Que é o aceiro inoxidable?
"Inoxidable" é un termo acuñado no inicio do desenvolvemento destes aceiros para aplicacións de cubertos. Adoptouse como nome xenérico para estes aceiros e agora abrangue unha ampla gama de tipos e calidades de aceiro para aplicacións resistentes á corrosión ou á oxidación.
Os aceiros inoxidables son aliaxes de ferro cun mínimo de 10,5% de cromo. Engádense outros elementos de aliaxe para mellorar a súa estrutura e propiedades, como formabilidade, resistencia e tenacidade crioxénica.
Esta estrutura cristalina fai que estes aceiros non sexan magnéticos e sexan menos fráxiles a baixas temperaturas. Para unha maior dureza e resistencia, engádese carbono. Cando se someten a un tratamento térmico adecuado, estes aceiros utilízanse como follas de afeitar, cubertos, ferramentas, etc.
Utilizáronse cantidades significativas de manganeso en moitas composicións de aceiro inoxidable. O manganeso conserva unha estrutura austenítica no aceiro do mesmo xeito que o níquel, pero a un custo inferior.
Os principais elementos en aceiro inoxidable
O aceiro inoxidable ou aceiro resistente á corrosión é un tipo de aliaxe metálica que se atopa nunha variedade de formas. Atende tan ben ás nosas necesidades prácticas que é difícil atopar calquera esfera da nosa vida, onde non utilicemos este tipo de aceiro. Os principais compoñentes do aceiro inoxidable son: ferro, cromo, carbono, níquel, molibdeno e pequenas cantidades doutros metais.
Estes inclúen metais como:
- Níquel
- Molibdeno
- Titanio
- Cobre
Tamén se fan adicións non metálicas, sendo as principais:
- Carbono
- Nitróxeno
CROMO E NÍQUEL:
O cromo é o elemento que fai que o aceiro inoxidable sexa inoxidable. É esencial na formación da película pasiva. Outros elementos poden influír na eficacia do cromo na formación ou mantemento da película, pero ningún outro elemento pode crear por si só as propiedades do aceiro inoxidable.
Con aproximadamente 10,5% de cromo, fórmase unha película débil que proporcionará unha suave protección atmosférica. Ao aumentar o cromo ao 17-20%, o que é típico na serie tipo 300 de aceiros inoxidables austeníticos, aumenta a estabilidade da película pasiva. Os aumentos posteriores no contido de cromo proporcionarán protección adicional.
| Símbolo | Elemento |
| Al | Aluminio |
| C | Carbono |
| Cr | Cromo |
| Cu | Cobre |
| Fe | Ferro |
| Mo | Molibdeno |
| Mn | Manganeso |
| N | Nitróxeno |
| Ni | Níquel |
| P | Fósforo |
| S | Xofre |
| Se | Selenio |
| Ta | Tántalo |
| Ti | Titanio |
O níquel estabilizará a estrutura austenítica (a estrutura de gran ou cristal) do aceiro inoxidable e mellorará as propiedades mecánicas e as características de fabricación. Un contido de níquel do 8-10% ou superior diminuirá a tendencia do metal a rachar debido á corrosión por tensión. O níquel tamén promove a repasivación no caso de que a película estea danada.
MANGANESO:
O manganeso, en asociación co níquel, realiza moitas das funcións atribuídas ao níquel. Tamén interactuará co xofre do aceiro inoxidable para formar sulfitos de manganeso, o que aumenta a resistencia á corrosión por picaduras. Ao substituír o manganeso polo níquel e, a continuación, combinándoo con nitróxeno, tamén se aumenta a forza.
MOLIBDENO:
O molibdeno, en combinación co cromo, é moi eficaz para estabilizar a película pasiva en presenza de cloruros. É eficaz na prevención da corrosión por fendas ou picaduras. O molibdeno, xunto ao cromo, proporciona o maior aumento da resistencia á corrosión do aceiro inoxidable. Edstrom Industries usa 316 inoxidable porque contén un 2-3% de molibdeno, que dá protección cando se engade cloro á auga.
