¿Qué es el acero inoxidable? Propiedades, tipos y aplicaciones

En este artículo, obtendrá un conocimiento profundo de las propiedades, tipos y aplicaciones del acero inoxidable. El acero inoxidable designado como material sus por los japoneses es una aleación de acero especialmente diseñada para resistir la corrosión. Aunque la resistencia a la corrosión del acero inoxidable es la característica más deseada, junto con la resistencia a la corrosión, tiene buena resistencia al calor, excelente resistencia, propiedades higiénicas y durabilidad. ¿Sabe que la producción de sus materiales, según los datos proporcionados en el foro internacional del acero inoxidable, alcanzó hasta 52 millones de toneladas métricas en todo el mundo en 2020? Este amplio uso del acero inoxidable se debe a las características superiores del acero inoxidable SUS, que lo hacen deseable en una amplia gama de aplicaciones.

¿Qué es el acero inoxidable?

La aleación de hierro que contiene 10.5% de cromo y 0.2-2.11% de níquel se conoce como acero inoxidable y forma una capa de pasivación de óxido cuando se expone al aire. Esta capa de óxido protege el material interno de una mayor oxidación. Esta capa de pasivación es la razón principal por la que los aceros inoxidables tienen una alta resistencia a la corrosión.

Historia del acero inoxidable

¿Quién inventó el acero inoxidable?

El metalúrgico inglés Harry Brearley inventó el acero inoxidable. En 1913, en Inglaterra, Sheffield produjo el primer lote de acero inoxidable con un contenido de 0.24% de carbono y 12.8% de cromo.

¿De qué está hecho el acero inoxidable?

El acero inoxidable es una aleación de hierro y cromo principalmente con un contenido de cromo de casi el 10.5% con cierta cantidad de níquel y elementos adicionales como molibdeno, titanio, niobio y magnesio.

¿Qué elemento es el acero?

Tabla que muestra diferentes grados de acero con composición elemental.

¿Por qué se llama acero inoxidable?

El brillo y las propiedades de resistencia a la corrosión del acero inoxidable Resistance dictan su nombre "inoxidable". La capa de óxido formada en la superficie del acero inoxidable actúa como una barrera protectora que evita una mayor oxidación del acero interno, lo que hace que el acero sea "inoxidable". Los japoneses también llaman acero inoxidable de resistencia como material SUS.

Vídeo de YouTube que muestra qué es el acero inoxidable y cómo se fabrica. https://www.youtube.com/watch?v=JAfSVE-NFNQ&pp=ygURc3RhaW4gbGVzcyBzdGVlbCA%3D

¿En qué se clasifica el acero inoxidable?

La aleación de acero es la clase principal de acero inoxidable. El acero inoxidable también se conoce como aleación resistente a la corrosión porque muestra una excelente propiedad de resistencia a la corrosión debido a su alto contenido de cromo.

Símbolo de acero inoxidable

"SS" Es el símbolo utilizado para representar el acero inoxidable. Cada grado se especifica mediante su designación única, como el acero inoxidable 304 se designa como aceros inoxidables 304.

Figura que muestra el logotipo utilizado para equipos de acero inoxidable.

¿Es el acero inoxidable una solución?

El acero inoxidable no se considera una solución porque la solución tiene una mezcla homogénea mientras que el acero inoxidable tiene una solución sólida en la que los diferentes elementos se distribuyen uniformemente por toda la estructura cristalina que se considera como aleación.

Comprender las propiedades del acero inoxidable

Tabla que describe las diferentes propiedades del acero inoxidable.

Composición y propiedades básicas

El acero inoxidable es una aleación de hierro y cromo con un contenido de cromo del 10.5% y un contenido de níquel del 0.2 al 2.11%. Puede contener otros elementos como níquel, molibdeno, titanio, niobio y manganeso.

Algunas propiedades del acero inoxidable se detallan a continuación.

• Resistencia a la Corrosión:
• Resistencia a altas temperaturas
• Resistencia y durabilidad
• Propiedades higiénicas
• Atractivo estético
• Facilidad de fabricación
• Reciclabilidad
• Mostrar propiedades magnéticas
• Buena resistencia a la fluencia.

