¿Cuál es la composición del acero inoxidable?

La composición del acero inoxidable ofrece ventajas en muchas aplicaciones en las que la solidez, la resistencia a la corrosión y la calidad de la superficie son fundamentales. Pero, ¿qué es exactamente lo que hace que el acero inoxidable ofrezca la protección y el atractivo estético que esperamos?

Resulta útil considerar el acero inoxidable como cualquier aleación de acero que contenga al menos un 10,5% de cromo. La composición del acero inoxidable también puede incluir carbono, silicio, manganeso, fósforo, azufre, níquel, molibdeno y titanio. Cada uno de estos elementos de aleación potencia las cualidades particulares del metal. Con muchos grados diferentes de acero inoxidable y varios formatos, como chapas y placas de acero inoxidable, las múltiples composiciones del acero inoxidable dan lugar a una amplia lista de posibilidades.

¿Qué características específicas potencian estas aleaciones?

Las propiedades que se manifiestan en respuesta a determinados elementos de aleación incluyen tenacidad, magnetismo, fuerza, resistencia a la corrosión, resistencia a la tensión, durabilidad, trabajabilidad y capacidad de tratamiento térmico. Con más de 150 grados diferentes de acero inoxidable, innumerables alteraciones en la composición dan lugar a diversas combinaciones de cualquiera de estas propiedades.

¿Cuáles son las composiciones de las familias de acero inoxidable?

La proporción de los metales que componen la aleación determina a qué familia pertenece el grado de acero inoxidable. Comprender las cinco familias diferentes de acero inoxidable -austenítico, ferrítico, austenítico-ferrítico (dúplex), martensítico y endurecido por precipitación- es una forma de recordar cómo influye la composición del acero inoxidable en las propiedades mecánicas.

• Austeníticos: La cantidad de cromo, molibdeno y níquel es mayor en los aceros inoxidables austeníticos. Esto mejora la resistencia a la corrosión y la solidez, y produce un acero inoxidable fácil de doblar y moldear.
• Ferrítico: Uno de los factores distintivos del acero inoxidable ferrítico es que es magnético. La composición de los aceros inoxidables ferríticos tiene elevados niveles de cromo y menores niveles de carbono. Esto se traduce en una mayor resistencia a la tensión.
• Austenítico-ferrítico (dúplex): Los aceros inoxidables dúplex combinan propiedades austeníticas y ferríticas. Esto mejora la protección del metal contra la corrosión. La composición de los aceros inoxidables dúplex los convierte en una excelente elección para entornos marinos. Los aceros dúplex demuestran una resistencia superior al agrietamiento por cloruro de tensión, que se produce cuando un entorno corrosivo (como la exposición al océano) se combina con una tensión de tracción. Además, se ve a menudo en las industrias del petróleo y el gas.
• Martensíticos: la composición característica de los aceros inoxidables martensíticos es el aumento del carbono. Al igual que los aceros ferríticos, son magnéticos. Sin embargo, el aumento de carbono hace que los aceros martensíticos sean menos resistentes a la corrosión.
• Endurecimiento por precipitación: La composición de los aceros inoxidables endurecidos por precipitación incluye un 15-17,5% de cromo y un 3-5% de níquel. También hay trazas de aluminio, cobre y niobio. Esta combinación da lugar a un acero inoxidable increíblemente fuerte, duradero, duro y resistente a la corrosión.

¿Cuáles son algunos de los tipos de acero inoxidable austenítico?

• Acero inoxidable 201 - La composición del acero inoxidable 201 incluye carbono, manganeso, fósforo, azufre, silicio, níquel, nitrógeno y un 16-18% de cromo. Es probable que lo vea en la industria de servicios alimentarios para cosas como equipos de cocina y electrodomésticos comerciales, así como en las industrias de la arquitectura y la automoción. Kloeckner Metals suministra chapa de acero inoxidable 201, chapa de acero inoxidable 201LN, chapa de acero inoxidable 201 y chapa de acero inoxidable 201LN.
• Acero inoxidable 301 - La composición del acero inoxidable austenítico 301 es similar a la del 201. Incluye carbono, manganeso, fósforo, azufre, silicio, níquel, nitrógeno y un 16-18% de cromo. Sin embargo, tiene un nivel de manganeso mucho menor y casi el doble de níquel que el 201. Lo más probable es que vea 301 en componentes necesarios en la industria aeroespacial. Kloeckner Metals suministra chapas de acero inoxidable 301.

