Las aleaciones de acero inoxidable en detalle: elementos principales, características básicas y clasificación del acero inoxidable

El acero inoxidable se suele enseñar como cinco cajas: austenítico, ferrítico, martensítico, dúplex y endurecimiento por precipitación.y no son la razón por la que un grado se comporta de la manera en que lo haceUn grado se encuentra donde se encuentra debido a dos números que se pueden calcular a partir de su composición, y su resistencia a la corrosión se puede clasificar por un tercero.las cinco cajas se convierten en regiones en un mapa y no etiquetas para memorizar.

El primer número es el contenido de cromo, y es un umbral y no una escala.que deciden si la estructura que se forma en el enfriamiento es ferritaEl tercero es el número equivalente de resistencia a los agujeros, que convierte el cromo, el molibdeno y el nitrógeno en una sola cifra que puede compararse entre grados.

En esta página se enumeran las tres, se muestra dónde se ubican las calificaciones comunes en cada una, y se explica el único mecanismo que elimina la protección que proporciona el primer número:el cromo que forma la película pasiva puede ser eliminado por el carbono en los límites del grano.

El cromo es lo que hace que la aleación sea inoxidable. Por encima de aproximadamente el 10,5% en solución sólida, el metal forma una película delgada y continua de óxido de cromo en su superficie.y esa película es lo que separa un acero inoxidable de un acero de baja aleación que sólo contiene cromoPor debajo de ese nivel la película no es continua, y la aleación se oxida como un acero ordinario.

El umbral es una declaración sobre el cromo en solución y no sobre el cromo en el análisis.y la aleación se comporta como si contenía menosEsta distinción es todo el tema de la última sección, y explica por qué un grado que cumple con su certificado todavía puede corroerse en una soldadura.

El níquel hace algo diferente. No crea la película, y no se requiere para la resistencia a la corrosión en todas las familias.Por lo tanto, los grados austeníticos contienen entre un 6 y un 22% de níquel en los rangos de composición que se venden comúnmente., y por qué los grados ferríticos contienen poco o nada.

El cromo y el molibdeno favorecen la ferrita, el níquel, el carbono y el manganeso favorecen la austenita.y una calificación se coloca en el diagrama calculando ambos.

El término carbono explica un resultado que sorprende a los compradores: dos grados con el mismo contenido de níquel pueden aterrizar en regiones diferentes si sus niveles de carbono son diferentes.porque el carbono es treinta veces más eficaz que el níquel en estabilizar la austenita en esta expresiónEsta es una de las razones por las que una versión baja en carbono de un grado no es simplemente una versión más limpia del mismo grado, y por qué el sufijo L aparece en los dibujos donde se trata de soldadura.

La fila austenítica lleva una calificación que los libros de texto a menudo dejan de lado.El trabajo en frío puede formar martensita en un grado austenítico metastable, por lo que una pieza profundamente tirada o muy laminada puede mostrar una respuesta magnética que el certificado recocido no predice.Una especificación que requiera un comportamiento no magnético debe decirlo en el estado terminado y no en el estado recocido..

El cavamiento es el modo de fallo que decide un material en servicio de cloruro, y depende de tres elementos y no de uno.y la forma estándar es cromo más 3.3 veces molibdeno más 16 veces nitrógeno.

El número coloca los grados comunes en una escala que va de aproximadamente 16 a más de 70, y la escala es la razón por la que se especifica un 316 para un sitio costero y un 304 no.

Hay dos umbrales que vale la pena recordar, ya que figuran en las especificaciones de compra: un PREN de al menos 32 es la cifra comúnmente utilizada para resistir el agujero en el agua de mar,y un PREN igual o superior a 40 es la cifra comúnmente utilizada para el servicio de sulfuro de hidrógeno y para el servicio de agua de mar en los que el riesgo es mayorEstos son valores de selección y no garantías, y el párrafo siguiente explica por qué.

