ACERO INOXIDABLEMAQUINARIA Y EQUIPO PARA LA INDUSTRIA

ALIMENTARIA

ALUMNOS:

Arroyo Vilcahuaman, Balbin Chuquillanqui, Cencho Quispe, Munive Muñico,

Nonalaya Camarena

UN POCO DE HISTORIA….

• LA MAYORÍA DE LOS METALES SE OXIDAN, POR EJEMPLO:• LA PLATA(AG) SE PONE NEGRA• EL ALUMINIO (AL) CAMBIA A BLANCO• EL COBRE (CU) CAMBIA A VERDE • Y, ORDINARIAMENTE, EL ACERO CAMBIA A ROJO.

• EN EL CASO DEL ACERO, EL HIERRO (FE) PRESENTE SE COMBINA CON EL OXÍGENO DEL AIRE PARA FORMAR ÓXIDOS DE HIERRO O “HERRUMBRE”

• A PRINCIPIOS DEL SIGLO XX ALGUNOS METALURGISTAS DESCUBRIERON QUE ADICIONANDO POCO MÁS DE 10% DE CROMO (CR) AL ACERO, ÉSTE NO PRESENTABA “HERRUMBRE” BAJO CONDICIONES NORMALES; LA RAZÓN DE ELLO ES QUE EL CROMO SUELE UNIRSE PRIMERAMENTE CON EL OXÍGENO PARA FORMAR UNA DELGADA PELÍCULA TRANSPARENTE DE ÓXIDO DE CROMO SOBRE LA SUPERFICIE DEL ACERO Y EXCLUYE LA OXIDACIÓN ADICIONAL DEL ACERO INOXIDABLE. EN CASO DE QUE OCURRA DAÑO MECÁNICO O QUÍMICO, ESTA PELÍCULA ES AUTO-REPARABLE EN PRESENCIA DE OXÍGENO

PELICULA DE OXIDO DE CROMO

¿QUÉ ES EL ACERO INOXIDABLE?

• LOS ACEROS INOXIDABLES CONTIENEN CROMO, NÍQUEL Y OTROS ELEMENTOS DE ALEACIÓN, QUE LOS MANTIENEN BRILLANTES Y RESISTENTES A AL HERRUMBRE Y OXIDACIÓN A PESAR DE LA ACCIÓN DE LA HUMEDAD O DE ÁCIDOS Y GASES CORROSIVOS. ALGUNOS ACEROS INOXIDABLES SON MUY DUROS; OTROS SON MUY RESISTENTES Y MANTIENEN ESA RESISTENCIA DURANTE LARGOS PERIODOS A TEMPERATURAS EXTREMAS. SE EMPLEA PARA LAS TUBERÍAS Y TANQUES DE REFINERÍAS DE PETRÓLEO O PLANTAS QUÍMICAS, PARA LOS FUSELAJES DE AVIONES O PARA CÁPSULAS ESPACIALES.

• EN LA INDUSTRIA QUÍMICA Y PETROQUÍMICA, LOS ACEROS INOXIDABLES OFRECEN ELEVADA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN Y EXCELENTES PROPIEDADES MECÁNICAS ASÍ COMO UN BAJO COSTO DE MANTENIMIENTO.

• LOS ACEROS INOXIDABLES SON MÁS RESISTENTES A LA CORROSIÓN Y A LAS MANCHAS DE LOS QUE SON LOS ACEROS AL CARBONO Y DE BAJA ALEACIÓN. ESTE TIPO DE RESISTENCIA SUPERIOR A LA CORROSIÓN SE PRODUCE POR EL AGREGADO DEL ELEMENTO CROMO A LAS ALEACIONES DE HIERRO Y CARBONO.

• LA MÍNIMA CANTIDAD DE CROMO NECESARIA PARA CONFERIR ESTA RESISTENCIA SUPERIOR A LA CORROSIÓN DEPENDE DE LOS AGENTES DE CORROSIÓN.

ACERO INOXIDABLE

Propiedades del acero:

Estructura cristalina compacta y homogénea: Material estructural más cercano a la isotropía. Densidad muy alta: 8t/m3 Resistencia muy alta tanto a la tracción como compresión. Alto ratio resistencia / peso. Material dúctil. Material frágil.Conductividad térmica muy elevada.

Impurezas presentes en el acero:

Azufre: forma con el hierro sulfuro, da lugar a un eutéctico. Se controla la presencia de sulfuro mediante el agregado de manganeso.

Fósforo: Disminuye la ductilidad. Forma un eutéctico frágil con bajo punto de fusión y transmite al acero su fragilidad.

Oxígeno: el contenido de oxigeno es mayor en el acero en estado liquido que en estado sólido. Para evitar burbujas de gas atrapadas en el metal, el oxigeno debe eliminarse.

