tratamiento térmico pero sí por deformación en frío o en caliente.
  • En una soldadura con dúplex las aportaciones que se hacen tienen diferente composición que el material base, en aceros inoxidables pasa porque hay que compensar las pérdidas de material por el calor, hay que llevar cuidado que los dúplex no pierdan nitrógeno.

SUPERAUSTENÍTICOS

Son los mejores para cuando tengo condiciones muy ácidas y temperaturas muy altas.

PROPIEDADES MECÁNICAS

Mecanismos de endurecimiento:

  • Ferríticos – Disolución sólida
  • Martensíticos – Transformación de fase (martensítica)
  • Austeníticos – Deformación plástica

Cuando haya que usar material en contacto con fluidos criogénicos tendrá que ser un austenítico. La mejor respuesta al impacto en todo el rango de temperaturas la tiene el austenítico debido al Ni.

FACTORES QUE POTENCIAN LA CORROSIÓN

  • Aguas en reposo
  • Cambios de estado
  • Polarización por aireación diferencial
  • Diferencial de temperaturas entre puntos
  • Formas de diseño que impidan el secado completo
  • Insolación en líneas paradas
  • Zonas tensionadas por deformación en frío o en caliente
  • Zonas con soldaduras
  • Diseño de líneas con puntos de estancamiento
  • Contaminación superficial de partículas de acero ferríticas
  • Rugosidad pulido
  • Zonas muertas
  • Grietas, hendiduras
  • Tornillería, etc…

OXIDACIÓN A ALTA TEMPERATURA

Cromo es el principal elemento, entre 650-950ºC algunos elementos forman eutéctico con Cr2O3 y rompe la capa. P.E.: V2O5. Pequeñas cantidades de Ce ayudan al crecimiento de Cr2O3.

CORROSIÓN EN INOXIDABLES

Uno de los principales problemas que tienen los aceros inoxidables es la corrosión y la soldadura. Los tipos de corrosión específicos son: por picadura, por hendidura, intergranular y bajo tensiones, esta última es la peor de todas. El problema de la corrosión es que hay un montón de factores que influyen en la corrosión. El medio, el diseño, el material y el tiempo son factores que pueden originar problemas de corrosión en puntos inexplicables. La corrosión generalizada es si tengo una superficie entera con corrosión, esta es la que menos problemas nos da ya que avanza muy lenta y no hay pérdida de espesor importante.

CORROSIÓN POR PICADURAS

La picadura es localizada ya que crece normalmente hacia abajo en la dirección de la gravedad, el inicio de este tipo de corrosión es lento pero el avance es rápido. En poco tiempo una picadura puede atravesar completamente la pieza. Para indicar la resistencia a la picadura se usa la fórmula de PRE = %Cr + 3,3 * %Mo + X * %N donde X es 0 para ferríticos, 16 para austeníticos y 30 para dúplex. Cuando se trabaja con estos aceros inoxidables no se pueden usar herramientas de acero al carbono para evitar la contaminación ferrítica. Para evitar esta corrosión conviene:

  • Descontaminar la superficie
  • Eliminar totalmente los óxidos de hierro
  • Bajar la temperatura del medio
  • Aumentar el contenido de Mo
  • Evitar rugosidades e intersticios superficiales

CORROSIÓN POR HENDIDURAS

CC2 = %Cr + 4,1 * %Mo + 47 * %N si es mayor que 40 o igual presenta una gran resistencia a esta corrosión.

CORROSIÓN BAJO TENSIONES SCC

Esta es la corrosión que hasta que no ha roto no lo ves. Es una combinación de ciertos ambientes corrosivos, con equipos sometidos a presiones y temperaturas altas. Lo único que funciona es la experiencia, la información del proceso, etc. Se trata de un ataque combinado corrosivo-mecánico. El típico medio que produce esta corrosión es una solución con haluros por ejemplo cloruros. También hay medios como las soluciones alcalinas, medios contaminados por ácidos politiónicos, agua a temperatura y presión elevadas, vapor sobrecalentado contaminado (en una central nuclear donde se calienta agua hay que tener un cuidado exhaustivo), soluciones con cloruros.