Acero Inoxidable

Mario Maguiña, Setiembre, 2014

Características del Acero Inoxidable

PROPIEDADES QUE SE DEMANDAN:

Resistencia a la Corrosión

Resistencia Mecánica

Acabados Superficiales

Resistencia a la Corrosión:

HA DE TENERSE EN CUENTA:

A) RESPECTO DEL MEDIO AGRESIVO:

Naturaleza del Medio. Concentración del Medio Agresivo. Temperatura.

B) RESPECTO AL ACERO INOXIDABLE:

Composición Química del Acero Inox.

PRE = %Cr + 3,3 · %Mo + 16 · %N

Acabado Superficial

Resistencia a la Corrosión del Acero Inoxidable.OTK ASTM EN Cr Ni Mo C N Otros PRE4006 410 1.4006 12,5 0,08 124028 420 1.4028 12 0,35 124016 430 1.4016 16 0,35 164301 304 1.4301 17,5 8 0,07 17,54307 304L 1.4307 17,5 8 0,03 17,54541 321 1.4541 17 9 0,08 Ti 174401 316 1.4401 16,5 10 2 0,07 23,14404 316L 1.4404 16,5 10 2 0,03 23,14436 316HMo 1.4436 16,5 10,5 2,5 0,05 24,754432 316LHMo 1.4432 16,5 10,5 2,5 0,03 24,754571 316Ti 1.4571 16,5 10,5 2 0,08 Ti 23,1

LDX-2101 S32101 1.4162 21,5 1,5 0,3 0,03 0,22 5Mn 25,5

SAF-2304 S32304 1.4362 23 4,8 0,3 0,02 0,1 26,5OTK-2205 S31803 1.4462 22 5,7 3,1 0,02 0,17 35SAF-2507 S32750 1.4410 25 7 4 0,02 0,27 43

Resistencia a la Corrosión del Inox.

Elementos clave:

Cr (Elemento Alfágeno, ferritizante, clave para la pasivación y de precio bajo).

Mo (Elemento Alfágeno, mayor influencia que el Cr en resistencia a la corrosión, debe compensarse con mas Ni para mantener el carácter austenítico, y su precio es muy elevado y fluctuante).

N (Elemento Ganmágeno, austenitizante, incrementa mucho la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas, es barato pero de complicada tecnología para adicionarse al acero).

Por eso…

PRE = % Cr + 3 .3 ·% Mo + 16 · % N

Exteriores con fuerte influencia marina.

Los ambientes de fuerte influencia marina son:

Lugares cercanos a la costa. Cuanta mas cercanía a la costa, mayor influencia de este ambiente.

Lugares afectados por ambientes o corrientes de aire con fuerte impacto de la influencia del mar.

Características de los ambientes marinos:

Alto contenido en cloruros en el ambiente.

Partículas sólidas en suspensióncon poder abrasivo.

alto

Aceros Inoxidables en Exteriores Mecanismo de picadura incipiente:

Formación de gota en rocío matinal. Concentración de cloruros en esta gota. Con el efecto del sol se evapora parte de la gota. En consecuencia aumenta la concentración de cloruros. El efecto del sol hace aumentar la temperatura. El aumento de la temperatura, aumenta el efecto de corrosión.

En consecuencia se forma la picadura.

Otros factores: Acabado superficial muy rugoso acentúa la sensibilidad a la

corrosión. Las abrasiones mecánicas por partículas sólidas en suspensión

deterioran el acabado superficial y la rugosidad.

Acero inoxidable en el exterior.

Gota inicial Volumen inicial V1

Concentración inicial de Cl- = [ Cl ]1

Incremento de Temperatura.

Disminuye el Volumen V2

Aumenta la concentración de Cl-

Nueva concentración de cloruros [ Cl- ]2

V1 > V2 [Cl-]1 < [Cl-]2 Mayor [Cl-] y mayor T = Mayor riesgode corrosión

Resistencia a la Corrosión del Inox. Aceros DUPLEX.

Mayor contenido en Cr y N. Menor contenido en Ni.Mayores valores PRE (mas resistencia a la corrosión). Precios mas estables.

OTK ASTM EN Cr Ni Mo C N Otros

PRE

LDX-2101 S32101 1.4162 21,5 1,5 0,3 0,03 0,22 5Mn 25,5SAF-2304 S32304 1.4362 23 4,8 0,3 0,02 0,1 26,5OTK-2205 S31803 1.4462 22 5,7 3,1 0,02 0,17 35SAF-2507 S32750 1.4410 25 7 4 0,02 0,27 43

ACABADOS SUPERFICIALES.Los acabados superficiales menos rugosos (mas brillantes) son mas resistentes a la corrosión.