1. Contenido de cromo y resistencia a la corrosión

El acero inoxidable es mejor conocido por su resistencia a la corrosión, que se debe a la presencia de una gran cantidad de contenido de cromo en comparación con otras aleaciones de acero. El cromo forma una capa de pasivación sobre la superficie del acero inoxidable que protege el acero subyacente de ambientes hostiles.

2. Níquel, molibdeno y otros elementos de aleación

Tabla que muestra el efecto de diferentes elementos de aleación en la fabricación de acero inoxidable.

Vídeo de YouTube que muestra el líquido de prueba de grado de acero inoxidable. https://www.youtube.com/watch?v=76xO32sp8w8&pp=ygUYdGVzdGluZyBvZiBzdGFpbmxlcyBzdGVl

Propiedades mecánicas

Dureza, ductilidad, formabilidad y resistencia a la tracción.

Arriba se puede ver la tabla que muestra la tendencia normal en la dureza, ductilidad, formabilidad y resistencia a la tracción del acero inoxidable.

Vídeo de YouTube que muestra pruebas de tracción de acero inoxidable. https://www.youtube.com/watch?v=67fSwIjYJ-E&pp=ygUYdGVzdGluZyBvZiBzdGFpbmxlcyBzdGVl

¿Qué tan fuerte es el acero inoxidable?

La resistencia del material SUS varía según su grado, composición y tratamientos térmicos. En el acero inoxidable resistente se suelen observar resistencias a la tracción de hasta 200 ksi (1378 MPa) o más. No todo el acero inoxidable tiene esta resistencia. Los sujetadores comunes de acero inoxidable tienen una resistencia a la tracción de aproximadamente 75,000 lb/in^2. Los sujetadores de acero inoxidable comunes son acero SAE grado 2, que es más débil que el acero inoxidable de grado 5 para aplicaciones de alta tecnología.

Propiedades físicas

8 beneficios del acero inoxidable

1. Resistencia a la Corrosión:
2. Resistencia al calor y al fuego
3. Higiene
4. Resistencia al impacto y fuerza
5. Atractivo estético
6. Sostenibilidad
7. Alta resistencia a la fluencia
8. 8. Altas propiedades magnéticas (acero inoxidable ferrítico)

Características especiales del acero inoxidable

1. Resistencia y durabilidad de la aleación: la presencia de un alto contenido de cromo, en comparación con otros aceros, confiere al acero inoxidable una elevada resistencia a la corrosión. Otros elementos adicionales que pueden aportar al acero inoxidable propiedades como alta resistencia a la fluencia, resistencia al calor y al fuego, higiene y resistencia al impacto.

2. Función del cromo: El contenido de cromo proporciona una excelente resistencia a la corrosión mediante la formación de una capa de óxido en la superficie que actúa como capa protectora para el material interno.

3. Componentes de acero inoxidable mecanizados por CNC: El mecanizado por CNC se realiza para producir componentes de acero inoxidable complejos, de alta calidad y con un acabado preciso para aplicaciones de alta tecnología.

4. Soldabilidad: La soldabilidad es un factor clave en la fabricación de componentes complejos. Elegir las técnicas de soldadura adecuadas y contar con soldadores cualificados es fundamental para un buen proceso de soldadura.

5. Acabados estándar: los tratamientos superficiales adecuados, como el lijado, el pulido y el cepillado, son esenciales para obtener un acabado excelente y atractivo.

6. Sostenibilidad ambiental: el acero inoxidable se puede reutilizar porque se puede volver a fundir, por lo que también es un material sostenible.

Acero inoxidable 6 tipos

1. Acero inoxidable martensítico

Las características del acero inoxidable martensítico son alta resistencia, propiedades magnéticas y dureza. El acero inoxidable martensítico se produce mediante tratamiento térmico que incluye calentamiento a alta temperatura del acero inoxidable y luego enfriamiento rápido. Este tratamiento térmico convierte la microestructura del acero inoxidable en martensita. La martensita es una estructura cristalina dura. Este acero inoxidable martensítico se utiliza en aplicaciones donde la resistencia es también la principal propiedad requerida junto con la resistencia a la corrosión.

Figura que muestra la microestructura del acero inoxidable martensítico.

