¿Qué es el acero inoxidable?

Este material se trata de un tipo de acero aleado a nivel muy alto y se caracteriza por su elevada resistencia a la corrosión. Otro rasgo de este material es que siempre dispone, al menos, del 10,5% de cromo. Esto hace que el acero pueda resistir de forma duradera bajo ambientes químico, erosivo y corrosivo. En concreto, hay hasta 60 diferentes grados de acero inoxidable, los cuales se pueden dividir también en 5 categorías. Si bien el acero inoxidable es más caro que el acero al carbono y dispone de menos cuota de mercado, en el mercado internacional se lo considera muy valioso.

Historia de acero inoxidable

Harry Brearly, un metalúrgico inglés nacido en Sheffiled, Inglaterra, descubrió el acero inoxidable en 1913. En uno de sus experimentos se dio cuenta de que si el acero contenía 12% o más de este porcentaje de cromo, lo cual podría incrementar su resistencia a la corrosión. A partir de entonces, se lo suele considerar como el fundador de los aceros inoxidables. Sin embargo, durante la Primera Guerra Mundial el desarrollo de acero inoxidable tuvo que suspenderse. En torno a finales de 1920 encontraron dos grados de acero inoxidable que están denominados como «acero inoxidable martensítico» y «acero inoxidable austenítico». El martensítico contiene entre 13% y 18% de cromo; y, el austenítico, 18% de cromo y 8% de níquel. Hoy en día, al hablar del acero inoxidable, la gente lo suele vincular con el acero de alta resistencia a la corrosión, que contiene un mínimo de 10,5% de cromo. El cromo crea una película pasiva y de auto-renovación de óxido de cromo en la superficie de acero a nivel atómico. Y, esto sirve para proteger el acero de la corrosión.

¿Qué es la corrosión?

El acero inoxidable es susceptible de ciertos tipos de corrosión, aunque una de las razones fundamentales de usar este material es por su alta resistencia a la corrosión. Distintos tipos de corrosión que pueden afectar al acero inoxidable son los siguientes: Corrosión general, corrosión por picaduras, corrosión por rendija, agrietamiento por corrosión bajo tensión, agrietamiento por tensión de sulfuro, corrosión intergranular y la galvánica.

Al perderse la capa protectiva de óxido de cromo (Cr2O3), el acero inoxidable empieza a sufrir la corrosión. Esta puede expandirse como manchas microscópicas o visibles en la superficie de acero.

¿Cuáles son las categorías de acero inoxidable?

Stainless steel is divided into 5 main categories. These are Austenitic, martensitic, ferritic, duplex and precipitation hardening. 200 Series Austenitic – Alloys: 201, 202, 203, 204 & 205 is a chromium-nickel-manganese alloy with high strength in the annealed. This series is non-magnetic, not heat treatable and has excellent formability for sever forming applications. It is used in structural applications and for the manufacture of washing machine tubs.

El austenítico aleado de serie 200: 201, 202, 203, 204 y 205 son de aleación entre cromo, níquel y manganeso con alta solidez en estado recocido. Esta serie no dispone del magnetismo y de excelente formabilidad para aplicaciones muy variadas, pero no es tratable térmicamente. Suele ser usada en las aplicaciones estructurales y en la elaboración de las cubas de la lavadora.

Serie 400 Ferrítico - aleaciones: 405, 409, 429, 430, 434, 436, 442 y 446 son de aleación pura de cromo y son magnéticos, pero no tratables térmicamente. Estas son principalmente usadas en los niveles de recorte y utensilios de cocina.

Serie 400 Martensítico - aleaciones: 403, 410, 414, 416, 420, 422, 431 y 440 son de aleación pura de cromo, magnéticos y pueden pasar por el tratamiento térmico. Estas suelen emplearse en tuercas, tornillos, cubiertos, herramientas de cocina, partes de hora a bajas temperaturas, equipo para refinación de petróleo, vajillas, partes para turbinas de vapor o gas, etc.

Endurecimiento por precipitación - aleaciones: 13-8, 15-5, 15-7, 17-4, 17-7 es de cromo-níquel, martensítico o austenítico. Desarrolla su fuerza a través de la reacción de endurecimiento por precipitación debido al tratamiento térmico. Se utiliza principalmente para válvulas, engranajes y equipos de petroquímica.

Dúplex - Aleaciones: 329, 2205, 2304, 2507, 3RE60 es de cromo-níquel-molibdeno. Esta serie es más resistente a la aparición de fisuras y corrosión que la austenítica y también es más resistente que las aleaciones totalmente ferríticas. Se utiliza principalmente en las tuberías o de los ejes de presión.g.

