¿Qué son los aceros inoxidables austeníticos y sus tipos?

¿Qué son los aceros inoxidables austeníticos?

El acero inoxidable es un término más amplio que abarca los aceros inoxidables austeníticos, ferríticos, martensíticos, ferríticos-austeníticos (Duplex) y endurecidos por precipitación. Cada uno de sus tipos tiene propiedades y aplicaciones únicas.

Tipos de aceros inoxidables

Los aceros inoxidables se dividen en 5 tipos principales:

  1. Los aceros ferríticos tienen una base de cromo con pequeñas cantidades de carbono, por lo general un máximo de 0,10%. Tienen una microestructura similar a los aceros al carbono y de baja aleación. Los aceros inoxidables ferríticos tienen un uso limitado a secciones relativamente delgadas debido a la falta de tenacidad en las soldaduras. Sin embargo, donde no se requiere soldadura, ofrecen una amplia gama de aplicaciones. No se pueden endurecer mediante tratamiento térmico. Los aceros con alto contenido de cromo con adiciones de molibdeno se pueden utilizar en condiciones bastante agresivas como el agua de mar. Los aceros ferríticos también se eligen por su resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión. No son tan conformables como los aceros inoxidables austeníticos, pero son magnéticos. Los aceros inoxidables ferríticos junto con el acero inoxidable dúplex son propensos a la fragilización de 885 ° F 475 ° C.
  2. Los aceros austeníticos son los más comunes. Su microestructura estable se obtiene mediante la adición de níquel, manganeso y nitrógeno. Es la misma estructura que ocurre en los aceros ordinarios a temperaturas mucho más altas, es decir, por encima de la temperatura de transformación más baja. Esta estructura confiere a estos aceros su combinación característica de soldabilidad y conformabilidad. Continúe leyendo este artículo para obtener información detallada sobre los aceros inoxidables austeníticos.
  3. Martensítico: estos aceros son similares a los aceros ferríticos que tienen un elemento de aleación primario como el cromo, pero tienen un alto contenido de carbono de hasta el 1% para adaptarse a diversas propiedades metalúrgicas. Esto permite que el acero inoxidable martensítico sea endurecido y revenido de manera muy similar a los aceros al carbono y de baja aleación. Se utilizan cuando se requiere una alta resistencia y una resistencia moderada a la corrosión. Generalmente tienen baja capacidad de soldadura y conformabilidad. Son de naturaleza magnética y pueden diferenciarse de ASS con estas propiedades.
  4. Dúplex : estos aceros tienen una microestructura que es aproximadamente 50% ferrítica y 50% austenítica. Esto les da una mayor resistencia que los aceros ferríticos o austeníticos. Son resistentes al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los aceros “esbeltos dúplex” están formulados para tener una resistencia a la corrosión comparable a los aceros austeníticos estándar, pero con mayor fuerza y ​​resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los aceros Super Duplex tienen mayor fuerza y ​​resistencia a todas las formas de corrosión en comparación con los aceros austeníticos estándar. Son soldables pero necesitan cuidado en la selección de consumibles de soldadura y entrada de calor. Tienen formabilidad moderada. Son magnéticos pero no tanto como los grados ferrítico, martensítico y PH debido a la fase austenítica al 50%.
  5. Endurecimiento por precipitación (PH) : estos aceros pueden desarrollar una resistencia muy alta al agregar elementos como cobre, niobio y aluminio al acero. Después de un tratamiento térmico de “envejecimiento” adecuado, se forman partículas muy finas en la matriz del acero que confiere resistencia a la aleación. Estos aceros se pueden mecanizar en formas bastante intrincadas que requieren buenas tolerancias antes del tratamiento de envejecimiento final, ya que hay una distorsión mínima del tratamiento final que los hace adecuados para material de eje para aeroespacial, petróleo y gas, etc. La resistencia a la corrosión del PH es comparable a los aceros austeníticos estándar como 1.4301 (SS304).