1. Cubiertos

2. Equipos industriales

3. Componentes automotrices

4. Aeroespacial

5. Instrumentos quirúrgicos

Figura que muestra un cuchillo de acero inoxidable martensítico.

2. Acero inoxidable ferrítico

Figura que muestra equipos de cocina de acero inoxidable ferrítico.

Figura que muestra la microestructura típica del acero inoxidable ferrítico.

Serie 400

Tabla que muestra las características de la serie 400 de acero inoxidable.

Examinando las propiedades y usos de este acero rico en cromo y resistente a la corrosión

Tabla que muestra las propiedades y aplicaciones del acero resistente a la corrosión rico en cromo.

aplicaciones marinas

Electrodomésticos de cocina Construcción Industria automotriz Dispositivos médicos Equipos industriales Tabla que muestra las propiedades y aplicaciones del acero resistente a la corrosión rico en cromo.

3. Acero inoxidable austenítico

El acero inoxidable austenítico tiene una composición de alrededor del 18% de contenido de cromo y un 8% de contenido de níquel con elementos adicionales como nitrógeno y magnesio.

Las propiedades del acero inoxidable austenítico se enumeran a continuación.

1. Resistencia a la corrosión

2. No magnético

3. Alta ductilidad y tenacidad

Ductilidad: que oscila entre el 40% y el 60%.

Dureza: rango de 50 J/cm² a 150 J/cm².

4. Excelente formabilidad

5. Resistencia a altas temperaturas, que oscila entre -200 °C y 900 °C, según el grado, la composición y el tratamiento térmico específicos.

Figura que muestra la microestructura del acero inoxidable austenítico.

APLICACIONES

1. Procesamiento de Alimentos: tuberías, tanques y maquinaria de procesamiento.

2. Procesamiento Químico: recipientes, reactores y sistemas de tuberías.

3. Dispositivos Médicos: instrumentos quirúrgicos y dispositivos médicos.

4. Arquitectónicos y Estructurales: barandillas, fachadas de edificios y elementos decorativos.

5. Automoción: depósitos de combustible, sistemas de escape de automóviles y componentes estructurales.

Figura que muestra el recipiente de proceso de acero inoxidable austenítico.

Serie 200 y Serie 300

Tabla que muestra la composición típica de las series 300 y 400 de acero inoxidable.

Características Aplicaciones Serie 300 y 400 de acero inoxidable

4. Acero inoxidable dúplex

La estructura austenítica más ferrítica se encuentra en el acero inoxidable dúplex, por eso tiene propiedades combinadas de ambas. El acero inoxidable dúplex muestra una buena resistencia a la corrosión contra grietas y acero inoxidable dúplex y tiene alta resistencia. La estructura atómica de acero inoxidable dúplex proporciona características combinadas de la estructura atómica del acero inoxidable austenítico y de la estructura cristalina cúbica centrada en la cara (FCC), que es una estructura estable y dúctil. combinado con una estructura atómica de acero inoxidable ferrítico que es una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) que proporciona resistencia y tenacidad al acero inoxidable dúplex [20].

Figura que muestra la microestructura del acero inoxidable dúplex.

Aplicación de acero inoxidable dúplex.

• Tratamiento de Productos Químicos
• Petróleo y Gas
• Marina Pulpa y Papel
• Ingeniería Estructural

Figura que muestra intercambiadores de calor de tubos de acero inoxidable dúplex y carcasa lateral de carcasa de acero.

Vídeo de YouTube sobre diferentes tipos de acero inoxidable. https://www.youtube.com/watch?v=iPnl6vhDgXA&pp=ygUtZmVycml0aWMgbWFydGVuc2l0aWMgYXVzdGVuaXRpYyBzdGFpbmxlcyBzdGVl

5. Acero inoxidable endurecido por precipitación

Una aleación especializada de acero inoxidable conocida como acero inoxidable endurecido por precipitación se fabrica mediante procesos de tratamiento térmico que mejoran su resistencia. Esto se puede hacer en los siguientes pasos.

• Calentar el material para que se disuelvan todos los precipitados.
• Una solución sólida sobresaturada se forma mediante enfriamiento rápido.
• Con el envejecimiento se forman precipitados finamente dispersos.