Aplicaciones

El acero inoxidable es un material muy versátil y útil, que suele aplicarse en productos muy variados. Suele emplearse en los siguientes sectores:
Cubertería y utensilios de cocina
Electrodomésticos
Procesamiento químico e industrias del gas y petróleo
Generación de energía
Producción alimenticio
Arquitectura, edificios y construcción
Usos médicos
Piezas de vehículo

Especificación ASTM

Especificación: ASTM A240

Especificación JIS

Especificación JIS G4303, G4304, G4305, G4312

¿Qué es el acero al carbono?

Hoy en día, la mayor parte de los 3.500 tipos diferentes de acero que se fabrican y existen en el mercado global son de acero al carbono. Este material está compuesto de la aleación entre hierro y carbono. Aquí, el carbono no solo sirve para endurecer el material, sino también para que los átomos de hierro encajen bien dentro de la estructura cristalina. La estructura de acero al carbono también contiene ferrita, pearlita y cementita presentes con cantidades muy diversas, todo esto depende de la cantidad del carbono que existe en el acero.

El porcentaje del carbono existente en el acero influye correlativamente en la dureza, solidez, elasticidad y ductilidad de este último. Tanto el acero bajo en carbono como el acero dulce poseen propiedades muy parecidas a las de hiero, pero estos primeros resultan más blandos y más fáciles de forjar. Cuanto más carbono existe, el acero se vuelve más duro y más sólido, pero, al mismo tiempo, también pierde su ductilidad. El acero dulce o el acero de bajo carbono contiene la cantidad de carbono entre 0,05% y 0,26%, el de medio carbono, entre 0,29% y 0,54% y el de alto carbono, entre 0,55% y 0,95%; por último, el de súper alto, entre 0,96% y 2,1%.

Códigos del acero al carbono

Tanto la AISI (American Iron and Steel Institute; en castellano, Instituto americano del hierro y el acero) como la SAE (Society of Automotive Engineers; en castellano, Sociedad de Ingenieros de Automoción) han diseñado un código de cuatro dígitos para todos los aceros al carbono o los aleados y sus composiciones estándares. En los últimos dos dígitos se indica la cantidad del carbono en centésimas. Mientras los dos primeros dígitos son formados por el código 10 (v. g.: 10xx), esto quiere decir que éste es acero ordinario al carbono. Si el código es 11xx, entonces es acero resulfurizado; 12xx, el resulfurizado y refosforizado; mientras que 15xx se refiere a acero no-resulfurizado con más de 1% de manganeso.

En la medida en que aparece la letra L entre el segundo y el tercer dígito, esto afirma que es acero con plomo. La B, acero con boro. Los aceros al carbono revestido normalmente son ordenados por grado, como el A, B o C. El A (LCA, WCA, AN, AQ, etc. también incluidos) dispone de un contenido de 25% de carbono (C) y un mínimo de 0,70% de manganeso (Mn). El acero de grado B dispone de un 0,30% de carbono y 1,00% de manganeso (Mn); mientras el de grado C, 0,25% de carbono y 1,20% de manganeso. La mezcolanza entre carbono y manganeso en el acero sirve mejorar la solidez, resistencia y soldabilidad de este material. Aceros al carbono revesitdo consta de las siguientes especificaciones: ASTM A27, A216, A352 o A487.

¿Qué es el acero revestido?

Este tipo de acero consta de un acabado extra y aplicado en la superficie del acero natural. El revestimiento o acabado extra podrían ser de estaño, cromo, cinc, pintura o plástico. El revestimiento no solo sirve para proteger la superficie del acero de la oxidación, sino también para embellecer la apariencia del objeto. El acero revestido dispone de varias categorías. Estas incluyen el acero galvanizado en caliente, galvanorrecocido, galvalume®, galfan®, electrocincado (electrogalvanizado) y acero pre-pintado.

Historias del galvanizado

La galvanización se refiere al proceso de cubrir el acero con cinc. El origen del término «galvanizado» se puede remontar a su fundador y científico italiano, Luigi Galvani. Originalmente éste es un proceso de shock eléctrico. Galvani lo descubrió, al ver la fasciculación de la rana tras tocar su pierna con un fórceps. Hoy en día, cuando la gente usa el término «galvanizar», a lo que suele referirse es principalmente el proceso de galvanización en caliente. En este proceso el acero o el hierro se revestirá de cinc. El cinc puede fortalecer la resistencia a la corrosión.

