Material de acero inoxidable: ¿qué diferencia hay entre el acero inoxidable y el acero al carbono?

Seleccionar un tipo de acero apropiado para un proyecto es una de las decisiones más importantes a tomar. Sin embargo, antes de decidir entre grados individuales, primero debe decidir qué tipo de acero utilizar, como  acero al carbono o acero inoxidable. En general, el acero es una aleación en la que el hierro es el elemento principal. Una aleación es un material hecho de una mezcla de metales o un metal con otros elementos. Estos tipos de aleaciones suelen ser más baratos y tienen propiedades mejoradas. En el caso del acero, el hierro se mezcla principalmente con carbono y algunos otros elementos. La mezcla con carbono hace que el acero sea más fuerte, mejorando su resistencia a la tracción y manteniendo el costo bajo. Para ayudar, este artículo discutirá la diferencia entre el acero al carbono y el acero inoxidable.

El hierro cuando se mezcla con cromo, se conoce como acero inoxidable. Cuando el carbono es el elemento principal de aleación con el hierro, donde todos los demás elementos se encuentran en un porcentaje muy bajo, se denomina acero al carbono. Por lo tanto, la  principal diferencia  entre el acero al carbono y el acero inoxidable es que  el acero al carbono  está hecho principalmente de  carbono y hierro,  mientras que el  acero inoxidable  está hecho principalmente de  hierro y cromo.

El acero al carbono contiene al menos un 95% de hierro y hasta un 2% de carbono. Cuanto mayor sea el contenido de carbono, más fuerte será el acero. El acero inoxidable también contiene hierro, pero además debe contener al menos un 10,5% de cromo y el contenido de carbono es muy bajo, normalmente un 0,08% como máximo. El acero inoxidable obtiene su resistencia de la estructura metalúrgica, en el lugar de la cantidad de carbono presente. El acero al carbono se puede reforzar mediante tratamiento térmico, mientras que los aceros inoxidables de la serie 300 no.

El acero inoxidable se puede reforzar endureciendo la estructura. Los grados de acero inoxidable de la serie 300 (304 y 16) contienen níquel del 8 al 14% además del cromo que debe estar presente. 316 contiene un elemento adicional, molibdeno, del 2 al 3%. Son estos elementos de aleación añadidos a la base de hierro los que hacen que el acero inoxidable sea muy diferente del acero al carbono.

– Resistencia a la corrosión:

La diferencia entre los aceros al carbono y los aceros inoxidables es la capacidad de  resistir la corrosión.. Los aceros inoxidables son generalmente los más resistentes a la corrosión de los dos aceros. Tanto los aceros al carbono como los aceros inoxidables contienen hierro que se oxida cuando se expone al medio ambiente, creando óxido. El cromo agregado en el acero inoxidable lo hace más resistente a la corrosión que los aceros al carbono. El cromo se adherirá al oxígeno más fácilmente que el hierro. Cuando el cromo se adhiere al oxígeno, crea una capa de óxido de cromo que protege al resto del material de la degradación y la corrosión. El acero al carbono no suele tener suficiente cromo para formar esta capa de óxido de cromo, lo que permite que el oxígeno se una al hierro, lo que produce óxido de hierro u óxido. Entonces, si la resistencia a la corrosión es un factor clave, el acero inoxidable es el camino a seguir.

– Propiedades mecánicas:

Es difícil hacer afirmaciones sobre las diferencias en las propiedades mecánicas entre los aceros al carbono y los aceros inoxidables debido a los diferentes tipos y grados de cada uno. Los aceros inoxidables pueden ser más dúctiles que los aceros al carbono porque generalmente tienen mayores cantidades de níquel. Sin embargo, también hay grados de acero inoxidable muy frágiles , como los grados martensíticos. Los aceros al carbono con cantidades muy bajas de carbono pueden no coincidir con la resistencia a la tracción de algunos aceros inoxidables debido a los elementos de aleación que contienen muchos grados de acero inoxidable que aumentan su resistencia. Sin embargo, si hay suficiente carbono (normalmente al menos 0,30% en peso) en el acero al carbono, se trata más fácilmente con calor que un acero inoxidable austenítico.

