Selección de materiales corrosión

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria, Ciencia y
Tecnología
Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”
Extensión Cabimas
Asignatura: Ingeniería de la Corrosión
Elaborado por:
Mariana Rada
Carrera: Ingeniería Química
Noviembre de 2020

1. Materiales más utilizables según el medio de trabajo.
2. Factores que actúan en la corrosión de un metal.
3. Influencia de los tratamientos mecánicos y tratamientos
térmicos.
4. Aceros y fundiciones. Efectos principales que se destacan en los
aceros al cromo.
5. Aceros inoxidables.
6. Aleaciones tales como Aluminio, magnesio, plomo, entre otros.
7. Resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables.
8. Normas y organismos internacionales relacionados con el
control de la corrosión.

La corrosión es un fenómeno químico muy común en todos los tipos de
empresas, por lo cual su importancia de estudio. Esta presentación tiene como
finalidad aportar conocimiento sobre la selección de materiales para evitar la
corrosión. En primer lugar se mencionarán varios efectos ambientales y su
influencia sobre la corrosión en algunos materiales, tomando en cuenta también
cuales son las variables que hay que considerar que pueden acelerar el proceso
corrosivo. En segundo lugar, se mencionará las ventajas de algunos tratamientos
destinados a mejorar las propiedades de los materiales. En tercer lugar se
presentara información sobre los aceros y sus tipos, las ventajas de un tipo de
acero sobre otro y las diferencias en propiedades entre ellos, tomando en
cuenta también a los aceros inoxidables y las posibles razones por las cuales
estos podrían experimentar corrosión.
Finalmente se presentaran las normas y organismos internacionales que se
encargan de la estandarización de métodos y técnicas que permiten evaluar la
resistencia de un material a la corrosión para su selección para un uso
particular. Este ultimo punto es muy importante ya que orienta a los ingenieros
en las empresas a la selección adecuada de los materiales para las piezas y
equipos.

La selección de materiales adecuados según el medio de trabajo es importante, ya
que cada metal y aleación tienen un comportamiento único ante la corrosión, que
se ve refleja en la posición que toma en la serie electroquímica de metales o en
una serie galvánica. Además de que su resistencia a la corrosión depende también
en gran parte del ambiente en el cual se encuentra expuesto.
▪ En condiciones reductoras y no oxidantes (Ej.: ácidos sin aire) y soluciones
acuosas, se seleccionan aleaciones de níquel y cobre
▪ En condiciones oxidantes, se emplean aleaciones que contienen cromo
▪ En condiciones de oxidación extremadamente fuertes, es común que se
utilicen titanio y sus aleaciones
▪ Los aceros inoxidables se emplean comúnmente en ambientes corrosivos
moderadamente oxidantes, siempre y cuando no contengas cloruros
▪ Los polímeros son mas débiles y suaves, y menos resistentes a ácidos
inorgánicos fuertes, se utilizan como materiales primarios para resistir la
corrosión
▪ Los materiales cerámicos tienen resistencia a la corrosión y a altas
temperaturas, pero son quebradizos con bajos esfuerzos de tensión
▪ Los materiales no metálicos se utilizan en el control de la corrosión en
forma de fundas y recubrimientos

2. Factores que actúan en la corrosión de un metal
Los factores que actúan en la corrosión incluyen los siguientes:
▪ Clase y estado del metal: se refiere a la composición química del metal,
es importante conocer en que estado se encuentra, cual es su
composición, estructura, impurezas, procedimientos a los que ha sido
sometido. Todo esto es importante ya que de esto depende que se
acelere la corrosión. Por ejemplo: heterogeneidades químicas
estructurales y tensiones internas originan pares galvánicos que
aceleran el proceso corrosivo.
▪ Estado de la pieza: la superficie del metal puede favorecer la corrosión
si tiene surcos, rayas, grietas, orificios, etc. Al igual que hay que
considerar la presencia o ausencia de capas protectoras.
▪ Potencial eléctrico de los metales
▪ Formación de películas y biopelículas (biofilms)

