Aceros inoxidables Elementos de aleación

Los aceros inoxidables contienen varios elementos de aleación que están en línea con la composición y el grado específicos. Las siguientes secciones describen las adiciones de aleación y las razones por las que están presentes, así como una tabla resumen de cada elemento de aleación.

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Carbono

El carbono y el hierro se alean juntos para formar el acero. Este proceso aumenta la resistencia y la dureza del hierro. El tratamiento térmico no es adecuado para fortalecer y endurecer el hierro puro, pero cuando se añade carbono, se consigue una amplia gama de resistencia y dureza.

No se prefiere un alto contenido de carbono en los aceros inoxidables ferríticos y austeníticos, específicamente para fines de soldadura, debido al riesgo de precipitación de carburos.

Manganeso

La adición de manganeso al acero mejora las propiedades de trabajo en caliente y aumenta la tenacidad, la resistencia y la templabilidad. Al igual que el níquel, el manganeso es un elemento formador de austenita y se ha utilizado tradicionalmente como sustituto del níquel en la gama AISI200 de aceros inoxidables austeníticos, por ejemplo el AISI 202 como sustituto del AISI 304.

Cromo

El cromo se combina con el acero para mejorar su resistencia a la oxidación. Cuando se añade más cromo, la resistencia mejora aún más.

Los aceros inoxidables tienen al menos un 10,5% de cromo (normalmente un 11 o 12%), lo que imparte un nivel considerable de resistencia a la corrosión, en comparación con los aceros con un porcentaje de cromo relativamente menor.

La resistencia a la corrosión se atribuye a la formación de una capa pasiva y autorreparadora de óxido de cromo en la superficie del acero inoxidable.

Níquel

Se añaden grandes cantidades de níquel -más del 8%- a los aceros inoxidables con alto contenido de cromo para producir el grupo más importante de aceros resistentes tanto al calor como a la corrosión.

Entre ellos se encuentran los aceros inoxidables austeníticos que se caracterizan por ser 18-8 (304/1.4301), en los que la tendencia del níquel a formar austenita contribuye a una alta resistencia y una excelente tenacidad o resistencia al impacto, tanto a bajas como a altas temperaturas. El níquel también mejora significativamente la resistencia a la corrosión y a la oxidación.

Molibdeno

Cuando se mezcla con aceros austeníticos al cromo-níquel, el molibdeno mejora la resistencia a la corrosión por hendiduras y por picaduras, especialmente en entornos que contienen azufre y cloruros.

Nitrógeno

Al igual que el níquel, el nitrógeno es un elemento formador de austenita y aumenta la estabilidad de austenita de los aceros inoxidables. Cuando el nitrógeno se mezcla con los aceros inoxidables, el límite elástico aumenta considerablemente junto con una mayor resistencia a la corrosión por picadura.

Cobre

En el acero inoxidable, el cobre suele estar presente como elemento residual. Este elemento se añade a varias aleaciones para crear características de endurecimiento por precipitación o para mejorar la resistencia a la corrosión, predominantemente en condiciones de ácido sulfúrico y agua de mar.

Titanio

El titanio se añade a menudo para estabilizar el carburo, particularmente cuando el material tiene que ser soldado. El titanio se fusiona con el carbono para formar carburos de titanio que son relativamente estables y no pueden disolverse fácilmente en el acero, lo que probablemente reduzca la aparición de la corrosión intergranular.

Cuando se añade alrededor del 0,25 / 0.60% de titanio, hace que el carbono se fusione con el titanio en lugar de con el cromo, lo que evita la acumulación de cromo resistente a la corrosión en forma de carburos intergranulares y la consiguiente pérdida de resistencia a la corrosión en los límites del grano.

En los últimos años, el uso del titanio se ha reducido considerablemente debido a la capacidad de los fabricantes de acero para suministrar aceros inoxidables con un contenido de carbono extremadamente bajo. Estos aceros pueden soldarse fácilmente sin necesidad de estabilización.

Fósforo

Para mejorar la maquinabilidad, a menudo se añade fósforo con azufre. Aunque la presencia de fósforo en los aceros inoxidables austeníticos aumenta la resistencia, tiene un efecto perjudicial sobre la resistencia a la corrosión y aumenta la tendencia del material a romperse durante la soldadura.

Azufre

El azufre mejora la maquinabilidad cuando se añade en pequeñas cantidades, pero al igual que el fósforo, tiene un efecto negativo sobre la resistencia a la corrosión y la subsiguiente soldabilidad.

Selenio

El selenio se empleó anteriormente como adición para mejorar la maquinabilidad.

Niobio/Colombium

La estabilización del carbono se consigue añadiendo niobio al acero, y actúa de la misma manera que el titanio. Además, el niobio refuerza las aleaciones y los aceros para un servicio a mayor temperatura.

SiIicio

El silicio se emplea normalmente como agente desoxidante (matador) en el proceso de fusión del acero, y en la mayoría de los aceros se utiliza una pequeña cantidad de silicio.

Cobalto

Cuando se somete a la fuerte radiación de los reactores nucleares, el cobalto se vuelve altamente radiactivo y, por lo tanto, todos los aceros inoxidables utilizados en el servicio nuclear tendrán cierta limitación de cobalto, a menudo el 0.Este asunto es importante porque una parte del cobalto restante estará presente en el níquel utilizado para fabricar los aceros inoxidables austeníticos.

Calcio

El calcio se añade en pequeñas cantidades para mejorar la maquinabilidad, sin tener ningún efecto perjudicial sobre otras propiedades inducidas por el selenio, el fósforo y el azufre.

La siguiente tabla muestra el efecto de los elementos de aleación sobre las propiedades del acero inoxidable.

Efecto de los elementos de aleación sobre las propiedades del acero inoxidable

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Clave
√ = beneficiosa
X = perjudicial

Esta información ha sido revisada y adaptada a partir de materiales proporcionados por Aalco – Stockist de metales ferrosos y no ferrosos.

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