Acero inoxidable austenitico

Este artículo se centró en los aceros 18/8 o 18Cr-8Ni, generalmente denominados acero inoxidable austenítico. Tienen una resistencia a la tracción equivalente a los aceros suaves, aproximadamente 210 Mpa (30 ksi) de límite elástico mínimo a temperatura ambiente. Resisten el endurecimiento por transformación térmica y ofrecen muy buenas propiedades de impacto bajo cero y soldabilidad. Pueden endurecerse mediante trabajo en frío y se puede mejorar la resistencia.

tipos de acero inoxidable

Tipos de acero inoxidable austenítico

Los aceros inoxidables austeníticos se clasifican en:

  1. 200 series y 
  2. Aleaciones de la serie 300 del American Iron and Steel Institute (AISI). 

La serie 200 tiene un alto contenido de carbono, manganeso y nitrógeno en comparación con la serie 300 y menos Ni para compensar estos elementos. Serie 200 utilizada en aplicaciones especiales, por ejemplo, la aplicación requiere resistencia al desgaste (el desgaste es una forma de desgaste causado por la adhesión entre superficies deslizantes, por ejemplo, desgaste en las roscas de los pernos).

En los aceros inoxidables austeníticos, el níquel es el elemento principal que promueve la estabilidad de la estructura austenítica a temperatura ambiente (generalmente superior al 8%), entre otras cosas al C, N y Cu que también actúan como estabilizadores de austenita. El carbono también proporciona una resistencia a la fluencia mejorada a temperaturas elevadas. Se agrega nitrógeno a ciertos grados como potenciador de resistencia principalmente a temperatura ambiente y criogénica. Los tipos de nitrógeno añadido se designan con el sufijo N, por ejemplo, 304LN. El manganeso aumenta la solubilidad del nitrógeno en la fase austenítica debido a que este N más alto se agrega al grado que tiene un% de Mn más alto, especialmente en la serie 200. Otros grados de ASS tienen el sufijo L (valor nominal de 0.03% en peso de C) o H (hasta 0.1% en peso de C) que significan bajo contenido de carbono o alto contenido de carbono, respectivamente.El grado 316 sustituye aproximadamente al 2% de molibdeno (Mo) por una cantidad casi igual de Cr para mejorar la resistencia a la corrosión por picaduras. Algunos grados contienen una mayor cantidad de silicio y / o aluminio con carbono para mantener la resistencia a la oxidación y / o carburación y resistencia respectivamente.

Los grados estabilizados de ASS, como 321 y 347, contienen una pequeña cantidad de Ti y Nb, que tienen una mayor afinidad de formación de carburo (tipo MC) por el carbono en comparación con Cr a temperatura elevada, evitando así la precipitación de carburo de Cr (M23C6). Los aceros inoxidables austeníticos que tienen hasta un 1% de Ti & Nb reducen eficazmente el contenido de carbono de la matriz evitando así la formación de tipos M23C6. Esto también reduce el efecto de sensibilización en ASS y por lo tanto previene la corrosión intergranular (IGC).

 Los aceros inoxidables austeníticos que son de tipo dúctil exhiben un alargamiento significativo en una prueba de tracción. La presencia de Cr como elementos altamente oxidantes proporciona una capa superficial protectora para la resistencia contra la corrosión y la oxidación adicional. No son una opción adecuada en algunos entornos comunes, como agua de mar, medios que contienen cloruro o en entornos altamente cáusticos debido a su susceptibilidad al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SSC). 

La resistencia a la corrosión se puede mejorar agregando cromo, molibdeno y nitrógeno. Los aceros inoxidables austeníticos no se pueden endurecer mediante tratamiento térmico, pero tienen la útil propiedad de poder endurecerse por trabajo a altos niveles de resistencia al tiempo que conservan un nivel útil de ductilidad y tenacidad. Los grados estándar de aceros austeníticos son vulnerables al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los aceros austeníticos con alto contenido de níquel tienen una mayor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los aceros inoxidables austeníticos son nominalmente no magnéticos, pero generalmente presentan alguna respuesta magnética dependiendo de la composición y el endurecimiento por trabajo del acero.