LAS PRINCIPALES VENTAJAS DEL ACERO INOXIDABLE SON:

• ALTA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN.• ALTA RESISTENCIA MECÁNICA.• APARIENCIA Y PROPIEDADES HIGIÉNICAS.• RESISTENCIA A ALTAS Y BAJAS TEMPERATURAS.• BUENAS PROPIEDADES DE SOLDABILIDAD, MECANIZADO, CORTE, DOBLADO Y PLEGADO.

• BAJO COSTO DE MANTENIMIENTO.• RECICLABLE.• COMO CONSECUENCIA DE DIFERENTES ELEMENTOS AGREGADOS COMO NÍQUEL, CROMO, MOLIBDENO, TITANIO, NIOBIO Y OTROS, PRODUCEN DISTINTOS TIPOS DE ACERO INOXIDABLE, CADA UNO CON DIFERENTES PROPIEDADES.

CORROSIÓN: EL ACERO EXPUESTO A INTEMPERIE SUFRE CORROSIÓN POR LO QUE DEBEN RECUBRIRSE SIEMPRE EXCEPTUANDO A LOS ACEROS ESPECIALES COMO EL INOXIDABLE.

CALOR, FUEGO: EN EL CASO DE INCENDIOS, EL CALOR SE PROPAGA RÁPIDAMENTE POR LAS ESTRUCTURAS HACIENDO DISMINUIR SU RESISTENCIA HASTA ALCANZAR TEMPERATURAS DONDE EL ACERO SE COMPORTA PLÁSTICAMENTE, DEBIENDO PROTEGERSE CON RECUBRIMIENTOS AISLANTES DEL CALOR.

Desventajas del acero:

EL PAPEL DEL CARBONO EN EL ACERO

•EL C SE EXPRESA EN LOS ACEROS COMO %SE DA COMO CENTÉSIMAS.

EL % C TIENE UNA GRAN INFLUENCIA EN EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE LOS ACEROS:

A MAYOR %C, MAYOR RESISTENCIA MECÁNICA.O SEA QUE SE INCREMENTA EL ESFUERZO DE

CEDENCIA, ESFUERZO MAX. DE TRACCIÓN Y EL ESFUERZO DE ROTURA.

• LA RESISTENCIA DE UN ACERO AL CARBONO CON 0.5% DE CARBONO ES MÁS DE DOS VECES SUPERIOR A LA DE OTRO CON 0.1%.

• ADEMÁS, COMO PUEDE APRECIARSE EN LA FIGURA SIGUIENTE, SI EL CONTENIDO DE CARBONO LLEGA AL 1%, LA RESISTENCIA CASI SE TRIPLICA CON RESPECTO AL NIVEL DE REFERENCIA DEL 0.1%.

EFECTO DEL % C EN LA RESISTENCIA DE LOS ACEROS

EFECTOS NEGATIVOS DEL C

• EL CARBONO, SIN EMBARGO, GENERALMENTE REDUCE LA DUCTILIDAD DEL ACERO Y POR TANTO AUMENTA LA FRAGILIDAD.

• LA DUCTILIDAD ES UNA MEDIDA DE LA CAPACIDAD DE UN MATERIAL PARA DEFORMARSE EN FORMA PERMANENTE, SIN LLEGAR A LA RUPTURA.

ALEACIONES

• DEBIDO A QUE LOS METALES PUROS PRESENTAN PROPIEDADES MECÁNICAS POBRES, RARA VEZ TIENEN APLICACIONES INDUSTRIALES, SIN EMBARGO SE HA DESARROLLADO UNA GAMA MUY AMPLIA DE ALEACIONES CON PROPIEDADES ESPECÍFICAS, ADECUADAS PARA APLICACIONES INDUSTRIALES PARTICULARES. EN TÉRMINOS GENERALES, LAS ALEACIONES SON MEZCLAS DE UN METAL BASE, EL CUAL ESTÁ PRESENTE EN MAYOR PROPORCIÓN Y OTRO U OTROS ELEMENTOS (METÁLICOS O NO METÁLICOS), MISMOS QUE INFLUYEN EN LAS PROPIEDADES DE LA ALEACIÓN

RELACIONES DE COMPOSICIÓN Y PROPIEDADES DE LOS ACEROS INOX

CLASES DE ACERO INOX

• EL ACERO INOXIDABLE PUEDE SER CLASIFICADO EN CINCO DIFERENTES FAMILIAS; CUATRO DE ÉSTAS CORRESPONDEN A LAS PARTICULARES ESTRUCTURAS CRISTALINAS FORMADAS EN LA ALEACIÓN: AUSTENITA, FERRITA, MARTENSITA, Y DÚPLEX (AUSTENITA MÁS FERRITA); MIENTRAS QUE LA QUINTA FAMILIA SON LAS ALEACIONES ENDURECIDAS POR PRECIPITACIÓN, QUE ESTÁN BASADAS MÁS EN EL TIPO DE TRATAMIENTO TÉRMICO USADO QUE EN LA ESTRUCTURA CRISTALINA.