Acabado típicos:

1D: Laminado caliente, tratamiento térmico y decapado/pasivado. Laminado frío, tratamiento térmico, granallado y decapado/pasivado.Laminado frío, tratamiento térmico, decapado/pasivado y “skimpassed” 2B + temper roll (cold worked)

2E:

2B:

2H:

2R(BA):Laminado frío, tratamiento térmico ** decapado/pasivado y “skimpassed”

** Atmósfera controlada.

Propiedades Mecánicas.

Límites Elásticos Rp0.2 y Rp1.0 Carga de Rotura Rm Alargamiento Unitario ADureza Superficial HB.

Losaceros

austeníticos mecánicas

convencionales tienen engeneral,propiedades bajas y

enconsecuencia requieren

espesores fuertes.

Por el contrario tienen alargamientos unitarios grandes.

Además la dureza superficial de los austeníticos convencionales es mas bien baja y por lo tanto también lo es, su resistencia a la abrasión.

Propiedades MecánicasOTK ASTM Rp0.2 Rp1.0 Rm A Dureza HB4006 410 450 Mpa 730 20% 220 HB4028 420 600 Mpa 800 Mpa 10% 245 HB4016 430 240 Mpa 450 Mpa 20% 200 HB4301 304 210 Mpa 250 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4307 304L 200 Mpa 240 Mpa 500 Mpa 45% 215 HB4541 321 200 Mpa 240 Mpa 500 Mpa 40% 215 HB4401 316 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4404 316L 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4436 316HMo 220 Mpa 260 Mpa 530 Mpa 40% 215 HB4432 316LHMo 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4571 316Ti 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 40% 215 HB

OTK ASTM Rp0.2 Rp1.0 Rm A Dureza HB

LDX-2101 S32101 450 Mpa 490 Mpa 650 Mpa 30% 260 HBSAF-2304 S32304 400 Mpa 630 Mpa 25% 290 HBOTK-2205 S31803 460 Mpa 640 Mpa 25% 290 HBSAF-2507 S32750 530 Mpa 730 Mpa 20% 310 HB

Mejora de las Propiedades Mecánicas

Deformación en frío de los materiales. Terminación 2 H

Cuando se deforma un acero inoxidable en frío se incrementan sus propiedades mecánicas (límite elástico, carga de rotura, dureza superficial, etc.) a costa de reducir su capacidad de alargamiento.

Las propiedades mecánicas se restablecen en el acero con un tratamiento térmico (annealing), a una T de entre 1050 a 1150 C, dependiendo del acero y un enfriamiento posterior muy rápido.

Mejora de las Propiedades Mecánicas

La deformación en frío se puede llevar a cabo en espesores bajos, (los espesores mayores de 6-8 mm, no son deformables por laminación en frío).

Por deformación en frío se provoca un cambio estructural que hace el material mas tenaz y duro pero con deformabilidad adicional y capacidad de predicción de su comportamiento para el diseñador y usuario.

Cold Worked o Temper Roll (Acabado 2 H).Este tipo de producto laminado en frío ofrece:TenacidadAligeramientoFácil de trabajarAdemás es superficialmente muy duro por lo que:Se mantiene la resistencia a la corrosiónSe alarga el ciclo de vida del materialSe reduce prácticamente el mantenimientoEs infinitamente reciclable

En sus aplicaciones destacan sus aspectos:Estético, higiénico y fácil de limpiarNo necesita tratamiento superficialLigero, resistente y fácil de soldarResistente a la corrosión y a la abrasión

Cold Worked o Temper Roll (Acabado 2 H).

APLICACIONES TÍPICAS:Componentes de camiones y automóviles aligerados.Componentes para absorción de energía en choques.Componentes estructurales en trenes.Instalaciones ganaderas.MobiliarioEdificaciónEquipamientos de jardínMuellesChapas de desgasteCintas de transporteTubos flexiblesCarcasas y protecciones

Cold w orked stanless steelTemper Rolled (Acabado 2 H).

950

900

850

800

750

700

650

600

550

5000 5

Stress [Mpa]

10 15

Cold Stretched [%]

20 2

Rm

Hv

Rp 1.0 A5

Rp 0.2

A5%

40

Hv

35030 325

20 300

10 275

0

2505

Rango de Producción del material 2 HSheet

Sheared

0.4 – 3.2* mm

400 – 1350 mm

400 – 8000 mm

Thickness

Width

Length

Narrower widths can also be supplied on request.

* Max thickness depending on strength classification.

CoilSlitted or trimmed

Thickness 0.4 – 3.2* mm

Width 50 – 1350 mm

Length 7,5 kg per mm coil width (standard steels)

Composiciones t ípicas para las calidades mas habituales.

