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Acero
inoxidable
Fuentes de acero inoxidable.
En
metalurgia, el
acero inoxidable se define como una
aleación de
acero con un
mínimo de 10% de
cromo
contenido en masa.1 El acero inoxidable es resistente a la
corrosión, dado
que el cromo, u otros metales que contiene, posee gran
afinidad por el
oxígeno y
reacciona con él formando una
capa pasivadora, evitando así la corrosión del
hierro. Sin
embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el
hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras
generalizadas. Contiene, por definición, un mínimo de 10,5% de
cromo. Algunos
tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los
principales son el
níquel y el
molibdeno.
.Un metal
muy diferente
Como todos los tipos de aceros, el acero inoxidable no es un material
simple sino una
aleación. Lo que
tienen en común todos los aceros es que el principal componente(elemento que
forma la aleación) es el hierro, al que se añade una pequeña cantidad de
carbono. El acero inoxidable fue inventado a principios del siglo XX cuando se
descubrió que una pequeña cantidad de cromo (habitualmente un mínimo de 10%)
añadido al acero común, le daba un aspecto brillante y lo hacía altamente
resistente a la suciedad y a la oxidación. Esta resistencia a la oxidación,
denominada «resistencia a la corrosión», es lo que hace al acero inoxidable
diferente de otros tipos de acero.
.No es un
revestimiento
El acero inoxidable es un material sólido y no un revestimiento
especial aplicado al acero común para darle características "inoxidables".
Aceros comunes, e incluso otros metales, son a menudo cubiertos o “bañados” con
metales blancos como el cromo, níquel o zinc para proteger sus superficies o
darles otras características superficiales. Mientras que estos baños tienen sus
propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede
ser dañada o deteriorarse de algún modo, lo que anularía su efecto protector. La
apariencia del acero inoxidable puede, sin embargo, variar y dependerá en la
manera que esté fabricado y en su acabado superficial.
.El acero
inoxidable está en todas partes
Su resistencia a la corrosión es lo que da al acero inoxidable su
nombre. Sin embargo, justo después de su descubrimiento se apreció que el
material tenía otras muchas valiosas propiedades que lo hacen idóneo para una
amplia gama de usos diversos. Las posibles aplicaciones del acero inoxidable son
casi ilimitadas, hecho que puede comprobarse con tan solo unos ejemplos:
En el
hogar: cubertería y menaje, fregaderos, sartenes y baterías de cocina, hornos y
barbacoas, equipamiento de jardín y mobiliario.
En la
ciudad: paradas de autobús, cabinas telefónicas y resto de mobiliario urbano,
fachadas de edificios, ascensores y escaleras, vagones de metro e
infraestructuras de las estaciones.
En la
industria: equipamiento para la fabricación de productos alimentarios y
farmacéuticos, plantas para el tratamiento de aguas potables y residuales,
plantas químicas y petroquímicas, componentes para la automoción y aeronáutica,
depósitos de combustible y productos químicos.
.Tipos de
aceros inoxidables
Los aceros inoxidables que contienen solamente cromo se llaman
ferríticos, ya que
tienen una estructura metalográfica formada básicamente por
ferrita. Son
magnéticos y se distinguen porque son atraídos por un imán. Con porcentajes de
carbono inferiores al 0,1%C, estos aceros no son endurecibles por
tratamiento térmico. En cambio, aceros entre 0,1% y 1% en C sí son
templables y se llaman aceros inoxidables "martensíticos", por tener
martensita en su
estructura metalográfica. Éstos también son magnéticos.
Los aceros inoxidables que contienen más de un 7% de
níquel se llaman
austeníticos, ya que tienen una estructura formada básicamente
por
austenita a
temperatura ambiente (el níquel es un elemento "gammágeno" que estabiliza el
campo de la austenita). No son magnéticos.
Los aceros inoxidables austeníticos se pueden endurecer por
deformación, pasando su estructura metalográfica a contener
martensita. Se convierten en parcialmente magnéticos, lo que en algunos casos
dificulta el trabajo en los artefactos eléctricos.
También existen los aceros dúplex (20%< Cr < 30%), (5%< Ni < 8%), (C <
0.03%), no endurecibles por TT, muy resistentes a la corrosión por picaduras y
buen comportamiento bajo tensión. Estructura de ferrita y austenita.
