Introducción a los aceros inoxidables

1. ACEROS INOXIDABLES
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• En realidad no hay ningún elemento que sea realmente inoxidable, lo que en
verdad ocurre es que algunos elementos forman con el Oxígeno un óxido de
características muy particulares que actúa como agente de protección ya que
es una película de óxido de muy poco espesor, (unos pocos diámetros
atómicos) por lo cuál es transparente, además es muy adherente y lo
fundamental………..es impermeable, por ésta razón el material se comporta
como si no se oxidara, ya que el oxígeno del aire deja de estar en contacto con
el metal.
• En los aceros el elemento que tiene estas características es el Cromo, cuando
los aceros tienen aproximadamente 5% de Cr ya aumenta considerablemente
su resistencia a la corrosión y oxidación, y con 12% de Cr o más ya se lo
considera inoxidable, y con más del 30% de Cr se utilizan para muy alta
temperatura, en estos casos de alto contenido de Cr, hay que tener mucho
cuidado con la fase sigma, que es un compuesto inter metálico sumamente
perjudicial porque disminuye la resistencia a la corrosión y por ser muy frágil y
ubicarse en el borde de grano, disminuye también la resistencia al impacto.
Para evitar todos estos inconvenientes es necesario realizar un tratamiento de
solubilización por encima de los 850 ºC y luego enfriar rápido para impedir la
precipitación.

2. ACEROS INOXIDABLES
• El Cr presenta gran tendencia a disolverse en el hierro pero en presencia de
C forma carburos que se asocian con la cementita y ésta se torna muy dura
y estable, los carburos de Cr son muy difíciles de disolver en la austenita, y
hay que dejarlos un tiempo muy grande a temperatura para que se
disuelvan. El Cr también tiene una gran influencia en la temperatura de
revenido, ya que en un acero al C a mayor temperatura de revenido mayor
ablandamiento, en tanto que los aceros al Cr al revenir a temperaturas entre
400 y 600 ºC, se produce un aumento de la dureza como consecuencia de la
precipitación de carburos complejos muy estables.
• El elemento que le sigue en importancia es el Níquel, el cuál aumenta la
resistencia de los inoxidables a los agentes reductores tal cómo los ácidos
clorhídricos (ClH) y fluorhídrico (FH), además mejora algunas propiedades
mecánicas y permite que se puedan soldar. El Molibdeno (Mo) permite que
la pasividad obtenida por el Cr, sea efectiva en casos donde el Cr sólo no es
suficiente, cómo por ejemplo frente al ácido sulfúrico y al ácido sulfuroso.
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3. CLASIFICACIÓN DE ACEROS
INOXIDABLES
1. Aceros inoxidables Ferríticos
2. Aceros inoxidables Austeníticos
3. Aceros inoxidables Martensíticos
4. Aceros inoxidables endurecibles por
precipitación
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4. INOXIDABLES FERRÍTICOS
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5. CARACTERÍSTICAS GENERALES
• Son aceros con muy bajo %C para mejorar la resistencia a la
oxidación y a la corrosión.
• Con más de 18%Cr solo ferrita como micro constituyente,
habitualmente 25 a 30%Cr.
• Muy buena R. a la corrosión y a la oxidación.
• Solo endurecibles por def. mecánica en frío.
• El costo de obtención es relativamente bajo.
• El 446 es el más representativo.
• Recocido a 850°C y enfriados en agua, para evitar la fase sigma .
• Se usan en hornos de mufla, petroquímica, fabricación de caucho
sintético, recipientes para baño de sales, etc.
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6. MODIFICACIÓN DEL BUCLE GAMA
CON EL % DE CARBONO
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En este diagrama vemos como
se modifica el bucle gama con
el aumento del contenido de
carbono en el acero, Esto es lo
que permite que estos aceros
sean Martensíticos, es decir
que se pueda transformar la
Austenita en Martensita
mediante el tratamiento de
temple y revenido, usualmente
se utilizan %C entre 0,4 y
0,6%C

7. CLASIFICACIÓN AISI
• El primer dígito define una serie y los dos siguientes
definen el acero.
• La serie 200 son los Austeníticos en los que parte del Ni
es remplazado por Mn.
• La serie 300 es de Austenita estabilizada con Ni.
• La serie 400 no tiene Ni, o lo tiene en valores menores
al 2,5%, y la mayoría son inoxidables Ferríticos.
• Algunos de los aceros del grupo 400 son Martensíticos,
el resto son Ferríticos.
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8. CLASIFICACIÓN AISI
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9. INOXIDABLES AUSTENÍTICOS
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10. CARACTERÍSTICAS GENERALES
• El Ni cuando supera el 8% estabiliza la fase Austenita y
mejora la R. a la corrosión, la soldabilidad y la R a la
tracción.
• Son los de mayor consumo, el más conocido es el “18/8”.
Con Mo aumenta la R en medios reductores. Son los más
inoxidables.
