El acero inoxidable es un material muy versátil y ampliamente utilizado, valorado por su resistencia a la corrosión, su fuerza y su apariencia atractiva.
Su adaptabilidad a diversas industrias lo ha convertido en una opción popular para la fabricación de todo tipo de productos, desde electrodomésticos de cocina hasta instrumentos médicos y piezas de automóviles.
El acero inoxidable se puede clasificar en cinco tipos según su composición química, estructura y propiedades mecánicas: austenítico, ferrítico, martensítico, dúplex y endurecido por precipitación.
Cada tipo es único en sus características, grados comunes y aplicaciones.
Propiedad | Acero inoxidable austenítico | Acero inoxidable ferrítico | Acero inoxidable martensítico | Acero inoxidable dúplex | Acero inoxidable endurecido por precipitación |
Estructura cristalina | Cubito centrado en la cara (FCC) | Cúbico centrado en el cuerpo (BCC) | Cubic centrado en el cuerpo (BCC) | Mixto: FCC y BCC | FCC con precipitados de refuerzo |
Principales elementos de aleación | Alto contenido de Ni y Cr | Alto contenido de cromo, bajo contenido de níquel | Alto Cr, moderado C | CrNi equilibrado, MO, N | Alto contenido de Cr, Ni, Mo y Al o Ti |
Resistencia a la corrosión | Excelente | Bueno | Moderado | Superior | Excelente con tratamiento térmico |
Resistencia mecánica | Moderado | Moderado | Alto | Alto | Muy alto después del tratamiento de envejecimiento |
Ductilidad y tenacidad | Excelente | Moderado | Bajo | Bueno | Moderado |
Soldabilidad | Excelente | Moderado | Deficiente | Bueno | Moderado |
Magnetismo | No magnético | Magnético | Magnético | Ligeramente magnético | Magnético |
Dureza | Bajo a moderado | Bajo a moderado | Alto | Moderado | Muy alto después del envejecimiento |
Tratamiento térmico | No endurecible por tratamiento térmico | No endurecible por tratamiento térmico | Endurecido | No endurecible | Endurecible con procesos de precipitación |
Costo | Alto | Moderado | Moderado | Alto | Alto |
1. Acero inoxidable austenítico
Características:
- Resistencia excepcional a la corrosión, incluida la corrosión por picaduras y grietas.
- No magnético en estado recocido.
- Excelente soldabilidad y formabilidad.
- Alta resistencia a la oxidación.
- Buena resistencia y tenacidad en un amplio rango de temperaturas.
Grados comunes:
- 304: el grado más popular y ampliamente utilizado, que ofrece una fuerte resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación.
- 316: contiene molibdeno, lo que ofrece una resistencia mejorada a la corrosión, particularmente en entornos con cloruros y agua de mar.
- 309: conocido por su capacidad para soportar temperaturas extremadamente altas, este material se utiliza normalmente en piezas y componentes de hornos.
Aplicaciones:
- Electrodomésticos de cocina (por ejemplo, fregaderos, encimeras y utensilios de cocina).
- Equipos de procesamiento químico.
- Producción de alimentos y bebidas.
- Equipos farmacéuticos.
- Dispositivos médicos, incluidos implantes.
2. Acero inoxidable ferrítico
Características:
- Resistencia moderada a la corrosión.
- Fuerte resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
- Menos dúctil que los aceros austeníticos, pero aún así proporciona una tenacidad razonable.
- Rentabilidad debido a la falta de níquel.
Grados comunes:
- 430: Se encuentra comúnmente en electrodomésticos y piezas de automóviles por su resistencia a la corrosión y la oxidación.
- 409: Se utiliza principalmente en sistemas de escape de automóviles por su resistencia al calor.
- 441: Un grado superior con resistencia mejorada a la corrosión, que se utiliza a menudo en aplicaciones arquitectónicas y automotrices.
Aplicaciones:
- Sistemas de escape de automóviles.
- Aplicaciones arquitectónicas (por ejemplo, revestimientos y paneles).
- Electrodomésticos de cocina (por ejemplo, lavavajillas).
- Equipos industriales donde se requiere una resistencia moderada a la corrosión.
3. Acero inoxidable martensítico
El acero inoxidable martensítico tiene una gran dureza y resistencia debido a su alto contenido de carbono y su estructura tetragonal centrada en el cuerpo (BCT), pero una menor resistencia a la corrosión, lo que lo hace ideal para aplicaciones resistentes al desgaste.
Características:
- Alta dureza y resistencia, especialmente en condiciones endurecidas.
- Poca resistencia a la corrosión en comparación con los aceros austeníticos y ferríticos.
- Buena resistencia al desgaste y a la abrasión.
- Puede tratarse térmicamente para lograr diferentes niveles de dureza.
Grados comunes:
- 410: el grado más común, que proporciona buena dureza y resistencia al desgaste para herramientas y aplicaciones industriales.
- 420: una versión con mayor contenido de carbono, que ofrece una mejor resistencia al desgaste y se utiliza en aplicaciones como cuchillos e instrumentos quirúrgicos.
- 440C: uno de los aceros inoxidables más duros, que se utiliza normalmente en herramientas de corte y cojinetes de alta gama.
