ACEROS INOXIDABLES

Definición: Aceros que bajo determinadas condiciones resisten la acción corrosiva y oxidante de atmósferas reactivas como ser: corrosión atmosférica, ambientes industriales, gases a temperatura, ácidos débiles y fuertes, sales, soluciones alcalinas etc.

Su resistencia a la corrosión se debe a la formación espontánea

de una película muy delgada, adherente e

impermeable de óxido de cromo que impide el ataque del medio o lo disminuye a niveles

despreciables.

Acero Inox.

1 a 2 nm de espesor

Barrera física de Óxido de cromo

Entorno

Intergranular (Sensitización)

Picaduras

Uniforme

Corrosión bajo Tensión

FORMAS DE CORROSIÓN QUE SE OBSERVAN EN LOS

INOXIDABLES

• Ambientes ácidos y soluciones alcalinas

calientes. • Predecible • Muy lenta en estado pasivo. • Contenido de azufre (Malo).

• Níquel (bueno).

• Esta claro como progresa pero no

como da comienzo una picadura en un

acero inoxidable

Zonas sin Cr

Composición química adecuada

Estado microestructural

del inoxidable

Medio conveniente

TRES FACTORES DEBEN CONCURRIR SIMULTÁNEAMENTE PARA QUE SE FORME LA CAPA DE ÓXIDO, PERMANEZCA ESTABLE Y SE ALCANCE EL ESTADO DE INOXIDABILIDAD EN LA

SUPERFICIE

1 – efecto del Cromo 2 – efecto del Níquel 3 – efecto del Carbono

Medio de ataque Estado microestructural del

acero inoxidable

T.T adecuado para obtener generalmente

microestruturas monofásicas. Evitar la

precipitación de carburos para lograr la

mayor disolución de los aleantes Cr – Ni –

Mo en la matriz. Contenido

inclusionario mínimo. Estado superficial

10 años

48 horas

RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

• La resistencia a la corrosión aumenta con el % Cr • Para 12% Cr se alcanza la invulnerabilidad a la corrosión atmosférica • Para otras atmósferas más agresivas debe aumentarse el % de Cr más allá del 12%

La capacidad de no oxidarse no es generalmente el único

criterio de diseño considerado.

Costo Propiedades Mecánicas

Dificultades para su fabricación

Resistencia (Dureza)

Ductilidad Soldabilidad Deformabilidad

Maquinabilidad Esto trae como consecuencia

que exista una amplia gama de aceros inoxidables

CLA

SIFI

CA

CIÓ

N

Ferríticos Martensíticos Austeníticos PH

Aceros Inoxidables

0% C

DIAGRAMA Fe - Cr

Cambios en el DIAGRAMA Fe - C

EFECTO CARBONO + CROMO

CARBONO es austenizante CROMO es ferritizante

%0 Cromo %0 Carbono

EFECTO DEL NÍQUEL

Diagrama Fe - Ni

% Niquel

EFECTO DEL NÍQUEL + CROMO

NÍQUEL es austenizante

Diagramas de fases Fe-Ni para un acero de bajo contenido de

carbono para porcentajes crecientes de Cromo.

Condiciones reales de enfriamiento (aire –

aceite)

CROMO es ferritizante

EFECTO DEL NÍQUEL + CROMO

Para condiciones reales de enfriamiento (aire – aceite)

Zona de ferrita estable

El Níquel aumenta la estabilidad de la

capa de óxido superficial y favorece su formación.

¿Por qué Níquel?

Cr eq = (Cr) + 2(Si) + 1.5(Mo) + 5(V) + 5.5(Al) + 1.75(Nb) + 1.5(Ti) + 0.75(W)

Ni eq = (Ni) + (Co) + 0.5(Mn) + 0.3(Cu) + 25(N) + 30(C)

Diagrama de Schaeffler

Cromo equivalente

Níq

ue

l eq

uiv

ale

nte

colables

Ferr

ític

os

15 a 30 % Cr (más que los martensíticos - esto es a

los fines de achicar el bucle gamma)

Bajo contenido de carbono < 0,12% C

Temperatura máxima de utilización:

850°C (17% Cr) 1050°C (27%Cr)

No admiten T.T – Endurecibles solo por

deformación en frío con limitaciones

Son de baja resistencia y pobre ductilidad a

temperatura ambiente a medida que aumenta%

Cr

Ener

gía

% Cr 14 18 16 20

%C

Problemas de crecimiento de grano. No hay posibilidad de

regeneración. Sólo admiten recocidos

a ≈ 825°C

Para altos % Cr y exposición a más de 450°C

se fragilizan por precipitación de fase sigma

Tienen transición dúctil - frágil

Todos son factibles de recibir un tratamiento de temple y revenido. Son aceros de gran templabilidad

(templan al aire aunque para grandes secciones se usa aceite). Temperatura

de austenización alta (se busca disolver los carburos).

Poseen un mayor % de C que los

ferríticos > 0,15 %

% de Cr 12 a 14% (algunos especiales

tienen 17% y + carbono son de elevada dureza)

Mar

ten

síti

cos

Curvas Jominy

La dureza del revenido no decae sustancialmente

hasta los 550°C.

Mar

ten

síti

cos

Revenidos a baja temperatura dan las máximas durezas y

mayor resistencia a la oxidación (> % de

aleantes en solución)

Oxidación Tmax: 750° C

Son malos conductores del calor y deben incrementarse los

tiempos de austenización

Características

Aleados fundamentalmente con Cromo y Níquel en altos

porcentajes

Mayor resistencia a la corrosión atmosférica y ácida que los anteriores

No admite T.T por ser monofásico a todas las

temperaturas. Endurecibles por deformación en frío.

Creep Posee mayor resistencia

mecánica a alta temperatura comparado

con los anteriores.

Oxidación Tmax: 800° C (18-8) AISI 304/303/316 1150° C (25-20) AISI 310S

La austenita ofrece gran ductilidad y tenacidad, resistencia mecánica en caliente y a la corrosión

Au

ste

nít

ico

s

Ino

xid

able

s P

H

Semiausteníticos Ms < temp. ambiente

Martensíticos Ms > temp. Ambiente (100 a 150°C)

En estado martensítico son llevados a un tratamiento de

envejecido o precipitado

RESISTENCIA MECÁNICA

PR

OP

IED

AD

ES

PR

OP

IED

AD

ES

TENACIDAD MEDIDA POR IMPACTO

PR

OP

IED

AD

ES

RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN POR

ALTA TEMPERATURA

PR

OP

IED

AD

ES

CREEP a 540°C Y A 650°C E=1% y 10.000 hs de

ensayo

PR

OP

IED

AD

ES

CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA

PR

OP

IED

AD

ES

COEFICIENTE DE DILATACIÓN

TÉRMICA

PR

OP

IED

AD

ES

PRECIO RELATIVO APROXIMADO

PR

OP

IED

AD

ES

MAQUINABILIDAD RELATIVA