• Son fácilmente endurecibles por def. mecánica en frío.
• Se recocen a 1000°C para disolver carburos y se templan
para ablandar y luego se hace un envejecido para precipitar
carburos.
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11. CLASIFICACIÓN AISI
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12. INOXIDABLES MARTENSÍTICOS
• Tienen entre 13 a 18%Cr, y entre 0,4 a 1,2%C están dentro del bucle gama y por
ello es posible templar, tienen alta Rt pero baja R a la corrosión y baja R a la
oxidación.
• Para aumentar la R a oxidación y corrosión pero con menor Rt y dureza, están
los inoxidables con 0,15%C y 11,5 a 13%Cr.
• Se aplica donde se requiere al mismo tiempo R. a la corrosión y a la abrasión.
Con 0,50 a 0,80%C para aumentar el bucle gama.
• Válvulas para motores a combustión interna.
• Hojas para todo tipo de cuchillos.
• Elementos para cirugía. Aceros quirúrgicos.
• Ejes y piezas de transmisión.
• Tienen alta templabilidad, por lo que se pueden templar con enfriamientos al
aire. El mantenimiento a temperatura es mínimo para evitar el crecimiento del
tamaño de grano
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13. ENDURECIBLES PRECIPITACIÓN
• En estos aceros además de Cr y Ni se les agrega Cu, Ti,
Mo, Nb ó Al. Estos elementos mediante un tratamiento
adecuado precipitan una serie de compuestos
intermetálicos en forma de fases submicroscópicas que
aumentan su R mecánica y su dureza, al actuar como
barreras al movimiento de las dislocaciones.
• Se utilizan en casos donde deben unirse mediana
Resistencia a la corrosión y Resistencia a grandes
esfuerzos, p.ej. Bombas para alta presión, componentes
de turbinas hidráulicas, dispositivos Aero espaciales, etc.
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14. ACEROS ALEADOS
•Aceros al Cr.: Con menos del 3% se usan para
perfiles estructurales, resortes, elásticos, cojinetes, etc.
Llegan a tener de 70 á 170 Kg/mm2 según el
Tratamiento térmico recibido.
• Con 3 á 10%Cr se usan en la industria química y
petrolera.
• Con 1%C y 5%Cr se usa para matricería y
herramientas.
• De 10 á 16%Cr ya son inoxidables.
• Con más de 16%Cr son Inoxidables Ferríticos.
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15. ACEROS AL SILICIO
•El Si está presente en todos los aceros, ya que
se usa para desoxidar.
•El 9260 es un acero característico con 1,8 á
2.2%Si tienen alta permeabilidad magnética y
muy poca pérdida, son ideales para el núcleo
de transformadores, también para resortes,
cojinetes y elásticos debido a su gran R y
elevado límite elástico.
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16. ACEROS AL MANGANESO
• Se usa siempre en los aceros para eliminar la influencia
del S ya que tiene mayor t° de fusión el SMn que el SFe
por lo que permite el trabajo en caliente.
• Aumenta mucho la templabilidad, con 1%C y 3%Mn son
indeformables, apto para matricería complicada.
• Con 1%C y 11%Mn la estructura es Austenítica y se
endurece mucho por deformación mecánica, se usan
para rieles de ferrocarril uñas de máquinas
excavadoras, etc.
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17. ACEROS AL MOLIBDENO
• Este elemento aumenta la templabilidad tanto
como el Mn pero es más caro.
• El Mo hace desaparecer la fragilidad Krupp
• Se disuelve en la ferrita y forma carburos
• Se usa en pequeños cant. (0,20 á 0,30%)
• En cant. Mayores como el acero con 8%Mo, 4%Cr,
2%V y 0,8%C se llaman aceros rápidos, porque
pueden mantener el filo a t° elevadas (500°C)
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18. ACEROS AL VANADIO
• El V tiene tendencia a formar carburos muy
pequeños, que actúan como centros de nucleación
y así se obtiene un Tamaño de grano fino
• Además se aloja en Borde de grano impidiendo el
crecimiento del grano en los Tratamientos térmicos.
• Se usa en pequeñas cantidades (0,20%)
• En un acero con 0,6%C, 1%Cr y 0,20%V aumenta
el límite elástico en un 50% sin disminuir la
ductilidad.
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19. ACEROS AL Cr-Ni-Mo
•Son de alta R. ya que por T.T. pueden llegar a
superar los 200 Kg/mm2 de Rt.
•Tienen elevada templabilidad.
•La suma de aleantes no supera el 5%
•El contenido de Cr será entre 1/3 á 1/5 del
contenido de Ni y el Mo estará entre 0,20 y
0,30% y en casos muy especiales puede llegar
a 0,60%
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20. ACEROS PARA HERRAMIENTAS
•También llamados aceros rápidos, porque se
utilizan con altas velocidades de corte que
producen, por fricción, un elevado
calentamiento en la herramienta hasta 600°C
sin que pierda el filo.