Outokumpu EN/ASTM

C Typical values, %Cr Ni

Mo

Description

Temper rolled 1.4301/301

0.10 17 7 - A steel which can be cold rolled to high, preset, yield strength and tensile strength values. This steel offers an excellent combination of strength and formability.

Temper rolled 1.4307/304L

0.02 18.3 9.2 - Elongation at rupture is slightly lower. Manufactured with a tensile strength of up to 1300MPa.

Temper rolled 1.4404/316L

0.02 17.5 11 2.2 This steel should be chosen where high corrosion resistance is required. It has superior resistance to pitting, crevice corrosion and general corrosion. The mechanical properties are equivalent to those of 1.4307/304L Temper rolled.

Tipos de “Cold w orked” según su grado de deformación en frío.

Normativa Aplicable:ASTM: A666EN: 10088-2 y 10151DIN: 17204

Product conditions

Strength classificationEN ASTM approx.

Rm MPa Rp0.2MPa

A5%typical

Temper rolled C700 (1/8 Hard) 700-850 -400 45

1.4301/301 C850 1/4 Hard 850-1000 -600 35C1000 (1/2 Hard) 1000-1150 -750 30C1150 (3/4 Hard) 1150-1300 -900 20C1300 Full Hard 1300-1500 -1100 12

Temper rolled C700 1/8 Hard 700-850 -550 40

1.4307/304L C850 1/4 Hard 850-1000 -750 251.4404/316L C1000 1/2 Hard 1000-1150 -900 12

C1150 3/4 Hard 1150-1300 -1100 8

Radios de curvatura en función del endurecimiento.

Based on bending 1.4301/301 Temper rolled stainless steel

Strength, rm (MPa) Bend factor for traverse bend Bend factor for longitudinal bend

800 0.5 0.5

1000 0.5 1

1200 1 1.5

1400 1.5 3

1600 2 4

1800 3 5

2000 5 Not bendable

Mejora de las Propiedades Mecánicas

Si el diseño se lleva a cabo limitando la deformación en lugar de la tensión admisible, los espesores bajos están limitados y las propiedades mecánicas deben ser intrínsecas del material a utilizar.

Los aceros de nueva generación DUPLEX aportan grandes propiedades mecánicas debido a la naturaleza de su estructura ferrito-austenítica. En este tipo de estructura se obtienen las ventajas de ambas estructuras incrementándose fuertemente los límites elásticos, cargas de rotura y dureza superficial.

El alargamiento unitario no es tan elevado como en los aceros austeníticos pero se mantiene por encima del 20%.

Materiales Emergentes: DUPLEX

Los materiales Duplex aportan unas muy buenas propiedades mecánicas sin necesidad de deformación en frío.

OTK ASTM Rp0.2 Rp1.0 Rm A Dureza HB

LDX-2101 S32101 450 Mpa 490 Mpa 650 Mpa 30% 230 HB

SAF-2304 S32304 400 Mpa 630 Mpa 25% 290 HB

OTK-2205 S31803 460 Mpa 640 Mpa 25% 290 HB

SAF-2507 S32750 530 Mpa 730 Mpa 20% 310 HB

RENDIMIENTO DE USAR MATERIALES DUPLEXLas propiedades mecánicas de los aceros duplex facilitan un gran ahorro de costes:1.- Menor espesor y por tanto menos material a comprar. 2.- Menor coste en preparación de bordes.3.- Menor aporte de material de soldadura. 4.- Menos tiempo de soldeo.5.- Menor coste en END (Ensayos No Destructivos) 6.- Menor ratio de manejo en taller Tn/hombre.7.- Menor capacidad de grua requerida. 8.- Menor peso en transporte.La suma de todos estos costes es un ahorro muy considerable.

Puente de Cala Galdana en la isla de Menorca

CALIDADES ESPECIALES

”Resistencia a la corrosión”

Duplex : Aceros Inoxidables de Estructura Ferrítico-Austenítica.Situación respecto a los aceros austeníticos.

1.4401

254 SMO

1.4301

Austeníticos

904L

500

Rp0.2 [MPa]

750

250

2205

SAF2507 Duplex

LDX 2101 2304

OTROS PRODUCTOS EN INOX.

Las barras refuerzo en hormigón armado también pueden ser de acero inoxidable.

Al amparo de la norma BS-6744 (2001) se fabrica alambrón de armado en construcciones de hormigón desde 5 mm hasta 27 mm de diámetro, en bobinas para su prefabricación por otros.

También esta disponible en diversas calidades de inoxidable:304N316316LN

(EN-1.4301)(EN-1.4436)(EN-1.4429)

S31803 (EN-1.4462)

28 | July 17, 2006 | Acero Inoxidable para Exteriores

¡ MuchasGracias !