INTRODUCCIN

El ms usado de todos los aceros inoxidables en el mundo, es el tipo 304. As como el cromo juega un importante papel en la resistencia a la corrosin en estos materiales, el nquel, que forma parte de la composicin qumica del 304, es el encargado de promover un cambio de estructura importante en los aceros inoxidables, mejorando la soldabilidad y, principalmente, la ductilidad de los mismos.

FUNDAMENTO TERICO

ACEROS INOXIDABLES

Las aleaciones hierro carbono cromo con carbono dentro de ciertos lmites y cromo no menor que 10,50%, son conocidas con el nombre de aceros inoxidables. En estas aleaciones (con los elementos indicados) la estructura es ferrtica y estos aceros inoxidables ferrticos son magnticos. Estructura FerrticaLaferritaoFe ()es una de las estructuras cristalinas delhierro. Cristaliza en elsistema cbicocentrado en el cuerpo (BCC) y tiene propiedadesmagnticas. Se emplea en la fabricacin deimanespermanentes aleados concobaltoybario, en ncleos de inductancias y transformadores connquel,zincomanganeso, ya que en ellos quedan eliminadas prcticamente lasCorrientes de Foucault.

Las ferritas tienen una altapermeabilidad magntica, lo cual les permite almacenarcampos magnticoscon ms fuerza que el hierro. Las ferritas se producen a menudo en forma de polvo, con el cual se pueden producir piezas de gran resistencia ydureza, previamente moldeadas por presin y luego calentadas, sin llegar a latemperatura de fusin, dentro de un proceso conocido comosinterizacin. Mediante este procedimiento se fabrican ncleos paratransformadores,inductores/bobinas y otroselementos elctricosoelectrnicos. Un toroide hecho con ferrita bobinado para uso como transformador de corriente elctricaUn toroide hecho con ferrita bobinado para uso como transformador de corriente elctrica

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ACEROS INOXIDABLES (18 Cr 8 Ni)

Cuando en los aceros inoxidables adicionamos nquel en determinadas proporciones, por ejemplo 8% de Ni en una aleacin de Fe y Cr que tiene 18% de Cr, tenemos un acero inoxidable austentico, no magntico. Estructura AustenticaLaestructura cristalinade la austenita es del tipo cbica centrada en las caras (FCC) del hierro. En donde se diluyen en solucin slida los tomos de carbono en los intersticios, hasta un mximo tal como lo muestra el diagrama de fase Fe-C. Esta estructura permite una mejor difusin con el carbono, acelerando as el proceso de carburacin del acero.

Una caracterstica importante de estos materiales es que renen un conjunto de propiedades muy importantes: resistencia a la corrosin, capacidad de conformacin, soldabilidad y muy buenas propiedades mecnicas que hacen que el 304 sea el material inoxidable ms usado en todo el mundo.

+ Ni

304 (18Cr-8 Ni)430 (16Cr)

IMPORTANCIA DEL NQUEL

El Ni es el elemento que permiti la transformacin de la estructura ferrtica de los aceros de la serie 400, en austentica, de los aceros de la serie 300. Para cada tipo de acero inoxidable, la estabilidad de la austenita est muy relacionada con la mayor o menor cantidad de Ni presente

Qu significado tiene, para esta estructura austentica, ser ms o menos estable? Cuando los aceros inoxidables austenticos son deformados en fro se produce una transformacin parcial de austenita en martensita, una fase frgil y dura. Mientras el 304 es deformado ms martensita se va formando y el material pasa a tener una resistencia mecnica mayor, pero va perdiendo ductilidad.

Un 304 con ms Ni es ms estable y forma menos martensita en el proceso de conformacin. Por eso acostumbramos dar el nombre de 304 DDQ (304 para estampado extra profundo) a un 304 que tiene ms Ni que el 304 convencional, por ejemplo un acero 18Cr 9 Ni.

Mientras tanto, una reduccin de Ni abajo del 8% (como en el acero 301, 17Cr 7Ni), nos lleva a la produccin de un acero con austenita menos estable, que forma ms martensita y endurece ms rpidamente en la deformacin en fro y que tiene propiedades mecnicas ms altas.

O sea, aumentando el Ni, estampamos mejor (y por eso usaremos estos 304 en estampados profundos y complejos) y disminuyendo el Ni tenemos materiales con una resistencia mecnica ms elevada adquirida en los procesos de deformacin en fro y con eso materiales aptos para las aplicaciones estructurales. El acero inoxidable 301, no es un 304, pero por su composicin qumica se aproxima bastante, y es muy utilizado en la forma de endurecido por laminacin en aplicaciones estructurales.

El cobre tambin es un elemento austenitizante. Un acero 18Cr 8Ni con adicin de cantidades suficientes de Cu tambin es un inoxidable austentico DDQ (estampado extra profundo).

+Ni304 DDQ (18Cr-9Ni)

Estampado extra profundo

304 (18Cr-8 Ni)+Cu

304 DDQ (18Cr-8Ni-Cu)

Aplicaciones estructurales

- Ni301 (17Cr-7Ni)

IMPORTANCIA DEL CARBONO

En determinadas temperaturas, entre 425 y 850 C, el carbono y el cromo contenidos en los aceros inoxidables se combinan y precipitan como carburos de cromo (Cr23C6). Esto puede ocurrir durante la operacin de soldadura. A algunos milmetros del cordn de soldadura esta precipitacin sensibiliza a los materiales ya que disminuye la cantidad de Cr disponible para la resistencia a la corrosin y los materiales sensibilizados pueden sufrir corrosin en medios que normalmente no los atacaran. Una de las formas de enfrentar este problema es la de disminuir el C de los aceros inoxidables. As, por ejemplo, tenemos el acero inoxidable 304L, con C mximo de 0,030% (contra 0,080% mximo del 304). Este acero es usado en aquellas aplicaciones en que la precipitacin de carburos de cromo que ocurre en los procesos de soldadura puede provocar problemas de corrosin.

As como la precipitacin de carburos de cromo disminuye la resistencia a la corrosin, en otras ocasiones, para aplicaciones en altas temperaturas, estos precipitados son benficos. El acero inoxidable 304H es un acero con contenido mnimo de 0,04% de carbono y es utilizado en aplicaciones en que el material trabaja en temperaturas en que la precipitacin ocurre, pero en medios que no son capaces de provocar problemas de corrosin que sean consecuencia de esa precipitacin. Una red de carburos de cromo precipitados ayuda a este material a conservar mejor sus propiedades mecnicas en altas temperaturas.

304L

- CC < 0,03%

304

C < 0,08%

304H

+ CC > 0,04%

La composicin qumica tpica de estos aceros, son indicadas a continuacin:

CMnSiPSCrNiCu

3040,0421,150,450,0300,00218,128,05--

304L0.0191,300,450,0320,00218,108,03--

304H0,0481,120,400,0300,00218,158,05--

304DDQ0,0181,800,460,0330,00218,079,10--

304DDQ0,0331,020,360,0330,00218,158,05OK

3010,0561,180,500,0320,00217,107,33--

Resumiendo:

304: para muchsimas aplicaciones.

304L: para evitar problemas de corrosin en la proximidad de las soldaduras.

304H: para conservar mejor las propiedades mecnicas en altas temperaturas.

304 DDQ con ms nquel: para estampado extra profundo.

304 DDQ con cobre: para estampado extra profundo.

301: para aplicaciones estructurales, principalmente con el acabado TR (endurecido por laminacin