– Apariencia:

Se debe considerar la apariencia del metal si se requiere. Generalmente se prefieren los aceros inoxidables con acabados particulares cuando el aspecto cosmético es un factor. Aunque ambos se pueden lijar y pulir para tener un aspecto brillante y brillante, el acero al carbono requiere una capa transparente o pintura con bastante rapidez después del proceso de pulido. Si no se aplica, el acero al carbono comenzará a empañarse y eventualmente a oxidarse. Además, si el acero inoxidable se raya, conservará su brillo en el área rayada, mientras que una pieza pintada de acero al carbono deberá volver a pintarse o estará sujeta a corrosión.

  • ¿Cómo se corroe el acero al carbono?

          –  Es el hierro del acero al carbono que reacciona con el oxígeno de la atmósfera para producir “óxidos de hierro” que podemos ver como “óxido rojo” en la superficie del acero. La oxidación crea una capa de óxido en la superficie que es varias veces más gruesa que el hierro original present y, a menudo, da como resultado un desconchado o descamación de la superficie, lo que reduce el grosor del acero.

  • ¿Cómo resistir el acero inoxidable a la corrosión?

          –  Debido a que el acero inoxidable contiene al menos un 10,5% de cromo, la oxidación del hierro se modifica para producir un complejo de óxido que resiste una oxidación mayor y forma una capa pasiva en la superficie. Se trata de una capa muy fina (micras de espesor) pero muy tenaz y se reformará si se quita mediante rayado o mecanizado. La adición de níquel a la estructura (8% mínimo en 304 y 10% mínimo en 316) amplía el rango de pasividad establecido por el cromo. La adición adicional de molibdeno (2% mínimo en 316) expande aún más el rango de pasividad y mejora la resistencia a la corrosión, notables en ácidos acético, sulfúrico y sulfuroso y en soluciones de cloruro neutro, incluido el agua de mar.
–  Si el acero inoxidable se selecciona y mantiene correctamente, no debería sufrir corrosión. Sin embargo, el acero inoxidable se corroe en determinadas condiciones. No es el mismo tipo de corrosión que experimenta el acero al carbono. No hay una “oxidación” total de
la superficie y la consiguiente reducción del espesor. Si el acero inoxidable se corroe, la forma más probable de corrosión son las “picaduras”. Las picaduras se producen cuando el entorno abruma la película pasiva del acero inoxidable. y no puede curar la interrupción. Por lo general, se presenta en pequeñas picaduras de color marrón oscuro en la superficie (de ahí el nombre de picaduras) y no interfiere con las propiedades mecánicas del acero inoxidable. El acero inoxidable también puede estar sujeto a corrosión por grietas cuando los depósitos u otro material crean una “grieta” en la superficie. Es similar a las picaduras, pero en un área más grande donde nuevamente  el medio ambiente ha superado la capacidad de la capa pasiva para curarse a sí misma cuando se ve privada de oxígeno. No es atractivo, pero en la mayoría de los casos no debería afectar las propiedades mecánicas del acero inoxidable.Un buen diseño para eliminar las esquinas afiladas o sellarlas minimizará este tipo de corrosión.

Resumen:

Elegir entre acero al carbono y acero inoxidable para un trabajo en particular implicará sopesar todos estos factores y una consideración cuidadosa. Si el metal se va a ocultar a la vista, no tiene sentido gastar dinero extra en acero inoxidable estrictamente por su apariencia. Sin embargo, si va a estar oculto a la vista pero sujeto a un ambiente corrosivo, el acero inoxidable puede ser la mejor opción. Al final, la elección dependerá de las características específicas del trabajo o proyecto.