Los factores que actúan en la corrosión incluyen los siguientes:
(Continuación)
▪ Medio ambiente en el cual se encuentra el metal: esto es importante
ya el ataque al metal parte del medio en el cual se encuentra.
Particularmente en el medio ambiente hay que considerar estos
factores específicos:
A. Humedad atmosférica: valores a partir de 60% de humedad relativa
aceleran la corrosión
B. Concentración de oxigeno disuelto: según el metal, la cantidad de
oxigeno puede acelerar el proceso corrosivo. Por ejemplo los metales
férricos a mayor concentración de oxigeno se encuentren mayor es la
corrosión
C. Temperatura: la velocidad del deterioro suele aumentar a mayores
temperaturas
D. pH del medio: el medio ácido es más corrosivo, puesto que permite
una reacción mayor en el ánodo.
E. Presión

▪ Medio ambiente en el cual se encuentra el metal (continuación):
F. Salinidad: El aire cargado de sal cerca de la costa acelera la corrosión
(si el lugar de trabajo queda cerca del mar)
G. Contaminación: la contaminación industrial con dióxido de azufre
concentrado acelera la corrosión ya que se ha demostrado que este es un
agente corrosivo.
▪ Interacción entre el metal y el medio ambiente en el que se
encuentra: el contacto entre el metal y el medio en el cual se
encuentra dependerá de la forma de la pieza, estado de su superficie,
condiciones de inmersión, etc.

3. Influencia de los tratamientos mecánicos y tratamientos térmicos.
Tratamientos mecánicos (o tratamientos
superficiales)
•Es un proceso que permite variar las características de la
superficie de un metal. Estos se pueden realizar en frío o en
caliente.
•Tratamiento mecanico en caliente: consiste en deformar el
metal una vez calentado a una temperatura determinada. De
este modo se reduce el tamaño de grano y se eliminan del
metal cavidades interiores mejorando su estructura interna.
•Tratamiento mecanico en frio: consiste en deformar un
metal a temperatura ambiente, lo cual provoca mejora de
sus propiedades mecánicas por acritud.
•Influencia: este tratamiento permite mejorar la dureza,
resistencia al desgaste y resistencia a la corrosión,
proporcionar características decorativas como color o brillo,
y controlar dimensiones y/o rugosidad.
•Los tipos de tratamiento mecánico son: granallado, impacto
con chorro de arena, impacto con láser, bruñido,
endurecimiento por explosivo, revestimiento mecánico,
cromado y galvanizado.

3. Influencia de los tratamientos mecánicos y tratamientos térmicos.
Tratamientos térmicos
•Consiste en la aplicación de un procedimiento de
operaciones de calentamiento y enfriamiento, bajo
condiciones controladas de temperatura, tiempo de
permanencia, velocidad, presión, etc., de los metales o las
aleaciones en estado sólido. Aplicable en los aceros.
•Influencia: este tipo de tratamiento mejora las propiedades
mecánicas de los metales, a saber: la dureza, la resistencia
y la elasticidad. La razón es que modifican la estructura
cristalina de los aceros, y los cambios en las propiedades
dependerán de la temperatura de calentamiento y del
proceso de enfriamiento.
•Se aplica básicamente en el acero y la fundición, formados
por hierro y carbono. También se aplican tratamientos
térmicos diversos a los cerámicos.
•Existen 4 tratamientos térmicos: Temple (T° por encima de
la austenización), Revenido (T° por debajo de la
austenización), Recocido (enfriamiento lento) y
Normalizado (T° 50°C por encima de la austenización,
seguido de enfriamiento al aire).

