Los aceros inoxidables vienen en muchas variedades, generalmente clasificados según su composición química, microestructura y aplicación. Según los elementos de aleación primarios presentes, los aceros inoxidables se pueden clasificar como Cr (acero al cromo), CrMo (acero al cromo-molibdeno), CrNi (acero al cromo-níquel), CrNiMn (acero al cromo-níquel-manganeso o acero con alto contenido de-manganeso) y CrMnN. (acero al cromo-manganeso-nitrógeno). Según su microestructura después del tratamiento térmico, se pueden dividir en cinco categorías principales: acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable martensítico, acero inoxidable austenítico, acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico y acero inoxidable de endurecimiento-por precipitación.
Acero inoxidable austenítico
El acero inoxidable austenítico se desarrolla a partir del acero 18-8 CrNi. Para mejorar la resistencia a la corrosión, a menudo se añaden al acero 18-8 elementos formadores de ferrita-como Ti, Nb, Mo y Si, al mismo tiempo que se aumenta el contenido de Cr y se reduce el contenido de C. Su resistencia general a la corrosión está determinada principalmente por el contenido de estos elementos de aleación, Cr, Ni, Mo y Si. En medios oxidantes o que contienen oxidantes, el efecto de pasivación proporciona una excelente resistencia a la corrosión en medios como el ácido nítrico, lo que lo hace ampliamente utilizado en equipos químicos para la producción de ácido nítrico. Sin embargo, en medios fuertemente oxidantes (como ácido nítrico de alta-concentración, alta-temperatura o ácido nítrico con oxidantes añadidos), el potencial tiende a desplazarse a la zona de sobre-pasivación, lo que acelera la corrosión. Generalmente, los aceros sólo son resistentes al ácido nítrico diluido o de concentración media, no al ácido nítrico concentrado. Sin embargo, los aceros que contienen elementos específicos (como el Si) (por ejemplo, el 0Cr20Ni24Si4Ti de mi país, el NAR-SN1 del Japón y el 00Cr8Ni20Si6 de la Unión Soviética) son resistentes al ácido nítrico concentrado. Para resistencia al ácido sulfúrico diluido, la adición de Mo, Cu y Si puede reducir la velocidad de corrosión. Los aceros como el 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti exhiben una buena resistencia al ácido sulfúrico, mientras que las condiciones duras como el ácido sulfúrico caliente requieren aleaciones de Ni (por ejemplo, Ni70Mo27V). La resistencia a la corrosión en soluciones alcalinas es excelente y aumenta al aumentar el contenido de Ni.
Durante el tratamiento térmico o la soldadura, las fases de carburo se precipitan fácilmente en los límites de los granos para causar corrosión intergranular. El acero de tipo. 18-8 a menudo se trata con solución (templado) a 900-1100 grados para convertir la estructura en austenita monofásica-y mejorar la resistencia a la corrosión intergranular. Esto también se puede evitar limitando el contenido de C (menor o igual a 0,03%), agregando elementos formadores de carburo-fuertes como Ti/Nb y estabilizándolo a alrededor de 900 grados. Sin embargo, es sensible al SCC. Los medios que desencadenan el SCC incluyen soluciones acuosas de cloruro de alta concentración-por encima de 80 grados, soluciones de sulfuro (ácido politiónico, soluciones de H₂S), álcali concentrado caliente, agua a alta presión-de 150-350 grados, etc.; La corrosión por picaduras y grietas también es propensa a ocurrir en soluciones acuosas que contienen cloruro-. Inhibir la precipitación de carburos, reducir las inclusiones de sulfuro y aumentar la pureza puede reducir este problema. Los elementos de aleación como Cr, Mo y N pueden mejorar la resistencia a la corrosión por picaduras, y el Si y el Ni también desempeñan un papel determinado. Acero inoxidable ferrítico El acero inoxidable ferrítico se refiere al acero inoxidable al cromo con estructura de ferrita a temperatura ambiente. Se divide en tipo Cr13, tipo Cr16-19 y tipo Cr25-28 según el contenido de Cr. A medida que aumenta el contenido de Cr, mejora la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación del ácido oxidante; en medios oxidantes como el ácido nítrico, la resistencia a la corrosión es similar a la del acero inoxidable austenítico Cr-Ni con el mismo contenido de Cr, pero inferior a este último en medios reductores. Aunque el acero ferrítico con alto contenido de -Cr tiene un alto límite elástico, una alta conductividad térmica y un bajo costo, es frágil (el engrosamiento del grano en la zona afectada por el calor-después de la soldadura lo hace más frágil), tiene poca resistencia a las picaduras y es sensible a las muescas. Su rango de aplicación es más limitado que el del acero inoxidable austenítico Cr-Ni. [2] Su corrosión intergranular se origina a partir de la descomposición de una solución sólida sobresaturada, y la precipitación de compuestos de Cr-que contienen C y N en los límites de los granos conduce al agotamiento del Cr en las proximidades. El acero inoxidable ferrítico de pureza ordinaria tiene una mayor tendencia a la corrosión intergranular debido a la rápida precipitación de carbono Cr y nitruros. Puede ocurrir no sólo en medios fuertemente corrosivos sino también en medios débiles (como el agua del grifo). Se pueden realizar mejoras aumentando el contenido de Cr, reduciendo la relación C/N, agregando elementos estabilizadores como Ti/Nb o realizando un recocido moderado a 700-800 grados. La resistencia al cloruro SCC es superior a la del acero inoxidable austenítico (los planos de la red cúbica centrados en el cuerpo se deslizan fácilmente, formando dislocaciones de red que tienen menos probabilidades de formar ranuras lineales). Sin embargo, el SCC aún puede ocurrir debido a corrosión intergranular y picaduras, que pueden prevenirse agregando Ti y Nb. Se puede obtener acero inoxidable ferrítico de alta pureza y resistente a las picaduras añadiendo Mo y refinándolo para reducir impurezas como la relación C/N y las inclusiones no metálicas.
