Acero inoxidablees una abreviatura de "acero inoxidable y resistente a los ácidos". El acero que resiste la corrosión de medios corrosivos débiles como el aire, el vapor y el agua se llama acero inoxidable. Por el contrario, el acero que resiste la corrosión de medios químicos corrosivos (como ácidos, álcalis y sales) se denomina acero resistente a los ácidos. En aplicaciones prácticas, el acero resistente a medios corrosivos débiles se denomina comúnmente acero inoxidable, mientras que el acero resistente a medios corrosivos químicos se denomina acero resistente a los ácidos. Debido a diferencias en la composición química, es posible que el primero no resista la corrosión química, mientras que el segundo generalmente posee propiedades inoxidables. La resistencia a la corrosión del acero inoxidable depende de los elementos de aleación que contiene el acero. Normalmente, según la estructura metalográfica, el acero inoxidable ordinario se divide en tres tipos: acero inoxidable austenítico, acero inoxidable ferrítico y acero inoxidable martensítico. Sobre la base de estas tres estructuras metalográficas primarias, también se han desarrollado acero dúplex, acero inoxidable endurecido por precipitación y acero de alta aleación con menos del 50% de contenido de hierro para requisitos y propósitos específicos.
Clasificación por Estructura Metalográfica:
Acero inoxidable austenítico: Tiene principalmente una estructura cúbica centrada en las caras (fase CY) sin magnetismo. Puede reforzarse principalmente mediante trabajo en frío, lo que puede generar cierto magnetismo. El Instituto Americano del Hierro y el Acero (AISI) utiliza números de las series 200 y 300, como 304, para indicar aceros inoxidables austeníticos.
Acero inoxidable ferrítico: Tiene principalmente una estructura cúbica centrada en el cuerpo (fase) con propiedades magnéticas. Por lo general, no se puede endurecer mediante tratamiento térmico, pero se puede reforzar ligeramente mediante trabajo en frío. AISI designa este tipo con números como 430 y 446.
Acero inoxidable martensítico: Su matriz tiene una estructura martensítica (ya sea cúbica centrada en el cuerpo o cúbica), con propiedades magnéticas y capacidad de ajustar las propiedades mecánicas mediante tratamiento térmico. AISI utiliza números como 410, 420 y 440 para indicar aceros inoxidables martensíticos. La martensita puede exhibir una estructura austenítica a altas temperaturas y transformarse en martensita cuando se enfría a un ritmo adecuado hasta temperatura ambiente (lo que se conoce como endurecimiento).
Acero inoxidable austenítico-ferrítico (dúplex): Combina fases austeníticas y ferríticas; la fase minoritaria suele representar más del 15% de la estructura y exhibe propiedades magnéticas. El acero inoxidable dúplex se puede reforzar mediante trabajo en frío, siendo el 329 un ejemplo típico. En comparación con los aceros inoxidables austeníticos, los aceros inoxidables dúplex tienen mayor resistencia y resistencia mejorada a la corrosión intergranular, la corrosión por tensión de cloruro y la corrosión por picaduras.
Acero inoxidable endurecido por precipitación: Tiene una matriz austenítica o martensítica y puede endurecerse mediante un tratamiento de endurecimiento por precipitación. AISI lo designa con números de la serie 600, como 630 o 17-4PH. Generalmente, el acero inoxidable austenítico tiene una resistencia superior a la corrosión debido a sus elementos de aleación. El acero inoxidable ferrítico es adecuado para entornos levemente corrosivos, mientras que los aceros inoxidables martensíticos y endurecidos por precipitación son ideales para entornos con corrosión leve donde se requiere alta resistencia o dureza.
Diferenciación de espesores:
Debido a una pequeña deformación en los rodillos durante el proceso de laminado, el espesor de las placas de acero puede variar ligeramente, siendo a menudo más grueso en el medio y más delgado en los bordes. Al medir el espesor, la norma nacional exige tomar medidas desde la sección media de la placa.
Las tolerancias generalmente se clasifican en grandes y pequeñas según las demandas del mercado y de los clientes.
Factores que afectan la resistencia a la oxidación en el acero inoxidable:
Contenido del elemento de aleación: Generalmente, el acero con un contenido de cromo superior al 10,5% es menos propenso a oxidarse. Un mayor contenido de níquel y cromo mejora la resistencia a la corrosión, como en el caso del acero inoxidable 304, que contiene un 8-10 % de níquel y un 18-20 % de cromo, lo que lo hace típicamente resistente a la oxidación.
Procesos de refinamiento: La resistencia a la corrosión del acero inoxidable también se ve influenciada por los procesos de producción. Los fabricantes de acero inoxidable de alta calidad con equipos y técnicas avanzadas pueden garantizar una calidad estable del producto controlando con precisión los elementos de aleación, eliminando impurezas y manteniendo temperaturas de enfriamiento óptimas para las palanquillas de acero, produciendo así acero menos propenso a la oxidación. Por el contrario, los fabricantes más pequeños con tecnología obsoleta pueden no eliminar las impurezas de forma eficaz, lo que da lugar a productos que son más susceptibles a la oxidación.
Entorno externo: El acero inoxidable resiste mejor la oxidación en ambientes secos y ventilados. La alta humedad, las condiciones de lluvia prolongada o los ambientes con alto contenido ácido o alcalino tienen más probabilidades de causar oxidación. Incluso el acero inoxidable 304 puede oxidarse en condiciones ambientales adversas.
Técnicas de eliminación de óxido para acero inoxidable:
Métodos químicos: Utilice pasta decapante o spray para volver a pasivar el área oxidada, formando una película de óxido de cromo para restaurar la resistencia a la corrosión. Después del decapado, es imprescindible enjuagar con agua limpia para eliminar completamente todos los contaminantes y residuos ácidos. También puede ser útil pulir con equipo y luego sellar con cera de pulir.
