aceros

XVI- TRATAMIENTOS TERMICOS DE
LOS ACEROS INOXIDABLES
La mayoría de los metales se oxidan; la plata se pone negra, el aluminio cambia a blanco, el cobre cambia a verde y ordinariamente el acero cambia a rojo. En el caso del acero, el hierro presente se combina con el oxígeno del aire para formar óxidos de hierro o “herrumbre”.
A principios del siglo XX algunos metalurgistas descubrieron queadicionando poco más de 10% de cromo al acero, éste no presentaba herrumbre bajo condiciones normales; la razón de ello es que el cromo suele unirse primeramente con el oxígeno del aire para formar una delgada película transparente de óxido de cromo sobre la superficie del acero y excluye la oxidación adicional del acero inoxidable. Esta película se llama capa pasiva. En el caso de que ocurra dañomecánico o químico, esta película es auto reparable en presencia de oxígeno.
Los aceros inoxidables son aleaciones de bases de hierro, que contienen cromo, carbono y otros elementos, principalmente níquel, molibdeno, manganeso, silicio y titanio. El cromo, que se encuentra en un porcentaje no inferior al 10 %, le confiere la propiedad de ser mucho más resistente a la corrosión que lo que sería elhierro sin la presencia de este aleante. Esta característica se debe a la pasivación de la aleación en un ambiente oxidante.
Estas aleaciones adquirieron gran importancia; son muy utilizadas en una amplia variedad de aplicaciones de la industria, ya que además de ser resistentes a la corrosión tienen muy buenas propiedades mecánicas.
Se clasifican en cinco familias diferentes; cuatro de ellascorresponden a las estructuras cristalinas particulares formadas en la aleación: austenita, ferrita, martensita y dúplex (austenita más ferrita); mientras que la quinta corresponde a aleaciones endurecidas por precipitación, basadas más en el tipo de tratamiento térmico usado que en la estructura cristalina.
Entre las normalizaciones más consideradas se encuentran las de AISI (Instituto Americanodel Hierro y el Acero, American Iron and Steel Institute) y las de SAE (Sociedad de Ingenieros de Automoción, Society of Automotive Enginers).
Clase
Clasificación AISI-SAE
Ejemplos de especificación
Martensíticos
SERIE 400
410,420,431
Ferríticos
409,430,434
Austeníticos
SERIE 200 y 300
304,321,316
Los tratamientos térmicos en aceros inoxidables se realizan para producir cambios en lascondiciones físicas, propiedades mecánicas, nivel de tensiones residuales y restaurar la máxima resistencia a la corrosión. Frecuentemente en el mismo tratamiento se logra una satisfactoria resistencia a la corrosión y óptimas propiedades mecánicas.
XVI.1. Aceros inoxidables austeníticos
Son esencialmente terciarios, (Fe, Cr, Ni); contienen entre 16 y 25% de Cr, 7 y 20% de Ni, y 0.03 y 0.08% de C.Se denominan austeníticos debido a su estructura FCC, de hierro γ, a todas las temperaturas normales de tratamientos térmicos. Esta propiedad la proporciona el níquel. Su presencia, como así también manganeso, carbono y nitrógeno, es necesaria para bajar la temperatura del intervalo γ y evitar la transfor-mación alotrópica γ-α. En la Fig. XVI.1 se muestran una serie de diagramas de equilibrioFe-C con 18% Cr y
Metalografía y Tratamientos Térmicos XVI - 2 -
Fig. XVI.1: Influencia del níquel en la fase gamma de un acero con 18% Cr
Fig. XVI.2: Variación del contenido de Cr en el entorno de dos cristales contiguos, con presencia de carburos de cromo precipitados en un acero austenítico del tipo AISI 304. El Cr libre desciende en la zona adyacente al carburo, a contenidos inferiores allímite de pasividad de la aleación.
contenidos crecientes de níquel, donde se observa la influencia de éste para expandir el campo γ (austenita).
Estos aceros normalmente tienen mayor resistencia a la corrosión que los ferríticos y martensíticos, porque los carburos de cromo se descomponen y los elementos permanecen en solución sólida por enfriamiento rápido desde alta temperatura. Sin embargo si...