Acero inoxidable martensítico
El acero inoxidable martensítico es un acero inoxidable al cromo con estructura martensítica a temperatura ambiente. Contiene altos niveles de Cr (wCr=13%-18%) y C (wC=0.1%-0,9%). Los grados representativos incluyen 20Cr13, 30Cr13, 40Cr13 y 95Cr18. A temperaturas normales de enfriamiento, forma austenita pura, transformándose en martensita al enfriarse. El aumento del contenido de carbono aumenta la resistencia, la dureza y la resistencia al desgaste, pero disminuye la resistencia a la corrosión. Se utiliza a menudo en la fabricación de instrumentos y herramientas de medición con altas propiedades mecánicas y cierto grado de resistencia a la corrosión.
El acero Cr13 exhibe una excelente resistencia general a la corrosión en medios débilmente corrosivos como el aire y soluciones débiles de ácido orgánico/sal. Su resistencia a la corrosión está relacionada con su microestructura; Después del enfriamiento, la resistencia a la corrosión sigue siendo consistente con el contenido de carbono variable. El templado por debajo de 450 grados tiene poco efecto sobre la resistencia a la corrosión. Sin embargo, el revenido a alta-temperatura da como resultado una solución sólida sin Cr-debido a la formación de carburos de Cr, lo que reduce la resistencia a la corrosión. El templado a 700-750 grados aumenta la resistencia a la corrosión debido a una disminución en el gradiente de concentración de Cr en la ferrita. En el estado recocido, el aumento del contenido de carbono en el acero agota aún más la fase de ferrita, lo que reduce la resistencia a la corrosión. Para mejorar el rendimiento se suelen añadir elementos como Ni, Mo, V, Co, Si y Cu. Aumentar el contenido de Cr también puede mejorar la resistencia a la corrosión, pero el contenido de C debe aumentarse en consecuencia para lograr una estructura martensítica. Sustituir C por Ni tiene efectos similares.. 14Cr17Ni2 es un acero martensítico con excelente resistencia a la corrosión.
Aceros inoxidables dúplex
Desarrollados para combinar diferentes microestructuras y propiedades, estos grados incluyen aceros inoxidables dúplex de martensita-ferrita y austenita-ferrita. Un grado de ferrita de martensita- representativo, el 12Cr13, ofrece una resistencia a la corrosión similar a la de los aceros inoxidables martensíticos, pero con menor dureza, mayor ductilidad y mejor soldabilidad. Los aceros inoxidables de ferrita-austenítico, incluidos Cr18, Cr21 y Cr25, se caracterizan por su alta resistencia (σ₀.₂ es aproximadamente el doble que la del acero inoxidable austenítico), bajo coeficiente de expansión, alta conductividad térmica, excelente resistencia a la corrosión intergranular, corrosión bajo tensión/fatiga por corrosión y corrosión por picaduras/hendiduras, y su bajo contenido de Ni y su bajo costo han llevado a un rápido desarrollo. Además del acero inoxidable dúplex, también existe un tipo de acero inoxidable de endurecimiento por precipitación dentro del acero inoxidable de fase compleja. Su objetivo principal es crear una fase de endurecimiento por precipitación-dentro de la estructura de martensita o austenita mediante la adición adecuada de elementos de aleación y tratamiento térmico, lo que da como resultado un acero inoxidable de ultra-alta-resistencia.
Placa y tira de acero inoxidable para equipos a presión
El acero inoxidable diseñado específicamente para recipientes a presión tiene requisitos claros de clasificación y designación, dimensiones, forma, tolerancias, requisitos técnicos, métodos de prueba, reglas de inspección, embalaje, marcado y certificación de calidad del producto. Los grados comunes incluyen 06Cr19Ni10 y 022Cr17Ni12Mo2, con códigos numéricos como S30408 y S31603. Se utiliza principalmente en equipos sanitarios como maquinaria de procesamiento de alimentos y farmacéutica.