Métodos mecánicos: Métodos como el chorro de arena, el granallado con partículas de vidrio o cerámica, el esmerilado y el pulido son eficaces. La limpieza mecánica puede eliminar contaminantes como materiales eliminados, residuos de pulido o partículas que pueden contribuir a la corrosión, especialmente en condiciones de humedad. La limpieza mecánica es más eficaz en condiciones secas. Sin embargo, sólo limpia la superficie y no altera la resistencia a la corrosión inherente del material. Por lo tanto, se recomienda pulir y sellar con cera después de la limpieza mecánica.
Grados y propiedades comunes del acero inoxidable:
Acero inoxidable 304: Uno de los aceros inoxidables austeníticos más utilizados, adecuado para fabricar piezas de embutición profunda, tuberías de transporte de ácido, contenedores, piezas estructurales y diversos cuerpos de instrumentos. También se puede utilizar para equipos y componentes no magnéticos de baja temperatura.
Acero inoxidable 304L: Desarrollado para solucionar la tendencia a la corrosión intergranular del acero inoxidable 304 en determinadas condiciones debido a la precipitación de Cr23C6. Ofrece una resistencia de sensibilización superior a la corrosión intergranular en comparación con el acero inoxidable 304, con propiedades similares al acero inoxidable 321 pero una resistencia ligeramente menor. Se utiliza principalmente para equipos y piezas resistentes a la corrosión que requieren soldadura sin tratamiento con solución.
Acero inoxidable 304H: Un subconjunto de 304 con un contenido de carbono de 0.04% a 0,10%, que ofrece un mejor rendimiento a altas temperaturas que el estándar 304.
Acero inoxidable 316: Agrega molibdeno al acero 10Cr18Ni12, proporcionando una excelente resistencia a la corrosión en ambientes reductores y una resistencia superior a las picaduras, lo que lo hace adecuado para su uso en agua de mar y otros medios.
Acero inoxidable 316L: Un acero con bajo contenido de carbono con buena resistencia a la sensibilización y rendimiento contra la corrosión intergranular, adecuado para componentes y equipos soldados de sección gruesa, como materiales resistentes a la corrosión en equipos petroquímicos.
Acero inoxidable 316H: un subconjunto de 316 con 0.04 % a 0,10 % de contenido de carbono, que ofrece un rendimiento mejorado a altas temperaturas.
Acero inoxidable 317: Ofrece mejor resistencia a las picaduras y a la fluencia que el 316L, adecuado para fabricar equipos petroquímicos y equipos resistentes a ácidos orgánicos.
Acero inoxidable 321: Acero inoxidable austenítico estabilizado con titanio que proporciona una mayor resistencia a la corrosión intergranular y buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas. Generalmente no se recomienda fuera de aplicaciones de alta temperatura o resistentes al hidrógeno.
Acero inoxidable 347: Un acero inoxidable austenítico estabilizado con niobio con resistencia a la corrosión intergranular similar al 321 en ambientes ácidos, alcalinos y salinos, con buenas propiedades de soldadura. Se utiliza principalmente en las industrias energética y petroquímica para contenedores, tuberías, intercambiadores de calor, ejes y tubos de hornos en hornos industriales.
Acero inoxidable 904L: Un acero inoxidable superaustenítico con un contenido de níquel del 24%-26% y carbono inferior al 0.02%, que ofrece una excelente resistencia a la corrosión, especialmente en ácidos no oxidantes como sulfúrico, acético, fórmico y Ácidos fosfóricos. Es resistente a la corrosión en ácido sulfúrico a temperaturas inferiores a 70 grados y resistente a cualquier concentración y temperatura de ácido acético y mezclas de ácido fórmico-acético. Algunos fabricantes de instrumentos europeos utilizan 904L para piezas clave, como los tubos de medición de los caudalímetros másicos de E+H y las cajas de los relojes Rolex.
Acero inoxidable 440C.: Un acero inoxidable martensítico con la mayor dureza entre los aceros inoxidables endurecibles, con una dureza de HRC57. Se utiliza principalmente para boquillas, cojinetes, núcleos de válvulas, asientos de válvulas, manguitos y vástagos de válvulas.
17-4PH Acero inoxidable: Un acero inoxidable martensítico endurecido por precipitación con dureza HRC44, que ofrece alta resistencia, dureza y resistencia a la corrosión. No es adecuado para temperaturas superiores a 300 grados y se usa comúnmente para plataformas marinas, álabes de turbinas, núcleos de válvulas, asientos de válvulas, manguitos y vástagos de válvulas.
Serie 300 - Acero inoxidable austenítico al cromo-níquel:
301: Ofrece buena ductilidad, es adecuado para formar productos y puede endurecerse rápidamente mediante procesamiento mecánico. Tiene mejor resistencia al desgaste y a la fatiga que el acero inoxidable 304.
302: Esencialmente una variante del 304 con mayor contenido de carbono, que logra una mayor resistencia mediante el laminado en frío.
302B: Contiene mayor cantidad de silicio para aumentar la resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
303 y 303Se: Aceros inoxidables que contienen azufre y selenio, respectivamente, diseñados para un fácil mecanizado y un alto brillo superficial. El acero inoxidable 303Se también se utiliza en aplicaciones que requieren recalcado en caliente.
304N: Contiene nitrógeno para mejorar la fuerza.
305 y 384: Tiene un mayor contenido de níquel con una baja tasa de endurecimiento por trabajo, adecuado para aplicaciones de alto conformado en frío.
308: Utilizado en varillas de soldadura.