El PREN es útil para clasificar las calificaciones dentro de una misma familia,y no puede predecir si un grado particular se adaptará a una aplicación particularUn 2205 y un 904L con PREN similares no se comportan de manera idéntica, porque uno es dúplex y el otro es austenítico, y la comparación sólo es significativa entre grados de la misma estructura.Temperatura, el acabado de la superficie, el flujo y la presencia de depósitos todos mueven la respuesta, y ninguno de ellos aparece en la fórmula.

El cromo forma la película sólo mientras permanece en solución. El carbono la elimina, y lo hace en los límites del grano.Cuando un acero inoxidable austenítico se mantiene en un rango de temperatura de aproximadamente 500 a 850 °C, el carbono de la aleación se combina con el cromo en los límites para formar carburos de cromo, y el metal inmediatamente al lado de cada carburos se queda agotado en cromo.

La zona agotada es estrecha y es continua a lo largo del límite, por lo que la aleación ahora tiene un camino a través de ella que ya no es inoxidable mientras que la mayor parte del grano todavía lo es.Un medio corrosivo ataca ese camino., y el resultado es la corrosión intergranular, que parece una unión que ha perdido sus bordes y no una superficie que se ha oxidado.

Las dos respuestas estándar funcionan por mecanismos diferentes. El grado L reduce el carbono disponible, por lo que se puede formar menos carburo. Un grado estabilizado agrega titanio o niobio,que se combinan con el carbono más fácilmente que el cromoAmbos son correctos y no son intercambiables: un grado estabilizado se puede utilizar a una temperatura más alta que un grado L, y un grado L suele ser más barato.

La tabla vincula el mecanismo a la familia y al número que lo predice.

DLX suministra productos de acero inoxidable y aleación de níquel de Changzhou, Jiangsu, en alambre de 0,025 mm, barra redonda a 50 mm, tira de 0,50 mm a 2,5 mm de grosor,y tubo y placa en los tamaños estándar de molinoLa gama abarca las familias de endurecimiento austenítico, ferrítico, dúplex y por precipitación.junto con las aleaciones de níquel utilizadas cuando un grado inoxidable alcanza su límite en cloruro o en ácido reductor.

El material se suministra de acuerdo con la norma indicada en el pedido, con un certificado EN 10204 3.1 a petición y el número de calor rastreable a los resultados de los ensayos.La pregunta útil no es a qué familia pertenece un grado., y es qué mecanismo se espera que termine la parte y qué número predice ese mecanismo.

Porque ese es el nivel en el que la película de óxido de cromo se vuelve lo suficientemente continua como para proteger la superficie.El umbral se aplica al cromo en solución, por lo que una aleación cuyo cromo ha sido consumido por los carburos puede comportarse como si estuviera por debajo de la línea, incluso cuando el certificado dice lo contrario.

El grado 316 lo agrega, y el molibdeno tiene un peso de 3,3 en el número de resistencia a los agujeros, lo que mueve el valor de aproximadamente 19 para 304 a aproximadamente 27 para 316.Eso es suficiente para el servicio de cloruro y no es suficiente para alcanzar el umbral de agua de mar de 32, por lo que una aplicación costera a menudo se mueve a 904L, a un grado dúplex o a una aleación de níquel.

En el estado de recocido sí, y en el estado de trabajo en frío no puede ser.Así que una pieza profundamente dibujada o muy enrollada puede mostrar una respuesta magnética que el certificado recocido no prediceUna especificación que exija un comportamiento no magnético debe indicar la condición en la que se mide.

Se trata de la pérdida de cromo de los bordes de grano cuando se forman carburos de cromo en el rango de aproximadamente 500 a 850 °C. Una soldadura y su zona afectada por el calor pasan a través de ese rango a medida que se enfrían,Así que el límite se convierte en un camino que ya no es inoxidable mientras que los interiores de grano todavía sonEl resultado es la corrosión intergranular, y las respuestas estándar son un grado bajo en carbono o un grado estabilizado.

