Aceros inoxidables: Desarrollo y aplicacionesLos aceros inoxidables son aleacionesferro-cromocon un mnimo de 11% decromo.El agregado de otros elementos a la aleacin permite formar un amplio conjunto de materiales, conocidos como la familia de los aceros inoxidables. Entre los elementos de aleacin, dos se destacan: elcromo, elemento presente en todos los aceros inoxidables por su papel en la resistencia a la corrosin y elnquelpor la memoria en las propiedades mecnicas.La siguiente es una visin panormica de la familia de los aceros inoxidables, sus principales caractersticas y aplicaciones.Algunas aplicaciones de los aceros inoxidablesTipo de acero inoxidableAplicacin

Austentico(resistente a la corrosin)equipos para industria qumica y petroqumica

equipos para industria alimenticia y farmacutica

construccin civil

vajillas y utensilios domsticos

Ferrtico(resistente a la corrosin, ms barato)electrodomsticos (cocinas, heladeras, etc.)

mostradores frigorficos

monedas

industria automovilstica

cubiertos

Martenstico(dureza elevada)cuchillera

instrumentos quirrgicos como bistur y pinzas

cuchillos de corte

discos de freno

Aceros inoxidables martensticosEn los aceros inoxidables martensticos, el carbono est en una concentracin tal, que permite la formacin deaustenitaa altas temperaturas, que a su vez se transforma enmartensitadurante el enfriamiento.La martensita es una fase rica encarbono, frgil y extraordinariamente dura. Los aceros inoxidables martensticos tienen la caracterstica comn de ser magnticos y endurecibles por tratamiento trmico, presentando cuando templados una microestructura acicular (en forma de agujas).Es importante observar que estos aceros son normalmente producidos por la industria siderrgica en estado recocido, con ductilidad razonablemente buena. Solamente despus de templados sern muy duros y poco dctiles. Pero es precisamente en esta condicin (templados), que sern resistentes a la corrosin.El ms utilizado de los aceros inoxidables martensticos es elTipo 420. En estado recocido (estructura ferrtica), no presenta buen comportamiento frente a la corrosin atmosfrica. Esto porque durante la operacin de recocido, a una temperatura aproximada de 760 C, el carbono y el cromo se combinan para formarcarburos de cromo,Cr23C6. Cada molcula de carburo de cromo contiene, en peso, aproximadamente 95% de cromo. Considerando el alto tenor de carbono y el bajo tenor de cromo del acero inoxidable 420 (aproximadamente 0,35%C y 12,50% Cr), como todo el carbono precipita como carburo de cromo durante el recocido, esta precipitacin retirar de la solucin slida aproximadamente la mitad del cromo disponible. En esta condicin el material no resiste a la corrosin y no puede ser considerado propiamente como un acero inoxidable (ya que no tiene unmnimo de 11% de cromoen solucin slida).Por eso, elacero inoxidable 420, es colocado en servicio por el usuario, solamente despus de un tratamiento de temple. Cuando templado, el carbono forma parte de la fase martenstica, no siendo encontrado en la aleacin precipitado como carburo de cromo.La alta dureza y la consecuente resistencia al desgaste, determinan las aplicaciones de este material, utilizado en cuchillera, discos de freno, equipos quirrgicos, odontolgicos y turbinas.Si la cantidad elevada de carbono es un inconveniente en el acero inoxidable 420 en estado recocido, una solucin lgica es la de disminuir este tenor, lo que se hace en elinoxidable Tipo 410. Como este material tiene un mximo de 0,15% de carbono, esta cantidad no es suficiente para remover tanto cromo de la solucin slida y, consecuentemente, presenta una buena resistencia a la corrosin atmosfrica, tanto en la condicin de recocido como de templado.Despus del tratamiento de temple, las durezas alcanzadas por este material no son tan altas como las presentadas por el inoxidable 420. Las principales aplicaciones del inoxidable 410 son en equipos para refinacin de petrleo, vlvulas, componentes de bombas y cuchillera.Aumentando la cantidad deazufrese obtiene elinoxidable 420 F, una variedad del 420, con buena maquinabilidad.Adiciones decarbono(para obtenerse durezas todava mayores) y decromoymolibdeno(mejorando tambin la resistencia a la corrosin) nos llevan a losaceros inoxidables martensticos Tipo 440, utilizados en cuchillos de corte profesional.Aceros inoxidables ferrticosLos aceros inoxidables ferrticos tambin son magnticos. A pesar de tener una menor cantidad de carbono que los martensticos, se tornan parcialmente