¿Cuál es el punto de fusión del acero inoxidable?

El calor cambia la estructura física o química de casi todo. Cuando la mayoría de los sólidos alcanzan cierta temperatura, cambian de estado.

Probablemente recuerdes haber aprendido esto durante un experimento científico en la escuela primaria en el que utilizaste agua para explorar los estados sólido, líquido y gaseoso. En esta lección has descubierto que el hielo no es más que agua en estado sólido. Si lo calientas lo suficiente, el hielo volverá a su estado líquido. Si sigues calentando el líquido, acabará convirtiéndose en gas en forma de vapor.

El hielo pasa de sólido a líquido cuando alcanza una temperatura conocida como punto de fusión. En el caso del agua, ese punto es de 32 °F o 0 °C. También es el punto de congelación del agua. En el punto de fusión/congelación, una sustancia se encuentra en un equilibrio perfecto entre derretido y congelado. Si se enfría un grado, la sustancia empieza a solidificarse. Si se calienta, empezará a licuarse.

A diferencia del agua, otros sólidos se transforman directamente en gas mediante un proceso conocido como sublimación, mientras que otros se descomponen mediante otra reacción física o química.

Pero no de metal.

Cuando se exponen a una temperatura suficientemente alta, los metales se funden. También se ablandan cuando se someten a un calor elevado que no alcanza el punto de fusión. Los metales blandos son más maleables, lo que significa que los artesanos y trabajadores del metal pueden darles formas bellas o útiles.

No todos los metales tienen el mismo punto de fusión. Ni siquiera todas las calidades del mismo metal se funden a la misma temperatura.

Hablemos concretamente del punto de fusión del acero inoxidable.

¿Por qué debe conocer el punto de fusión del acero inoxidable?

Si usted es un trabajador del metal o un ingeniero que procesa acero inoxidable a altas temperaturas, necesita conocer el punto de fusión. De lo contrario, podrías convertir en un desastre una pieza de acero que antes era útil.

¿En qué casos es importante conocer el punto de fusión?

Puede que el punto de fusión no afecte a los usuarios, pero importa a los trabajadores. Fundir y colar acero inoxidable depende de conseguir la temperatura justa.

El punto de fusión del acero no sólo es importante para los aceristas que fabrican soportes estructurales. También es crítico para el acero inoxidable que se utilizará para fabricar electrodomésticos de cocina o suministros médicos.

Cómo determinar el punto de fusión del acero inoxidable

Con todos estos factores a tener en cuenta, ¿cómo determinan los investigadores el punto de fusión exacto de una aleación?

Utilizan algo llamado principio de determinación del punto de fusión. Este principio se basa en el cambio de la capacidad de conducción de la luz de un material para determinar el punto de fusión. Una sustancia sólida cristalina se moverá a través de cinco puntos de conductividad de la luz, alcanzando finalmente un punto claro en su estado líquido.

Los investigadores utilizan el método cap ilar para determinar el punto de fusión de un elemento o aleación. Introducen una muestra del material en un tubo capilar de paredes finas para determinar el punto de fusión situado junto a una fuente de calor y un termómetro de precisión. A continuación, los investigadores aumentan la temperatura a razón de un grado centígrado cada minuto.

Cuando el material del interior del tubo alcanza un estado completamente líquido, los investigadores registran la temperatura como punto de fusión del material.

¿A qué temperatura se funde el acero?

El punto de fusión del acero oscila entre 2500-2800°F o 1371-1540°C. ¿Por qué un intervalo? ¿Por qué no un único punto en el termómetro?

A diferencia de un metal puro como el hierro, el acero es una aleación. Los metales puros tienen una temperatura precisa, que es su punto de fusión. Las aleaciones, sin embargo, incluyen múltiples elementos con diferentes puntos de fusión. Por lo tanto, las aleaciones no se funden ni se congelan a una temperatura fija.

El acero es una aleación de hierro y carbono. El acero inoxidable también incluye cromo y, por lo general, níquel y otros elementos en su aleación. La adición de cada nuevo elemento reduce el punto de fusión global. Esto se denomina depresión del punto de fusión.

¿Cuál es el punto de fusión del acero inoxidable?

El acero es una mezcla de hierro y carbono que puede fundirse entre 2500-2800°F o 1371-1540°C. El punto de fusión del acero puede variar debido a los distintos elementos que contiene, que pueden provocar la depresión del punto de fusión. El acero inoxidable contiene cromo, níquel y otros elementos que pueden reducir aún más su punto de fusión.

El punto de fusión del acero inoxidable se sitúa entre 2550 y 2790 °F o 1400 y 1530 °C.

El punto de fusión de un determinado tipo de acero inoxidable depende de su composición química exacta. Cada elemento aporta su propio punto de fusión a la ecuación. Los principales elementos que componen el acero inoxidable son el hierro, el cromo y el níquel.

El hierro puro tiene un punto de fusión fijo de 1535°C, el cromo de 1890°C y el níquel de 1453°C. Compare estas cifras con el intervalo de 1400-1530°C del acero inoxidable.

Cada grado de acero inoxidable tiene una mezcla de elementos ligeramente diferente. Por consiguiente, el punto de fusión exacto varía en función del grado.

¿Cómo varía el punto de fusión entre los distintos grados?

El acero inoxidable se presenta en cinco familias y más de 150 calidades. Sin embargo, solo 15 de estas calidades se utilizan habitualmente.

Los dos tipos de acero inoxidable más populares son el 304 y el 316. Ambos forman parte de la familia de los inoxidables austeníticos. Ambos forman parte de la familia de los aceros inoxidables austeníticos, que incluye aproximadamente dos tercios de los aceros inoxidables producidos. El acero inoxidable austenítico presenta una estructura cristalina cúbica centrada en la cara, que se mantiene constante a todas las temperaturas, desde la criogénica hasta el punto de fusión.

Los puntos de fusión del acero inoxidable pueden variar desde un mínimo de 1375°C en el caso del acero de grado 316 hasta un máximo de 1510°C en el caso del acero inoxidable de grado 430. El grado más común, el 304, tiene un punto de fusión de 1400-1450°C.

¿Qué significa para usted el punto de fusión del acero inoxidable?

Las altas temperaturas afectan a la resistencia a la tracción de la mayoría de los metales. Cuando se expone a un calor extremo, el acero se vuelve más rígido y más fácil de doblar. En el caso del acero inoxidable, esto suele ocurrir a unos 1000 °C.

La resistencia a la tracción es importante para el usuario.

Si está fabricando una cesta de acero que va a sostener objetos pesados en un entorno extremadamente caliente, la resistencia a la tracción de esa cesta determinará cuánto peso puede soportar. La misma cesta puede soportar el doble de peso a 800°C que a 1000 grados. Las altas temperaturas también podrían dañar las uniones soldadas de la cesta.

Además de los cambios físicos que puede inducir el punto de fusión, también ayuda a determinar la resistencia de un objeto a la oxidación y la sulfurización. Tanto el oxígeno como el azufre destruyen el hierro. El acero inoxidable resiste la oxidación y la sulfuración por su contenido en cromo. Pero la inclusión de níquel, que tiene un punto de fusión relativamente bajo, disminuye el poder protector del cromo y expone al hierro, y por tanto al acero inoxidable, a los daños potenciales del oxígeno o el azufre.

Por consiguiente, el punto de fusión es un parámetro importante a tener en cuenta a la hora de elegir materiales o técnicas de fabricación del acero inoxidable.

Más información sobre las ventajas y usos del acero inoxidable en nuestro blog.