ACEROS INOXIDABLES MARTENSÍTICOS• LOS ACEROS INOXIDABLES MARTENSÍTICOS SON LA PRIMERA RAMA DE LOS ACEROS INOXIDABLES

SIMPLEMENTE AL CROMO. FUERON LOS PRIMEROS QUE SE DESARROLLARON INDUSTRIALMENTE Y REPRESENTAN UNA PORCIÓN DE LA SERIE 400 AISI.

• SUS CARACTERÍSTICAS SON LAS SIGUIENTES:• MODERADA RESISTENCIA A LA CORROSIÓN • SON ENDURECIBLES POR TRATAMIENTO TÉRMICO Y POR LO TANTO SE PUEDEN DESARROLLAR ALTOS

NIVELES DE RESISTENCIA MECÁNICA Y DUREZA.• SON MAGNÉTICOS.• DEBIDO AL ALTO CONTENIDO DE CARBONO Y A LA NATURALEZA DE SU DUREZA, ES DE POBRE

SOLDABILIDAD.• DESPUÉS DE SER TRATADOS PARA ENDURECIMIENTO, GENERALMENTE SON UTILIZADOS EN PROCESOS

DE MAQUINADO Y FORMADO EN FRÍO

El contenido de cromo es generalmente en el rango de 10.5 a 18% y el de carbono es alto, alcanzando valores de hasta 1.2%.

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

• ESTOS ACEROS INOXIDABLES DE LA SERIE 400 AISI MANTIENEN SU ESTRUCTURA FERRÍTICA ESTABLE DESDE LA TEMPERATURA AMBIENTE HASTA EL PUNTO DE FUSIÓN.

• SUS CARACTERÍSTICAS SON LAS SIGUIENTES:• RESISTENCIA A LA CORROSIÓN DE MODERADA A BUENA, LA CUAL SE INCREMENTA CON EL

CONTENIDO DE CROMO Y EN ALGUNAS ALEACIONES DE MOLIBDENO. • ENDURECIDOS MODERADAMENTE POR TRABAJO EN FRÍO; NO PUEDEN SER ENDURECIDOS

POR TRATAMIENTO TÉRMICO. • LAS ALEACIONES FERRÍTICAS SON MAGNÉTICAS. • SU SOLDABILIDAD ES POBRE POR LO QUE GENERALMENTE SE LIMITAN LAS UNIONES POR

SOLDADURA A CALIBRES DELGADOS. • USUALMENTE SE LES APLICA UN TRATAMIENTO DE RECOCIDO CON LO QUE OBTIENEN

MAYOR SUAVIDAD, DUCTILIDAD Y RESISTENCIA A LA CORROSIÓN

El cromo inhibe la formación de austenita ypromueve la formación de ferrita. Estos aceros sonesencialmente aleaciones con cromo, cuyo contenido es usualmente del rango de 10.5 a 30%, pero contenidos limitados de carbono del orden de 0.08% en relación con los martensíticos.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS

• LOS ACEROS INOXIDABLES AUSTENÍTICOS CONSTITUYEN LA FAMILIA CON EL MAYOR NÚMERO DE ALEACIONES DISPONIBLES, NTEGRA LAS SERIES 200 Y 300 AISI. SU POPULARIDAD SE DEBE A SU EXCELENTE FORMABILIDAD Y SUPERIOR RESISTENCIA A LA CORROSIÓN.

• SUS CARACTERÍSTICAS SON LAS SIGUIENTES:• EXCELENTE RESISTENCIA A LA CORROSIÓN• ENDURECIDOS POR TRABAJO EN FRÍO Y NO POR TRATAMIENTO TÉRMICO. • EXCELENTE SOLDABILIDAD. • EXCELENTE FACTOR DE HIGIENE Y LIMPIEZA. • FORMADO SENCILLO Y DE FÁCIL TRANSFORMACIÓN.• TIENEN LA HABILIDAD DE SER FUNCIONALES EN TEMPERATURAS EXTREMAS, BAJAS TEMPERATURAS (CRIOGÉNICAS) PREVINIENDO LA

FRAGILIZACIÓN, Y ALTAS TEMPERATURAS (HASTA 925C). • SON ESENCIALMENTE NO MAGNÉTICOS. PUEDEN SER MAGNÉTICOS DESPUÉS DE QUE SON TRATADOS EN FRÍO. EL GRADO DE

MAGNETISMO QUE DESARROLLAN DESPUÉS DEL TRABAJO EN FRÍO DEPENDE DEL TIPO DE ALEACIÓN DE QUE SE TRATE

Obtención del Acero

Método Bessemer