austenticos a altas temperaturas y consecuentemente precipitan martensita durante el enfriamiento. Puede decirse que son parcialmente endurecibles por tratamiento trmico.Los aceros inoxidables ferrticos contienen, de un modo general, un tenor de cromo superior al de los martensticos. Este aumento en la cantidad de cromo mejora la resistencia a la corrosin en diversos medios, pero sacrifica en parte otras propiedades, como la resistencia al impacto.El ms utilizado de los aceros inoxidables ferrticos es elTipo 430, que contiene 16 a 18% de cromo y un mximo de 0,12% de carbono. Entre sus aplicaciones, se puede mencionar: cubiertos, vajillas, cocinas, piletas, monedas, revestimientos, mostradores frigorficos.Uno de los mayores problemas del inoxidable 430 es la prdida de ductilidad en las regiones soldadas, que normalmente son frgiles y de menor resistencia a la corrosin. El elevado crecimiento del tamao de grano, la formacin parcial de martensita y la precipitacin de carbonitruros de cromo, son las principales causas generadoras de este problema.Para enfrentar este inconveniente, se adicionatitanio y/o niobio, como estabilizadores del carbono. LosTipos 409, 430 Ti y 430 Nbson muy utilizados, principalmente en silenciadores y escapes de automviles.Elaluminiose utiliza tambin como un estabilizador deferrita. Elinoxidable 405, con aluminio entre 0,10 y 0,30% es muy utilizado en la fabricacin de estructuras que no podrn ser recocidas despus de la operacin de soldado.El aumento en el tenor de azufre, permite mejorar la maquinabilidad, en elTipo 430 F.Adiciones demolibdeno, en elinoxidable 434, o aumento en los tenores de cromo en elTipo 446, permiten obtener inoxidables ferrticos con mejor resistencia a la corrosin.Aunque los inoxidables ferrticos presentan una buena resistencia a la corrosin, algunas caractersticas limitan la utilizacin de los mismos en determinadas aplicaciones. La estampabilidad es buena, aunque insuficiente en aplicaciones que requieren estampado profundo. La soldabilidad es apenas discreta, por los problemas ya mencionados.Una gran mejora en muchas propiedades es conseguida con la introduccin de nquel como elemento de aleacin. Con determinados tenores de nquel es posible conseguir un cambio de la estructura ferrtica hacia austentica.Aceros inoxidables austenticosLos aceros inoxidables austenticosno son magnticosy no pueden ser endurecidos por tratamiento trmico. Son muy dctiles y presentan excelente soldabilidad.El inoxidable austentico ms popular es elTipo 304, que contiene bsicamente 18% de cromo y 8% de nquel, con un tenor de carbono limitado a un mximo de 0,08%. Tiene gran aplicacin en las industrias qumicas, farmacuticas, de alcohol, aeronutica, naval, uso en arquitectura, alimenticia, y de transporte. Es tambin utilizado en cubiertos, vajillas, piletas, revestimientos de ascensores y en un sin nmero de aplicaciones.En determinados medios, especialmente en aquellos que contieneniones cloruro, el inoxidable 304 muestra propensin a una forma de corrosin llamadacorrosin por picado. Es un tipo de corrosin extraordinariamente localizada, en la cual en determinados puntos de la superficie del material, el medio agresivo consigue quebrar la pelcula pasiva para despus progresar en profundidad. El crecimiento de los picados se da en un procesoautocatalticoy aunque la prdida de masa pueda ser a veces insignificante, esta forma de corrosin es muy insidiosa, ya que muchas veces un picado es suficiente para dejar un equipo fuera de servicio.Lacorrosin por rendijas, puede ser considerada como una corrosin por picado artificial. El aspecto es frecuentemente semejante al de la corrosin por picado y el proceso de crecimiento es tambin autocataltico. Pero, la existencia de una rendija es necesaria para la ocurrencia del fenmeno, lo que no sucede en la corrosin por picado. Los mismos medios capaces de provocar la corrosin por picado, promueven la corrosin por rendijas en los aceros inoxidables.Elmolibdenoes introducido como elemento de aleacin en los aceros inoxidables precisamente para disminuir la susceptibilidad a estas formas de corrosin. La presencia de molibdeno permite la formacin de una capa pasiva ms resistente y en casos en que el inoxidable 304 no resiste a la accin de determinados medios, corroyendo por picado o por rendijas, losinoxidables 316 y 317constituyen una excelente solucin. Son aceros con gran utilizacin en las industrias qumicas, de alcohol, petroqumicas, de papel y celulosa, en la industria petrolfera, industrias