¿Cuáles son los tipos de acero inoxidable ferrítico?

• Acero inoxidable 409 - Este acero inoxidable ferrítico de uso general tiene un contenido de cromo significativamente menor que el 201 o el 301, inferior al 12%. La principal diferencia es la adición de titanio. El titanio estabiliza el acero y contribuye a una excelente protección contra la corrosión a altas temperaturas. Una aplicación común son los sistemas de escape, tanto en la industria automovilística como en la agrícola. Kloeckner Metals suministra chapas y placas de acero inoxidable 409.
• Acero inoxidable 441 - Las dos principales diferencias en la composición química entre los aceros inoxidables 409 y 441 son la adición de niobio y un altísimo contenido de cromo de entre el 17,5 y el 19,5%. Juntas, estas diferencias dan como resultado un acero inoxidable con una gran resistencia a la oxidación y a la corrosión a temperaturas aún más elevadas. Kloeckner Metals suministra chapas de acero inoxidable 441.

¿Cómo saber qué composición de acero inoxidable es la mejor para su proyecto?

Ahora que sabemos que existen dos familias distintas de acero inoxidable, determinadas por una combinación de microestructura y proporción de elementos de aleación, que contienen variaciones químicas de leves a importantes, ¿cómo saber qué composición de acero inoxidable es la adecuada para su proyecto?

No se preocupe, nadie espera que se convierta en un experto metalúrgico o un aficionado a la Tabla Periódica. La verdad es que no existe una respuesta perfecta a esta pregunta. Pero hay algunos consejos útiles que pueden servirle de guía. Quizá el consejo más importante sea considerar cómo se ajustan los efectos primarios de los principales elementos de aleación presentes en la composición del acero inoxidable a las necesidades de su proyecto.

• Cromo (CR): El cromo es la aportación elemental más importante en el acero inoxidable. Recuerde que para que un acero se clasifique como inoxidable debe tener un mínimo de 10,5 - 11% de cromo. Cuando se observa la composición química de los distintos grados de acero inoxidable, los grados que tienen un mayor contenido de cromo demostrarán una mejor protección contra la corrosión. Por lo tanto, dé prioridad a los niveles más altos de cromo para entornos altamente corrosivos, especialmente a altas temperaturas.
• Níquel (Ni): El níquel mejora la resistencia a la corrosión y la solidez, y aumenta la conformabilidad. De estos tres efectos, la conformabilidad es el que aumenta más drásticamente a medida que aumenta el porcentaje de níquel presente en un acero inoxidable.
• Molibdeno (Mo): El molibdeno aumenta la resistencia a la corrosión atmosférica. Por ejemplo, el acero inoxidable 316 es una de las calidades más populares y destaca en entornos con temperaturas intensas que son conocidas por provocar óxido, picaduras o deformaciones.
• Carbono (C): En general, los aceros inoxidables tienen un contenido de carbono mucho menor que otros productos de acero, normalmente inferior al 2%. A medida que aumenta el carbono, disminuye la resistencia a la corrosión, mientras que la dureza y la resistencia podrían aumentar.
• Nitrógeno (N): Las picaduras se producen cuando el metal se expone a un entorno corrosivo muy localizado. El metal desarrolla agujeros que pueden expandirse hasta convertirse en grietas. La mayoría de los proyectos querrán protección contra las picaduras, y ahí es donde el nitrógeno puede ayudar. Mejora en gran medida las picaduras, la resistencia a las grietas y la corrosión intergranular.
• Manganeso (Mn): El manganeso tiene un efecto estabilizador, especialmente cuando el nitrógeno está presente en la composición del acero inoxidable. Otros efectos son el aumento de la resistencia a la tracción y la templabilidad.
• Silicio (Si): El silicio es un estabilizador de ferrita que se desoxida. La desoxidación favorece la resistencia a la corrosión.
• Titanio (Ti): El titanio también mejora la estabilización. Dos de los principales efectos del titanio en el acero inoxidable son la reducción de la corrosión intergranular y el aumento de la soldabilidad.

Lo anterior es sólo una guía. Si no está seguro de qué composición de acero inoxidable satisfará mejor las necesidades específicas de su proyecto, el equipo de expertos de Kloeckner Metals está más que preparado para ayudarle.