Acero galvanizado en caliente

Este material es acero al carbono cubierto con una capa de cinc en los dos lados mediante la línea de galvanizado continuo en caliente. La capa de cinc se adhiere estrechamente al acero en un baño de cinc fundido a una temperatura cerca de 460 grados Celsius. Se podría aplicar el acero galvanizado en aquellos objetos que requieren resistencia al óxido. Una de las maneras de identificar el acero galvanizado es visualizar su spangle o cristalización de estampado visible en la superficie de acero.

Acero galvanorrecodido

El llamado acero galvanorrecocido es el acero al carbono revestido de cinc en los dos lados mediante la línea de galvanizado continuo en caliente. Después de bañarse en el cinc fundido, la capa de cinc pasará por la línea de tratamiento térmico. Cuando el hierro se extiende del acero a la capa, esto lo convierte en aleación de hierro y cinc. La diferencia entre el acero galvanorrecocido y el galvanizado en caliente reside en que el primero dispone de spangle invisible y cuya apariencia mate en comparación con la de este último, que es altamente metálica. El acero puede tener su apariencia de color naranja rojizo, esto se debe a que cuando el hierro de porcentaje entre 8% y 11% está esparcido equilibradamente en la capa.

Acero galvalume®

El acero revestido de galvalume® es el acero al carbono cubierto con una capa de aluminio y cinc mediante la línea de galvanizado continuo en caliente. La capa consiste en la amalgama de 45% de cinc y el resto de aluminio. Además, también se le añade un poco de silicio en la capa para que disponga de una mejor adhesión. Por lo tanto, su resistencia a la corrosión resulta mucho mejor que la del acero galvanizado en caliente. Dada esta característica, este material es muy conocido por su durabilidad en el medio ambiente.

Acero galfan®

Este tipo de acero es el acero al carbono revestido de una capa de mezcla entre aluminio y cinc en los dos lados mediante la línea de galvanizado continuo en caliente. La capa está compuesta por 95% de cinc y el resto de aluminio. Este objeto consta de una mejor resistencia a la corrosión que la del galvanizado en caliente y, generalmente también resulta más económico que el acero galvalume. Las dos susodichas condiciones hacen que la gente prefiera usar este material en zonas donde se requiere alta resistencia a la corrosión atmoférica.

Acero electrogalvanizado

Este material es el acero al carbono revestido de una capa puramente de cinc por medio de la aplicación de corriente eléctrica. El principio de esta aplicación se trata de que el ánodo del cinc va a adhrirse al acero. Este proceso puede poner la superficie más lisa después de que esta esté pintada. Aunque la apariencia del producto final sea parecida a la del acero laminado en frío, el acero electrogalvanizado tendrá un color más oscuro y, además, semejantes propiedades mecánicas al material básico de la bobina laminada en frío.

Acero pre-pintado

Este objeto es un acero que ha recibido una capa de pintura después del tratamiento térmico. En muchos casos, el acero pre-pintado también consta de una capa de imprimación aplicada. La pintura se puede aplicar al acero sin recubrir o acero que tiene una capa metálica El acero con revestimiento metálico sirve para conseguir la mayor resistencia a la corrosión.

Dentro de este tipo, están incluidos los siguientes aceros: el galvalume®, el galfan®, el galvanorrecocido y el galvanizado. En estos últimos veinte años, la tecnología del acero pre-pintado ha sido bien desarrollada. Advances in fade, chalk resistance, flexibility, hardness in painting materials and many more has widened the use of the pre-painted steel in many industries such as the automotive, appliance, construction and furniture industries.

¿Por qué hay que usar el acero revestido?

Uno de los beneficios fundamentales de este material es mejorar la resistencia a la corrosión , ya que existen muchos diferentes tipos de corrosión en el acero bajo en carbono. La corrsión puede ocurrir bajo ciertas condiciones del ambiente y también se podría extender a toda la superficie del acero. Uno de los tipos de corrosión es la corrosión uniforme (o general), esta se trata de que la superficie del acero está cubierta uniforme y claramente por la corrosión.

Además, existen otros tipos de corrosión en el acero bajo en carbono: corrosión de grietas, la de cataplasma, la erosiva y la de fretting. Cada vez se exige más mejor resistencia a la corrosión por los factores corrosivos existentes en el día a día. De momento, existen muchas opciones y alternativas para satisfacer distintas necesidades de cualquier tipo de industria. Obviamente, esto se debe a la celeridad del avance de la tecnología de acero revestido.

Aplicaciones del acero revestido

El acero galvanizadoen caliente dispone de muchos usos, por ejemplo, para las piezas de vehículo, equipamiento de aire acondicionado (conductos), cuadro de distribución, estrcutruas de la construcción (techo corrugado/panel de la pared), electrodomésticos, estructura de techo, entre otros. La capacidad anticorrosiva normalmente depende de la cantidad de cinc que hay en la superficie. El acero galvanizado G90 (que contiene el cin 0,9 onza/pie cuadrado) o el de menos designación se utiliza más para instalaciones interiores, mientras el G90 o el de más se emplea más en la zona de las afueras. El G90 suele aplicarse en las ciudades o en las zonas industriales y, además, en las orillas, debido a la alta densidad de sal en el ambiente.

