¿Cuál es la densidad del acero inoxidable?

En el mundo material, la densidad importa.

Puede que no pasemos mucho tiempo pensando en lo densa que es una sustancia, pero los metalúrgicos e ingenieros probablemente piensan en la densidad más de lo que la mayoría de los consumidores creen.

La densidad de un objeto determina si flotará o se hundirá. ¿Sabes por qué una piedrecita cae al fondo de un vaso de agua mientras que un tronco gigante flota en la superficie de un río? La densidad. El guijarro es más denso que el agua, mientras que el árbol es menos denso.

Al igual que el guijarro, el acero también es más denso que el agua, pero los barcos construidos con toneladas de acero transportan carga y pasajeros por encima del océano todo el tiempo. ¿Cómo explica eso la densidad? ¿Y por qué estamos hablando de densidad?

A medida que los investigadores han ido aprendiendo más sobre la densidad, también han descubierto cómo aprovechar este concepto para hacer avanzar la tecnología. Volviendo al ejemplo del barco, sabemos que el aire del interior de las cámaras de flotación del buque es menos denso que el agua que hay debajo. Por eso un barco de acero flota y un submarino de acero se hunde.

La densidad es importante para los fabricantes porque está relacionada con la masa y el volumen de un producto. Estos factores determinan el tamaño y la flotabilidad, que afectan al transporte, el peso y la utilidad de un producto metálico en un entorno determinado.

¿Qué es la densidad?

En términos generales, la palabra densidad se refiere a la cantidad de algo dentro de un espacio definido. Cuando decimos que Manhattan está densamente poblada, nos referimos a que dentro de sus límites vive mucha gente.

Desde un punto de vista más científico, la densidad se define como la masa por unidad de volumen. Expresada algebraicamente, la fórmula es la siguiente:

p=m/V

En este cálculo, la densidad (p) es igual a la masa (m) dividida por el volumen (V).

La densidad también es una propiedad intensiva, lo que significa que la densidad de un objeto nunca cambia, independientemente de la cantidad que haya.

Pensemos en la vieja pregunta: ¿Qué pesa más, una tonelada de ladrillos o una tonelada de plumas? La respuesta, por supuesto, es que ambos pesan lo mismo: una tonelada. La gracia del chiste reside en el concepto de densidad, no de peso. La densidad de un ladrillo es de 1,992 gramos por centímetro cúbico, mientras que la de una pluma es de unos 0,0025 gramos por centímetro cúbico. Por eso una pulgada cuadrada de ladrillo pesa más que una pulgada cuadrada de plumas, unas 800 veces más de hecho.

Hablando de unidades de medida, la densidad puede medirse en kilogramos por metro cúbico (^kg/m3), gramos por centímetro cúbico (^g/cm3), gramos por metro cúbico (^g/m3) o libras por pulgada cúbica (^lb/in3). Para calcular la densidad de un objeto de acero inoxidable o para convertir la densidad de una unidad de medida a otra, puede utilizar nuestra calculadora de metales para calcular el peso y la densidad del acero inoxidable.

¿Por qué importa la densidad?

Los diseñadores industriales tienen en cuenta varios factores sobre el metal cuando desarrollan sus conceptos. La densidad es uno de ellos. Un metal puede ser mucho más denso que otro. Si se diseña una lámpara para colocarla sobre una mesa, por ejemplo, la densidad del material utilizado puede no importar mucho. Pero si se diseña un avión que tiene que despegar del suelo y mantenerse en el aire, la densidad se convierte de repente en algo muy importante.

La densidad también es importante cuando los metalúrgicos mezclan un metal con otro para crear una aleación. El acero es una aleación de hierro, carbono y otros elementos químicos. Los distintos tipos de acero se componen de diversas mezclas de elementos químicos. El acero inoxidable, por ejemplo, contiene al menos un 10,5% de cromo, mientras que el acero al carbono tiene un contenido de cromo inferior. En consecuencia, la densidad del acero al carbono es ligeramente distinta de la del acero inoxidable.

Cuando se crea un nuevo grado de acero o se suelda un tipo de acero con otro, la densidad afecta a la resistencia, dureza y maleabilidad del material producido.

¿Cuál es la densidad del acero inoxidable?

En comparación con muchos otros metales, el acero es un material extremadamente denso. El titanio, por ejemplo, tiene aproximadamente la mitad de densidad que el acero, y el aluminio, un tercio.

La densidad del acero puro es de unas 490 libras por pie cúbico, que también puede expresarse como 7,85 ^g/cm3. La densidad del acero al carbono es de unos 7,84 ^g/cm3, la del hierro puro de unos 7,86 ^g/cm3 y la del acero inoxidable de unos 8,03 ^g/cm3. El grado particular y la composición química del acero hacen que su densidad varíe ligeramente.

El acero inoxidable es la variedad de acero más densa, pero ¿cómo varía la densidad entre los distintos tipos de acero inoxidable?

Veamos los dos grados de acero inoxidable más utilizados: el acero inoxidable 304 y el acero inoxidable 316. La densidad del grado 304 es de 7930 ^kg/m3 , mientras que la del grado 316 es de unos 7980 ^kg/m3. Las diferencias en la composición química y el contenido de ambos grados determinan la diferencia en sus densidades. El acero inoxidable 304 es menos denso que el 316, pero tiene una densidad ligeramente superior a la del acero inoxidable 430, de 7750 ^g/m3.

La densidad influye en el peso. (¿Recuerda el ejemplo de los ladrillos y las plumas?) Así, un artículo de acero inoxidable pesa más que uno de acero al carbono del mismo tamaño, y un producto de acero inoxidable de grado 316 pesa más que el mismo producto fabricado con acero inoxidable de grado 304.

En general, sin embargo, un pie cúbico de acero inoxidable pesa alrededor de 490 libras.

Cómo utilizar el conocimiento de la densidad en la selección de materiales

¿Qué hay que tener en cuenta sobre la densidad a la hora de elegir un material para la fabricación o la construcción?

Tenga en cuenta varios factores a la hora de elegir el metal adecuado para su proyecto. Piense en las propiedades físicas del metal: su punto de fusión, su conductividad y (sí) su densidad. También hay que tener en cuenta sus propiedades mecánicas, como la fuerza, la ductilidad y la resistencia.

Al elaborar sus inventos, los ingenieros sopesan las ventajas relativas de cada propiedad al determinar qué materiales deben componer su nuevo producto.

La densidad es especialmente importante en proyectos en los que el peso es un factor crítico. Los ingenieros intentarán encontrar un producto de baja densidad si necesitan controlar el peso de un objeto. Sin embargo, también tienen que tener en cuenta la relación resistencia-peso para que el material del producto sea lo bastante resistente para realizar su trabajo.

Una aleación tan densa como el acero es mucho más resistente que muchos otros metales. Y como el acero inoxidable también es resistente a la corrosión y atractivo a la vista, es la elección popular para todo, desde utensilios de cocina hasta material quirúrgico.

Gracias a la elevada resistencia relativa del acero inoxidable, los ingenieros pueden utilizar versiones más finas del material para fabricar diversos productos. Por eso una cuchilla quirúrgica puede ser microfina y al mismo tiempo muy resistente.

Para saber más sobre la composición y los usos del acero inoxidable, visite otros artículos de nuestro sitio.