textil y farmacutica.Cuando estn sometidos por algn tiempo a las temperaturas entre 450 y 850 C, los aceros inoxidables austenticos estn sujetos a la precipitacin de carburos de cromo en sus contornos de granos, lo que los tornasensibilizados. Esta precipitacin abundante de carburos, la sensibilizacin, resulta en la disminucin del tenor de cromo en las regiones vecinas a los bordes, regiones que tienen as su resistencia a la corrosin drsticamente comprometida, tornando el material susceptible a lacorrosin intergranularen ciertos medios. Las zonas trmicamente afectadas por operaciones de soldado son particularmente sensibles a esta forma de corrosin, ya que durante el ciclo trmico de soldado parte del material es mantenido en la faja crtica de temperaturas. La consideracin de este fenmeno llev al desarrollo de los inoxidables austenticos extra bajo carbono,304L, 316L y 317L, en los cuales el tenor de carbono es controlado en un mximo de 0,03%, quedando as extremadamente reducida la posibilidad de sensibilizacin.La utilizacin deestabilizadorestiene tambin la finalidad de evitar el problema de la sensibilizacin. Eltitanio, adicionado como elemento de aleacin, inhibe la formacin de carburo de cromo debido al hecho de tener una afinidad mayor por el carbono que aquella que tiene el cromo. As, se precipitacarburo de titanioy el cromo permanece en solucin slida. Con la misma finalidad puede ser utilizado elniobio.Tanto el titanio como el niobio son estabilizadores del carbono y los aceros inoxidables as obtenidos, el321 y el 347son conocidos comoaceros inoxidables estabilizados. El inoxidable316 Ties la versin estabilizada deltipo 316. Para aplicaciones en equipos que operan entre 400 y 900 C, los aceros inoxidables estabilizados son los ms recomendados, ya que conservan mejores propiedades mecnicas en esas temperaturas que los aceros de extra bajo carbono; notoriamente laresistencia al creep.En el inoxidable904 L(20Cr-25Ni-4,5Mo-1,5Cu), la adicin de elementos de aleacin busca mejorar no slo laresistencia al picadosino tambin la resistencia a lacorrosin en medios cidos reductores. El elevado tenor de nquel mejora tambin el comportamiento frente a lacorrosin bajo tensin.En los casos en que se pretende una buenaresistencia mecnicay no existe gran preocupacin por lacorrosin intergranular, los aceros inoxidables304H y 316H, con tenores de carbono en el rango de 0,04/0,10%, son recomendados. La precipitacin de una fina red de carburos de cromo, tan perjudicial bajo el punto de vista de la corrosin, se torna benfica cuando lo que interesa son las propiedades mecnicas.Aumentos considerables en los tenores de cromo y nquel permiten elevar la temperatura de formacin de cascarilla (escamado) de los aceros inoxidables austenticos. El inoxidable 304 es recomendado para trabajo al aire libre, a temperaturas inferiores a 925 C en servicios continuos. En las mismas condiciones, elinoxidable 310, con cromo 24/26% y nquel 19/22%, resiste temperaturas de hasta 1150 C. Es un material clasificado comoacero inoxidable refractario.Grandes aumentos de nquel, llevan a lasaleaciones Ni-Cr-Fe, donde el elemento con mayor presencia en el material ya no es el hierro sino el nquel, Estos materiales no son conocidos como aceros inoxidables sino como aleaciones a base de nquel y presentan excelente resistencia a la corrosin en diversos medios a altas temperaturas. El elevado tenor de nquel da tambin garanta de una buena resistencia a la corrosin bajo tensin.El inoxidable 304 es un material con excelente ductilidad. Para casos de estampado extra profundo, un aumento en el tenor de nquel permite mejorar todava ms la ductilidad. Con esta finalidad fue desarrollado elTipo 305.Ligeras reducciones en el tenor de nquel disminuyen la estabilidad de la austenita, permitiendo la aparicin de martensita inducida por deformacin en fro, consiguindose as excelentes propiedades para aplicaciones estructurales. Es elTipo 301, disponible en las versiones1/4, 1/2, 3/4 y totalmente duroy con gran utilizacin en las industrias ferroviarias, de trenes metropolitanos y de carroceras de mnibus.ElTipo 303resulta del aumento del tenor deazufreen el 304 con la finalidad de mejorar la maquinabilidad. La ductilidad y la resistencia a la corrosin quedan comprometidas por este aumento en la cantidad de azufre.Los aceros de laserie 200, resultan de una substitucin parcial de nquel pormanganeso. Son utilizados en aplicaciones estructurales, presentando resistencia a la corrosin inferior al 301.