A todos los aceros inoxidables se les puede añadir un pequeño
porcentaje de
molibdeno, para
mejorar su resistencia a la corrosión por cloruros.
.Familias
de los aceros inoxidables
Siguientes aleaciones de acero inoxidable que se comercializan:
Acero
inoxidable extrasuave: contiene un 13% de Cr y un 0,15% de C. Se utiliza en la
fabricación de: elementos de máquinas, álabes de turbinas, válvulas, etc. Tiene
una resistencia mecánica de 80 kg/mm² y una
dureza de
175-205 HB.
Acero
inoxidable 16Cr-2Ni: tiene de 0,20% de C, 16% de Cr y 2% de Ni; resistencia
mecánica de 95 kg/mm² y una dureza de 275-300 HB. Se suelda con dificultad, y se
utiliza para la construcción de álabes de turbinas, ejes de bombas, utensilios
de cocina, cuchillería, etc.
Acero
inoxidable al cromo níquel 18-8: tiene un 0,18% de C, un 18% de Cr y un 8% de Ni
Tiene una resistencia mecánica de 60 kg/mm² y una dureza de 175-200Hb, Es un
acero inoxidable muy utilizado porque resiste bien el calor hasta 400 °C
Acero
inoxidable al Cr- Mn: tiene un 0,14% de C, un 11% de Cr y un 18% de Mn. Alcanza
una resistencia mecánica de 65 kg/mm² y una dureza de 175-200HB. Es soldable y
resiste bien altas temperaturas. Es amagnético. Se utiliza en colectores de
escape.
La forma original del acero inoxidable todavía es muy utilizada, los
ingenieros tienen ahora muchas opciones en cuanto a los diferentes tipos. están
clasificados en diferentes “familias” metalúrgicas.
Cada tipo de acero inoxidable tiene sus características mecánicas y
físicas y será fabricado de acuerdo con la normativa nacional o internacional
establecida.
.Usos del
acero inoxidable
Los aceros inoxidables se utilizan principalmente en cuatro tipos de
mercados:
Electrodomésticos: grandes electrodomésticos y pequeños aparatos para el hogar.
Automoción: especialmente tubos de escape.
Construcción: edificios y mobiliario urbano (fachadas y material).
Industria: alimentación, productos químicos y petróleo.
Su resistencia a la corrosión, sus propiedades higiénicas y sus
propiedades estéticas hacen del acero inoxidable un material muy atractivo para
satisfacer diversos tipos de demandas, como lo es la industria médica.
.Acero
inoxidable en la industria médica
Existe una diversidad de
composiciones químicas para el acero inoxidable, las cuales le otorgan
cualidades particulares y deseadas; desde el grado de implante médico, hasta la
facilitación de manufactura de
instrumentos quirúrgicos. Entre
los aceros empleados en la industria médica se encuentran comúnmente los
siguientes:
17-4
304
AISI 316
AISI 316L
455
589
Muchos de éstos pueden ser sometidos a un
tratamiento térmico con el fin de modificar sus cualidades físicas.
Por ejemplo, el acero inoxidable 17-4 puede ser tratado al calor, por una
duración determinada, con el fin de lograr cierto grado de dureza y así, hacer
que el objeto funcione adecuadamente por más largo tiempo. Es importante que las
condiciones sean controladas, desde la temperatura y tiempo de horneado, hasta
la limpieza de la atmósfera del horno y del acero en sí. La
dureza del acero inoxidable puede ser medida en la escala
Brinell,
Rockwell u otras.
Adicionalmente, una
capa pasiva
puede ser aplicada para la inhibición del óxido o de reacciones con algún
elemento, mas no siempre es el caso pues no siempre es ni necesario ni
requerido, por razones de costo o porque no todos los aceros inoxidables pueden
ser tratados.
.Acero
inoxidable serie 200
Durante la Segunda Guerra Mundial, una gran falta de
níquel llevó a un grupo de científicos a buscar otras vías para fabricar
acero inoxidable con un menor contenido de níquel. Se desarrollaron nuevas
calidades (el acero inoxidable serie 200) que quedaron en espera al finalizar el
conflicto bélico. Este acero tiene propiedades amagnéticas como el acero
inoxidable 304, pero propiedades muy diferentes en cuanto a corrosión.
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