4. Aceros y fundiciones. Efectos principales que se destacan en los aceros al cromo.
El acero es una aleación de hierro y carbono, con un
porcentaje de carbono entre 0,08 y 2% en peso de su
composición. Esta aleación conserva algunas
características metálicas del hierro, pero la adición de
carbono mejora sus propiedades físico-químicas,
especialmente su resistencia.
Existen muchos tipos de acero dependiendo de las
aleaciones realizadas sobre el, cada tipo de acero
permitirá diferentes aplicaciones y usos dependiendo de
sus características. Entre los elementos que pueden
presentarse en las aleaciones con el acero se encuentran:
▪ Aluminio
▪ Boro
▪ Cobalto
▪ Cromo
▪ Molibdeno
▪ Nitrógeno
▪ Niobio
▪ Níquel
▪ Plomo
▪ Silicio
▪ Titanio
▪ Wolframio
▪ Vanadio

Aceros al Cromo
▪ Las aleaciones con cromo aumentan la profundidad del
endurecimiento y mejoran la resistencia al desgaste y
corrosión.
▪ Su adición origina la formación de diversos carburos de
cromo que son muy duros; sin embargo, el acero
resultante es más dúctil que un acero de la misma
dureza producido simplemente al incrementar su
contenido de carbono.
▪ La adición de cromo amplía el intervalo crítico de
temperatura.
▪ Las propiedades de la aleación varían con la adición de
otros elementos como níquel, manganeso y molibdeno,

GRUPO No. 1 (AISI 502 410, 414,420 y 431)
ACEROS AL CROMO: Templables y magnéticos. Estructura ferrítico –martensítica.
Carbono: 0.08 hasta 0.30 %, Cromo: 5 % hasta 17 %, puede incluir Molibdeno y
Níquel.
Uso: fabricación de objetos resistentes al calor.
GRUPO No. 2 (AISI 430 y 446)
ACEROS AL CROMO: No templables y magnéticos. Estructura ferritita.
Carbono: 0.05 % hasta 0.20 % , Cromo: 4 % hasta 25 %, puede incluir hasta 1 % de
Molideno.
Usos: fabricación de tornillos, cuando se requiere resistencia a soluciones
alcalinas ligeramente corrosivas. Tienen buena resistencia contra los gases
sulfurosos a alta temperatura.
GRUPO No. 3 (AISI 329)
ACEROS AL CROMO NÍQUEL: No templables y magnéticos. Estructura ferrito-
austenítica.
Carbono: 0.09 %, Cromo: 26 %, Niquel: 4.5 %, pueden contener hasta 1.5 % de
Molibdeno.
Usos: materiales resistentes al calor..
Tipos de Aceros al Cromo

GRUPO No. 4 (AISI 202)
ACEROS AL CROMO _ NÍQUEL—MANGANESO: No templables y
antimagnéticos. Estructura austenítica.
Carbono: 0.05 y 0.09 %, Cromo: 18 %, Niquel: 4.5 a 5 % de Níquel,
Manganeso: 8.0 a 8.5 %.
Usos: fabricación de artículos domésticos por el proceso de
embutido, Ej.: lavaplatos.
GRUPO No. 5 (AISI 301, 102, 304, 304L, 321 y 347)
ACEROS AL CROMO NÍQUEL: No templables y antimagnéticos.
Estructura austenítica.
Carbono: Contienen entre 0.03 y 0.10 %, Cromo: 12.5 a 18.0 %,
Niquel: 8.5 hasta 12.5 %.
Usos: fabricación de equipos en la industria química.
Una adición pequeña de Titanio imparte a estos aceros cualidades
especiales para aplicaciones en las cuales los equipos estén
expuestos a un calentamiento prolongado, entre los 500 y 800°C y
cuando simultáneamente están expuestos al contacto con gases o
líquidos corrosivos.

GRUPO No. 6 (AISI 316, 316L y 318)
ACEROS AL CROMO—NÍQUEL MOLIBDENO: No templables y
antimagnéticos. Estructura austenítica.
Carbono: 0.03 y 0.08 %, Cromo: 12.5 y 17.5 %, Niquel: 9 % y 14.5 %,
Molibdeno: 1.5 y 4.5 % .Algunos contienen pequeñas cantidades de
Titanio.
Usos: fabricación de equipos para la industria química.
GRUPO No. 7 (AISI 309, 310 y 314)
ACEROS AL CROMO—NÍQUEL: No templables y antimagnéticos.
Estructura austenítica, Contienen entre 0.08 y 0.40 % de Carbono.
Entre 17.0 y 25.0 % de Cromo. Entre 9 % y 36 % de Níquel. Algunos
contienen hasta 0.4 % de Titanio. Los aceros de este grupo son
especialmente adecuados para la construcción de hornos, calderas,
chapas resistentes al calor, recuperadores, muflas, tuberías de gas,
reguladores de tiro para gas de combustión, dispositivos de transporte
para hornos, cajas de cementación y piezas fundidas para hornos
carbonizadotes de gas y crisoles para baños de sal.