Estos aceros inoxidables endurecidos por precipitación ofrecen una resistencia a la tracción de 850 MPa aproximadamente a casi 1,700 MPa.

Figura que muestra el proceso de endurecimiento por precipitación.

Vídeo de YouTube Guía de aceros inoxidables de endurecimiento por precipitación. https://www.youtube.com/watch?v=lalTnoYKY4k&pp=ygUkcGVydGljaXBhdGlvbiBoYXJkZW5uZyBzdGFpbmxlcyBzdGVl

6. Acero inoxidable resistente al calor

En este acero inoxidable resistente al calor se incluyen ciertos grados austeníticos y ferríticos. El acero inoxidable resistente al calor puede retener temperaturas de hasta 550 °C, que es la propiedad clave de este acero [25].

Temas Avanzados en Acero Inoxidable

Estructuras cristalinas en acero tintado

Ferrita: la estructura atómica del acero inoxidable ferrítico es cúbica centrada en el cuerpo y posee altas propiedades magnéticas. Este acero inoxidable ferrítico se utiliza en la fabricación de sistemas de escape para automóviles, lavadoras y encimeras.

Austenita: El acero inoxidable austenítico tiene una estructura atómica cúbica centrada en las caras y propiedades no magnéticas. Es más fácil de moldear que el acero inoxidable ferrítico, lo que significa que es menos quebradizo y fácil de soldar. Existen dos tipos principales de acero inoxidable austenítico: el tipo 304 y el tipo 316.

El acero inoxidable austenítico se utiliza en la fabricación de equipos de cocina, cubiertos y utensilios de cocina.

Figura que muestra la conversión de la estructura atómica de acero inoxidable ferrítico a una estructura atómica de acero inoxidable austenítico.

Martensita: Los aceros inoxidables martensíticos tienen una estructura centrada en el cuerpo con un eje alargado que forma una estructura tetragonal.

Comprender la corrosión por picaduras

La forma localizada de corrosión, también conocida como corrosión por picaduras, causa corrosión en la superficie del metal al formar agujeros y hoyos. Este tipo de corrosión ocurre cuando la capa de pasivación del acero inoxidable se ve comprometida debido a un ambiente hostil que contiene iones de haluros como cloruro, niveles extremos de PH o condiciones ambientales. contaminantes que pueden romper la capa de óxido del acero inoxidable.

La corrosión por picaduras se inicia con inclusiones no metálicas o pequeñas inclusiones superficiales. Las reacciones electroquímicas en estas picaduras no favorecen la autocuración de la capa de pasivación y conducen al crecimiento de las picaduras.

Figura que muestra la corrosión por picaduras en acero inoxidable.

Más allá del acero inoxidable: aleaciones de cobre

El acero inoxidable proporciona buena resistencia a la corrosión y resistencia mecánica en comparación con las aleaciones de cobre que proporcionan buena conformabilidad, conductividad y atractivo estético.

Figura que muestra una comparación entre las propiedades del acero inoxidable y la aleación de cobre.

Figura que muestra utensilios de cocina de aleación de cobre y acero inoxidable.

Acero inoxidable versus acero inoxidable

Tanto el acero inoxidable como el acero inoxidable son la misma aleación resistente a la corrosión con nombres diferentes. El acero inoxidable se deriva del francés y se utiliza principalmente en Europa [31].

Aceros inoxidables tipo 304 y tipo 316: se produce una corrosión uniforme

El tipo 316 tiene una resistencia a la corrosión superior en comparación con el tipo 304 debido a la presencia de un mayor contenido de molibdeno, por lo que se utiliza en entornos hostiles como agua de mar y procesadores químicos.

Conclusión

El acero inoxidable es una aleación de hierro que proporciona resistencia a la corrosión y es oxidable, tiene un contenido de cromo de al menos un 10.5% y un contenido de níquel de al menos un 0.2-2.11%. El acero inoxidable se denomina "inoxidable" debido a su acabado superficial brillante. El acero inoxidable es mejor conocido por su resistencia a la corrosión, resistencia a la fluencia, resistencia a altas temperaturas y atractivo estético. El acero inoxidable es conocido principalmente por su resistencia a la corrosión, por eso la mayoría de las aplicaciones del acero inoxidable se realizan en entornos hostiles.