•Un acero característico es el siguiente:
C=0,60-1%; W=14-20%; V=1-5%; Cr=3-4,5%
•Otra variedad es al anterior agregar de 3 á
12%Co, o remplazar el W por Mo
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21. ACEROS AL NIQUEL-COBALTO
•Son aceros de ultra alta Rt (140kg/mm2)
•Contienen 4 á 14%Co; 8-10%Ni y
pequeñas adiciones de Cr y Mo.
•Por su excepcional resistencia y tenacidad
son insustituibles en partes de
helicópteros, blindajes, componentes de
buques de guerra, cuerpos de cohetes,
misiles, etc.
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22. AL CROMO-MOLIBDENO-VANADIO
•Son una variedad de los aceros de
ultra alta resistencia.
•Tienen aplicaciones para la
fabricación de aceros estructurales.
•También para la construcción de
herramientas especiales
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23. ACEROS MARAGING
• Son aleaciones de Fe-Ni, con agregado de Co, Mo, Ti y Al (a
veces Cr).
• A través de un mecanismo de endurecimiento por
precipitación adquieren elevada resistencia y excelente
tenacidad.
• Se usa ampliamente en la industria aeronáutica y espacial.
• Para fabricar herramientas especiales.
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24. CLASIFICACIÓN S.A.E.
•La Society of Automotive Engineers ha
publicado especificaciones para aceros que
han sido adoptadas por la industria, dando
lugar a que los pedidos se hagan por medio
del número SAE.
•El sistema comprende una serie de cuatro
dígitos, el primero de los cuáles indica el tipo
de acero como sigue a continuación.:
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25. CLASIFICACIÓN S.A.E.
• El sistema de numeración de los aceros S.A.E. comprende, en
general, una serie de números de cuatro dígitos, el primero de
los cuales indica el tipo de acero como sigue a continuación.
• Aceros al carbono........... 1 Aceros al cromo…………………. 5
• Aceros al níquel………….… 2 Aceros al cromo-vanadio……..6
• Aceros al cromo-níquel…. 3 Aceros al tungsteno………….... 7
• Aceros al molibdeno…….. 4 Aceros al silicio-manganeso… 9
• Para los aceros al manganeso se ha reservado la característica
13xx
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26. SISTEMA A.I.S.I. S.A.E.
N° Tipo de aceros N° Tipo de aceros
ACEROS AL CARBONO 33XX Ni 3,50% Cr 1,50% y 1,57%
10XX Aceros al C (Máx.1%Mn) 34XX Ni 3% Cr 0,77%
11XX Resulfurizado ACEROS AL MOLIBDENO
12XX Resulfurizado y refosforizado 40XX Mo 0,20% y 0,25%
13XX Aceros al Mn (Mn 1,75%) 44XX Mo 0,40% y 0,52%
15XX Aceros al Mn (Mn 1% á
1,65%)
AL CROMO-MOLIBDENO
ACEROS AL NIQUEL 41XX Cr 0,50-0,80y0,95-Mo 0,12-
23XX Aceros al Ni (Ni 3,5%) 0,20-0,25-0,30%
25XX Aceros al Ni (Ni 5%) Ni – Cr - Mo
ACEROS AL Ni-Cr 43XX Ni 1,82-Cr 0,5y0,8 Mo 0,25
31XX Ni 1,25%-Cr 0,65% Y 0,80 47XX Ni 1,05-Cr 0,45 Mo 0,25
32XX Ni 1,75% Cr 1,07% 81XX Ni 0,30- Cr 0,40- Mo 0,12
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27. SISTEMA A.I.SI. S.A.E.
N° Tipo de aceros N° Tipo de aceros
86XX Ni 0,55- Cr 0,50- Mo 0,20 AL CROMO- VANADIO
93XX Ni 3,25-Cr 1,20- Mo 0,12 61xx Cr 0,6; 0,8 y 0,95 V 0,1-0,15
94XX Ni 0,45- Cr 0,40- Mo 0,12 AL WOLFRAMIO-CROMO
98XX Ni 1,00- Cr 0,80- Mo 0,25 72XX W 1,75 ; Cr 0,75
AL NÍQUEL-MOLIBDENO AL SILICIO-MANGANESO
46XX Ni 0,85 y 1,82- Mo 0,20- 0,25 92XX Si 1,40 y 2,00; Mn 0,65; 0,82;
48XX Ni 3,50- Mo 0,25 Y 0,85; Cr 0,00 y 0,65
ACEROS AL CROMO ACEROS AL BORO
50XX Cr 0,27; 0,40; 0,50 y 0,65 xxBxx La B indica acero al Boro
51XX Cr 0,8; 0,87; 0,92; 0,95; 1;
1,05
ACERO AL PLOMO
50xxx Cr 0,50 y C 1,00 mínimo xxLxx La L indica acero al plomo
51xxx Cr 1,02 y C 1,00 mínimo
52xxx Cr 1,45 y C 1,00 mínimo
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