▪ El acero inoxidable es un acero de bajo
porcentaje de carbono, que contiene un
aproximado mínimo de 10.5% de cromo en
peso, lo cual hace que sea resistente a la
corrosión.
▪ Esta resistencia a la corrosión se debe a que
el cromo es el que interactúa con el oxigeno
presente en el aire del medio en el cual se
encuentra la pieza, y forma una película
transparente de óxido de cromo sobre la
superficie del acero, lo cual excluye la
oxidación adicional del acero, esta película se
llama capa pasiva
▪ En caso de que ocurra daño químico o
mecánico, la capa pasiva es auto reparable.
▪ Nomenclatura para cada tipo de acero
▪ Se clasifican en cinco familias diferentes

Tipos de Aceros Inoxidables
• Aleaciones cromo (10.5-18%) y carbono contenido de carbono
alto, hasta 1.2%
• Corresponden a una porción de los clasificados como serie
400 AISI
• Usos: piezas críticas expuestas a altos esfuerzos, resistencia
al calor, corrosión, desgaste abrasivo y erosión.
Martensíticos
• Aleaciones con cromo (10.5% a 30%) carbono (0.08%) algunos
puden contener molibdeno, silicio, aluminio, titanio y niobio
que promueven diferentes características.
• Integran la serie 400 AISI
• Usos: piezas de soldadura y aplicaciones que no requieren
alta calidad de apariencia
Ferríticos
• Aleaciones con cromo (16 a 26%), Carbono (0.03 a 0.08%) y
se adicionan elementos formadores de austenica como
níquel, manganeso y nitrógeno
• Integra las series 200 y 300 AISI
• Usos: Todo propósito. Poseen alta resistencia mecánica,
tenacidad y resistencia a la oxidación,
Austeníticos

Tipos de Aceros Inoxidables
•Austenita más ferrita
•Son aleaciones cromo (18 a 26%), níquel (4.5 a 6.5%),
con adición de molibdeno, nitrógeno, cobre, silicio y
tungsteno
•Usos: mejora la resistencia a la corrosión
Dúplex
•Aleaciones hierro, cromo, níquel.
•Usos: resistencia mecánica, están patentados y se les
designa con las siglas de la empresa productora
Endurecibles por
precipitación

El acero parece ser una aleación muy útil, pero tiene algunas
desventajas:
- Densidad relativamente elevada
- Conductividad eléctrica comparativamente baja
- Susceptibilidad a la corrosión en medios muy comunes
Por esta razón, existen otros tipos de aleaciones que serán utilizadas
dependiendo de las circunstancias. Estas pueden ser:
- Aleaciones moldeadas: frágiles, no se deforman suficientemente y sólo se
conforman por moldeo
- Aleaciones hechuradas: son capaces de soportar deformaciones plásticas

Aleaciones con Aluminio:
▪ Baja densidad (2.7 g/cc comparada con 7.9 g/cc del
acero)
▪ Afinidad por el oxígeno, que provoca su pasivación.
▪ Alta conductividad eléctrica y térmica
▪ Buena resistencia a la corrosión de determinados
medios como el atmosférico.
▪ Tiene limitada su aplicabilidad a temperaturas
moderadas ya que el aluminio tiene baja
temperatura de fusión 660 °C
▪ Baja resistencia mecánica (se puede aumentar pero
disminuye la resistencia a la corrosión).
▪ Pueden contener Cu, Mn, Mg, Si, Zn y Li en
proporciones variables entre el 0.1 y el 5 %.
▪ Usos: piezas de medios de transporte.