Se trata de una herramienta de selección y no de un método de selección.Un dúplex y un grado austenítico con valores similares no se comportan de manera idéntica, y la temperatura, el acabado de la superficie, el flujo y los depósitos mueven la respuesta sin aparecer en la fórmula.

Bajo contenido de carbono: el límite de carbono se reduce a alrededor del 0,03%, lo que reduce la cantidad de carburo de cromo que puede formarse en los límites de los granos durante la soldadura.Es la respuesta estándar para una parte fabricada que no puede ser resuelta recocido después de la soldadura, y cuesta menos que un grado estabilizado.

El acero inoxidable es de cinco familias colocadas por dos equivalentes calculados, protegidos por un umbral y clasificados en el servicio de cloruro por un número..Los equivalentes de cromo y níquel deciden si la estructura es ferrita, austenita o una mezcla.clasifica las calificaciones dentro de una familia y establece los umbrales de selección de 32 y 40.

El carbono toma el cromo de los límites de grano entre unos 500 y 850 °C, y una soldadura es el lugar habitual donde esto sucede.Un grado bajo en carbono o un grado estabilizado lo impide, y la elección entre ellos depende de la temperatura de servicio y del coste.

Diagrama de Schaeffler y expresiones equivalentes, tal como se publican en las referencias de metalurgia de soldadura: equivalente de cromo = Cr + Mo + 1,5 Si + 0,5 Nb, y equivalente de níquel = Ni + 30 C + 0,5 Mn.

Fuente para la expresión PREN = Cr + 3,3 Mo + 16 N, los rangos publicados para 304, 316, 316L, 904L, 2205,y 2507, y la declaración de que PREN es útil para la clasificación y la comparación, pero no puede predecir si un grado se adaptará a una aplicación dada.

Datos comparativos publicados de PREN para las aleaciones de acero inoxidable y níquel, que dan valores únicos de 19 para 304, 27 para 316, 35 para 904L, 36 para 2205, 43 para 2507 y para 254 SMO, 46 para AL-6XN, 51 para la aleación 625,y 68 para Hastelloy C-276.

Guía técnica publicada sobre los umbrales de las PREN,que indica que se utiliza un valor de al menos 32 para protegerse contra la formación de fosas en el agua de mar y que se utiliza un valor de 40 o superior para el sulfuro de hidrógeno y para el servicio de agua de mar más severo.

Investigación publicada sobre la sensibilización del acero inoxidable austenítico,que describe la precipitación de carburo de cromo en los límites de los granos y la zona empobrecida de cromo resultante en el rango de temperatura de aproximadamente 500 a 850 °C.

Referencias publicadas de metalurgia de soldadura que describen la sensibilización en la zona afectada por el calor y el uso de grados bajos en carbono y estabilizados para prevenirla.

EN 10088 y ASTM A240, como las normas de productos que definen los grados de inoxidable nombrados y los rangos de composición citados.

EN 10204, documentos de inspección, para la definición del certificado 3.1 como un documento que contenga los resultados reales de los ensayos y esté avalado por el representante de inspección independiente del fabricante.

Los rangos de composición y los valores calculados anteriores son valores estándar para los grados nombrados y no son límites de aceptación para un lote entregado.y dos grados con el mismo valor en familias diferentes no se comportan de manera idénticaLa sensibilización depende del contenido de carbono, del tiempo en el rango y de la velocidad de enfriamiento, de modo que un grado que es resistente en una fabricación puede ser atacado en otra con el mismo análisis.Los valores de las propiedades de una pieza entregada dependen de su estado y de la dirección del ensayo.Las especificaciones del producto se revisan y la edición que figura en la orden de compra es la que rige.Nada en esta página sustituye una versión de ingeniería o las pruebas de cualificación acordadas entre comprador y proveedor..