Aplicaciones:
- Herramientas de corte (p. ej., cuchillos, tijeras).
- Instrumentos quirúrgicos.
- Cojinetes y válvulas.
- Bombas y compresores.
- Componentes estructurales en la industria automotriz.
4. Acero inoxidable dúplex
El acero inoxidable dúplex es una aleación única que combina microestructuras austeníticas y ferríticas, lo que proporciona una combinación equilibrada de alta resistencia, excelente tenacidad y resistencia superior a la corrosión. Su mayor contenido de cromo mejora su capacidad para resistir picaduras, corrosión por grietas y corrosión bajo tensión, lo que lo hace ideal para entornos exigentes.
Características:
- Ofrece una resistencia superior en comparación con los aceros austeníticos y ferríticos.
- Resistencia excepcional a la corrosión, especialmente en entornos agresivos.
- Mejor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
- Buena soldabilidad y conformabilidad.
Grados comunes:
- 2205: El acero inoxidable dúplex más comúnmente utilizado es ideal para industrias que requieren alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y durabilidad, como procesamiento químico, entornos marinos y aplicaciones de generación de energía.
- 2507: Un acero súper dúplex con mayor contenido de cromo y molibdeno, que proporciona una resistencia superior a la corrosión bajo tensión por cloruro.
Aplicaciones:
- Industrias químicas y petroquímicas.
- Entornos marinos (por ejemplo, construcción naval).
- Industria del petróleo y el gas.
- Intercambiadores de calor y recipientes a presión.
- Instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
5. Acero inoxidable endurecido por precipitación
El acero inoxidable endurecido por precipitación está diseñado para proporcionar alta resistencia mediante un tratamiento térmico, que precipita los elementos de aleación en el material. Este tipo ofrece un buen equilibrio entre resistencia, resistencia a la corrosión y tenacidad.
Características:
- Alta resistencia, lograda mediante un tratamiento térmico.
- Excelente resistencia a la fatiga y a la tensión de ruptura.
- Buena resistencia a la corrosión.
- Menos conformable que los aceros austeníticos, pero ofrece altas propiedades mecánicas.
Grados comunes:
- 17-4 PH: Uno de los grados de endurecimiento por precipitación más utilizados, conocido por su gran resistencia y resistencia a la corrosión.
- 15-5 PH: Conocido por su buena tenacidad y resistencia tanto en condiciones soldadas como no soldadas.
- 13-8 Mo: Ofrece alta resistencia y resistencia a la corrosión, particularmente adecuado para aplicaciones aeroespaciales y de defensa.
Aplicaciones:
- Componentes aeroespaciales.
- Equipos de procesamiento químico.
- Válvulas y bombas de alta resistencia.
- Herrajes marinos.
- Componentes de la industria de energía nuclear.
Factores a tener en cuenta al elegir el tipo de acero inoxidable
Al elegir el acero inoxidable adecuado para una aplicación en particular, se deben tener en cuenta varios factores para garantizar un rendimiento óptimo. Estos incluyen resistencia a la corrosión, resistencia y dureza, trabajabilidad y costo.
Resistencia a la corrosión:
Varios tipos de acero inoxidable ofrecen diferentes niveles de resistencia a la corrosión. Los aceros austeníticos, en particular los grados 304 y 316, brindan la mejor resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, incluidos el agua de mar, los ácidos y los productos químicos. Los aceros ferríticos y martensíticos tienen una resistencia moderada a la corrosión, mientras que los aceros dúplex ofrecen un rendimiento superior en entornos desafiantes.
Resistencia y dureza:
Los aceros inoxidables martensíticos son adecuados para entornos que exigen tanto una alta dureza como una resistencia al desgaste excepcional. Los aceros inoxidables endurecidos por precipitación, conocidos por su notable resistencia, se destacan en aplicaciones donde se aplica un tratamiento térmico para aumentar aún más su dureza. Los aceros inoxidables dúplex se destacan por combinar los beneficios de la resistencia y la resistencia a la corrosión, lo que los hace perfectos para industrias de servicio pesado como el petróleo y el gas. Los aceros austeníticos, si bien ofrecen una resistencia decente, son más flexibles y menos rígidos, lo que puede ser beneficioso para aplicaciones de conformado y soldadura.
Trabajabilidad:
Los aceros inoxidables austeníticos son muy moldeables y fáciles de soldar, lo que los hace ideales para diseños complejos y aplicaciones que requieren conformado. Los aceros dúplex también son relativamente fáciles de soldar, pero pueden requerir un cuidado especial para evitar problemas como la sensibilización. Los aceros martensíticos y ferríticos son más difíciles de formar y soldar, lo que requiere una manipulación precisa durante la fabricación.
Costo:
Los aceros inoxidables austeníticos tienden a ser los más caros debido a su alto contenido de níquel. Los aceros ferríticos son generalmente más rentables ya que carecen de níquel, pero su resistencia a la corrosión no es tan alta. Los aceros martensíticos también son relativamente asequibles, pero ofrecen menos resistencia a la corrosión. Los aceros dúplex y de endurecimiento por precipitación también son más costosos debido a sus propiedades superiores.