Aleaciones con Magnesio:
▪ Se conocen como aleaciones ultraligeras.
▪ El magnesio tiene gran afinidad por el Oxígeno.
▪ Baja densidad, 1.7 g/cc.
▪ Bajo punto de fusión (651 °C)
▪ Susceptibles a corrosión marina, pero resistentes a
condiciones atmosféricas.
▪ Usos: se utilizan en piezas que trabajan a
temperaturas inferiores a 425 °C, especialmente
en componentes de aviones por su bajo peso.
▪ Las aleaciones de magnesio suelen contener Al en
una proporción cercana al 10 % y Mn y Zn en
proporciones variables entre 0.5 y 5 %.

Aleaciones con Plomo:
▪ Aleaciones blandas y plásticas
▪ Punto de fusión muy bajo.
▪ Usos: se emplean en protección de Rayos–X y
acumuladores, anclas, contrapeso, balas, etc.
▪ Resistentes a la corrosión ambiental.
▪ Dan lugar a peltre cuando la aleación contiene
además de plomo al estaño, al antimonio y al cobre
Aleaciones con Titanio:
▪ Son aleaciones son muy resistentes, y a la vez dúctiles
y fácilmente forjables y mecanizables.
▪ El metal puro presenta relativamente baja densidad
(4.5 g/cc)
▪ Alta temperatura de fusión (1668 °C)
▪ Alto módulo elástico (107 Gpa).
▪ La principal limitación del titanio es su reactividad
química a elevada temperatura con otros materiales.
▪ La resistencia a la corrosión a temperatura ambiente
es extraordinariamente elevada, suelen ser
inalterables a la atmósfera, al ambiente marino y a la
mayoría de los industriales.
▪ Usos: estructura de aviones, industria petroquímica,
área de la salud.

Aleaciones con Cobre
Aleaciones con Níquel
▪ Níquel estructura FCC, maleable, pero es caro y
denso (8.9 g/cm3)
▪ Se usa como recubrimiento de otros metales, por
su alta resistencia a la corrosión en medio básico
y frente a la mayoría de los ácidos)
▪ Las superaleaciones base Ni constan de 50–60%
Ni, 15-20% Cr y 15–20% Co.
▪ Usos: reactores nucleares, industria
petroquímica, monedas.
▪ Es tenaz, dúctil y maleable (alargamientos de hasta 50%)
▪ Densidad ρ = 8.96 g/cm3 y
▪ Temperatura de fusión alta (1083 ºC)
▪ Buen conductor de calor y electricidad
▪ Resistente a corrosión. Los agentes atmosféricos forman una
película verdosa.Resistencia mecánica puede aumentar con
aleaciones: Zn (latones) y Sn, Al, Mn, Ni, Pb, Si, Be, ...
(bronces) mejoran las resistencias mecánicas y a la
corrosión. • Usos: Conductores eléctricos, intercambiadores,
ornamentación, tuberías, monedas

7. Resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables
▪ El acero inoxidable es resistente a la corrosión por
contener al menos 10.5% de cromo en su peso, ya
que el cromo al reaccionar con el oxígeno se forma
una película de óxido de cromo (Cr2O3)
pasivamente continua, muy resistente y estable en
la superficie del metal. Esta película es muy fina
entre 2 a 5x 10-7 mm de espesor, y la resistencia
aumenta aún más si se añaden otros elementos a la
aleación.
▪ Hay que tomar en cuenta que cuando la selección
de la clase de acero inoxidable no se ha hecho
correctamente, con respecto a las condiciones
ambientales y de trabajo a las cuales estará
expuesta la pieza, se puede producir la corrosión
Esta imagen muestra las picaduras del
acero inoxidable EN1.4310 (AISI 301),
como resultado de una insuficiente
resistencia a la corrosión, en un
entorno clorado muy agresivo.