Acero galvanorrecocido se utiliza para fabricar la superficie exterior de los vehículos, por ejemplo, la de autobuses, caminiones y coches. Asimismo, se puede aplicar en aquellas piezas que requieren más durabilidad.

El acero galvalume® y el galfan®son más longevos que el galvanizado en caliente, es por eso que resulta más preferible utilizar estos dos primeros en productos que necesiten más resistencia a la corrosión. A diferencia del acero galvanizado en caliente, estos dos tipos pueden aguantar bien al trabajar a más de 500 grados Fahrenheit. Además, están hechos para el techo y revestimiento industriales, cuadro de distribución, piezas de los muebles, calefacción y bajos de los vehículos, entre otros.

El acero electrogalvanizadosuele ser utilizado en los electrodomésticos por su lisa superficie. Por ejemplo, el DVD, ordenador y equipamiento electrónico.

El acero pre-pintado suele aplicarse en el techo y el revesitmiento, aparatos electrónicos, piezas expuestas de los coches, electrodomésticos, muebles, puertas de garaje, contenedores y cuadro de distribución interior. La longevidad de la anti-corrosión del acero pre-pintado depende de la pintura que se aplica a la superficie. Si la pintura que se aplica a este material es la de poliéster (PL), este podría durar hasta 7 u 8 años. El producto revestido de poliéster modificado de silicona (PMS; en inglés, SMP: silicone modified polyester) podría tener una duración de entre 10 y 12 años; y, de poliéster modificado especialmente, hasta 15 años. Los productos revestidos de policloruro de vinilo (PVC) podría disponer de una duración entre 15 y 20 años; los de polifluoruro de vinilideno, entre 20 y 25 años.

¿Qué son las ferroaleaciones?

Los aceros se puede dividir en dos categorías grosso modo. La primera son los aceros ordinarios y luego son los aleados. El acero aleado se caracteriza por la presencia de uno de más elementos aleados. Estos últimos incluyen: silicio, molibdeno, cromo, níquel, titanio, vanadio, niovio, entre otros.

Upstream producers use these alloying elements in their steelmaking in order to achieve the needed anti-corrosion requirements as well as high temperature resistance and high tensile strength in various segments of the steel. In order to compartmentalize particular characteristics of each alloy steel, varying the alloying element quantity percentage in the steel production is the key and initial method.

En el proceso de fabricación, los productores upstream añaden elementos aleados para alcanzar las exigencias de la resistencia a la corrosión y también a alta temperatura y mejor resistencia a la tracción. A fin de poder compartimentar características particulares de cada acero aleado, resulta imprescindible ir ajustando el pocentaje de los elementos aleados en la producción de acero. Esto es la clave y la manera más básica.

Componente

Ferrosilicio
Contenido químico: Si 75%, 72%, 70%, 65% mínimo, Al: 2%, 1,5 máx. o bajo porcentaje
Aplicaciones Materia prima usada en la producción de acero inoxidable

Ferromolibdeno
Contenido químico: Mo 68%, 65%, 60% mín., C 0,1% máx., Si 1,5%, Cu 0,5% máx.
Aplicaciones: Materia prima usada en la producción de acero inoxdiable (grado 316)

Ferrocromo
Ferrocromo alto en carbono-
Contenido químico: Cr 63% mín., C 6-8%, Si 2% máx.
Ferrocromo bajo en carbono-
Contenido químico: Cr 65% mín., C 0,035-1,0% máx.
Aplicaciones: Materia prima usada en la producción de acero inoxidable

Ferrotitanio
Contenido químico: Ti 28,5%, 68%-70% mín., Al 6% máx, Si 3% máx.
Aplicaciones: Materia prima que sirve para la producción de acero inoxidable con titanio, por ejemplo, la de grado 321 o el acero inoxidable de soldadura con electrodo.

Ferrovanadio
Contenido químico: V 78%-82%/ 48%-52%, Al 2,0% máx., Si 1,5% máx, C 0,2% máx.
Aplicaciones: Materia prima que sirve para la producción de acero de alta solidez.

Ferroniobio
Contenido químico: Nb 60%-68%, Al 2,5% máx., Si 4,0% máx., C 0,1% máx.
Aplicaciones: Materia prima que sirve para la soldadura con electrodo o fundición de acero inoxidable (grado 347) y acero aleado.