a) Uniforme
Ocurre cuando la película pasiva
es destruida por un medio
ambiente agresivo, lo que causa
es que toda la superficie se
corroe de manera uniforme y la
pérdida de metal se puede
expresar en micras / año
b) Picaduras
Los tipos de corrosión que pueden presentar los aceros inoxidables son:
Es una forma de corrosión
extremadamente
localizada que conduce a
la creación de pequeños
agujeros en el metal.
c) Intersticial d) Galvánica
Se refiere a la corrosión que
ocurre en espacios
confinados a la que el acceso
del fluido de trabajo desde
el entorno es limitado. Estos
espacios son generalmente
llamados hendiduras.
La corrosión que puede
ocurrir cuando dos metales
con potenciales galvánicos
muy diferentes están en
contacto directo. El metal
más anódico es el atacado

e) Intergranular
Los tipos de corrosión que pueden presentar los aceros inoxidables son:
f) Agrietamiento por
corrosión bajo tensiones
El ataque intergranular es causado por la
formación de carburos de cromo en los
límites de grano, lo que reduce el
contenido de cromo y la estabilidad de la
capa pasiva.
Ocurre cuando el medio ambiente es
agresivo (alto nivel de cloruro,
temperatura superior a 50 ° C) o cuando el
acero inoxidable no es suficientemente
resistente a la corrosión bajo tensiones.

Para seleccionar el acero correcto, protegido contra una posible corrosión adecuada, según el
código Euro 1-4 se debe:
▪ Evaluar el acero según un factor de resistencia (CRF) compuesto por 3 sumandos (CRF = F1 + F2 + F3) donde:
a) F1 tasa el riesgo de exposición a cloruros de agua salina ó sales de deshielo
b) F2 tasa el riesgo de exposición a dióxido de azufre
c) F3 tasa el régimen de limpieza ó exposición al lavado por lluvia
▪ Si los riesgos no están expuestos en el código, se recomienda consultar un experto según el uso que tendrá el
material.

8. Normas y organismos internacionales relacionados con el control de la
corrosión.
Organismos
•ASTM
Normas
•Normas NACE
•Normas ASTM
•Normas ISO
Existen normas propuestas por organismos internacionales para el control de
la corrosión y la forma en la cual se realizan los ensayos para corrosión.
Estas son:

corrosión.
Normas NACE:

corrosión.
Normas ASTM:

corrosión.
Normas ISO:

A partir de esta presentación se puede llegar a concluir en primer lugar que es
muy importante la selección de materiales de acuerdo a las condiciones de trabajo a
las cuales estará expuesta la pieza o equipo, considerando factores como
temperatura, tensión, acidez o alcalinidad del medio, etc. Ante esto unas aleaciones
tendrán más ventaja sobre algunas condiciones ambientales que otras, y sobre esto se
debe basar la decisión de selección.
En segundo lugar, la aleación de acero inoxidable es la común por su alta
resistencia a la corrosión; sin embargo bajo algunas condiciones puede experimentar
corrosión, y hay otras aleaciones disponibles que también tienen sus usos particulares
como la aleación con aluminio, titanio, plomo, níquel, entre otras. Finalmente la
importancia del uso de normas estandarizadas por organismos como la ASTM, ISO y
NACE le aportaran a la empresa la seguridad de saber que han seleccionado un metal
con las propiedades correctas para el uso que tendrá.

▪ Ramírez L. Selección de Materiales. Disponible en:
https://www.slideshare.net/LauraSofiaRamirez/proteccion-contra-
la-corrosin
▪ Proyecto Agrega. Materiales: Tratamientos térmicos y corrosión.
Disponible en:
http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/10092010/dd/es-
an_2010091013_9202750/TI2_U1_T4_Contenidos_v03.pdf
▪ Universidad de Cantabria. Otras Aleaciones Metalicas. Disponible
en;
https://ocw.unican.es/pluginfile.php/1382/course/section/1737/Te
ma12.pdf
▪ Materiales metálicos y aleaciones. Disponible en:
http://webdeptos.uma.es/qicm/Doc_docencia/Tema3_CM.pdf
▪ Bonnet. Clasificación de los aceros inoxidables. Disponible en:
http://www.bonnet.es/clasificacionacerinox.pdf
▪ Resistencia a la corrosión de aceros inoxidables. Disponible en:
https://www.worldstainless.org/files/issf/Education/Spanish/Capit
ulo_05_Resistencia_a_la_corrosion_de_los_aceros_inoxidables.pdf

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