CARBONO:
O carbono úsase para aumentar a forza. No grao martensítico, a adición de carbono facilita o endurecemento mediante o tratamento térmico.
NITROXENO:
O nitróxeno úsase para estabilizar a estrutura austenítica do aceiro inoxidable, o que mellora a súa resistencia á corrosión por picaduras e fortalece o aceiro. O uso de nitróxeno permite aumentar o contido de molibdeno ata un 6%, o que mellora a resistencia á corrosión en ambientes de cloruro.
TITANIO E MIOBIO:
O titanio e o miobio úsanse para reducir a sensibilización do aceiro inoxidable. Cando o aceiro inoxidable se sensibiliza, pode ocorrer corrosión intergranular. Isto é causado pola precipitación de carburos de cromo durante a fase de arrefriamento cando se soldan as pezas. Isto esgota a área de soldadura de cromo. Sen o cromo, a película pasiva non se pode formar. O titanio e o niobio interactúan co carbono para formar carburos, deixando o cromo en solución para que se forme unha película pasiva.
COBRE E ALUMINIO:
Cobre e aluminio, xunto co titanio, pódense engadir ao aceiro inoxidable para precipitar o seu endurecemento. O endurecemento conséguese a remollo a unha temperatura de 900 a 1150 F. Estes elementos forman unha microestrutura intermetálica dura durante o proceso de remollo a temperatura elevada.
XOFRE E SELENIO:
O xofre e o selenio engádense ao inoxidable 304 para facelo máquina libremente. Isto convértese en aceiro inoxidable 303 ou 303SE, que é usado por Edstrom Industries para fabricar válvulas de porco, porcas e pezas que non están expostas á auga potable.
Tipos de aceiro inoxidable
O AISI DEFINE ENTRE OUTROS OS SEGUINTES GRAOS:
Tamén coñecido como aceiro inoxidable "de calidade mariña" debido á súa maior capacidade de resistir a corrosión da auga salgada en comparación co tipo 304. SS316 úsase a miúdo para construír plantas de reprocesamento nuclear.
ACERO INOXIDABLE 304/304L
O tipo 304 ten unha resistencia lixeiramente menor que o 302 debido ao seu menor contido de carbono.
ACEIRO INOXIDABLE 316/316L
O aceiro inoxidable tipo 316/316L é un aceiro de molibdeno que posúe unha resistencia mellorada á picadura por solucións que conteñen cloruros e outros haluros.
ACERO INOXIDABLE 310S
O aceiro inoxidable 310S ten unha excelente resistencia á oxidación a temperaturas constantes ata 2000 °F.
ACERO INOXIDABLE 317L
O 317L é un aceiro austenítico de níquel con cromo de molibdeno semellante ao tipo 316, excepto que o contido de aliaxe no 317L é algo maior.
ACERO INOXIDABLE 321/321H
O tipo 321 é o tipo básico 304 modificado engadindo titanio nunha cantidade de polo menos 5 veces o contido de carbono máis nitróxeno.
ACERO INOXIDABLE 410
O tipo 410 é un aceiro inoxidable martensítico que é magnético, resiste a corrosión en ambientes suaves e ten unha ductilidade bastante boa.
DÚPLEX 2205 (UNS S31803)
Duplex 2205 (UNS S31803) ou Avesta Sheffield 2205 é un aceiro inoxidable ferrítico-austenítico.
OS ACEIROS INOXIDABLES TAMÉN SE CLASIFICAN POLA SÚA ESTRUTURA CRISTALINA:
- Os aceiros inoxidables austeníticos representan máis do 70% da produción total de aceiro inoxidable. Conteñen un máximo de 0,15% de carbono, un mínimo de 16% de cromo e suficiente níquel e/ou manganeso para reter unha estrutura austenítica a todas as temperaturas desde a rexión crioxénica ata o punto de fusión da aliaxe. Unha composición típica é 18% cromo e 10% níquel, comunmente coñecido como 18/10 inoxidable úsase a miúdo en cubertos. Do mesmo xeito, 18/0 e 18/8 tamén están dispoñibles. Os aceiros inoxidables ¨superausteníticos〃, como a aliaxe AL-6XN e 254SMO, presentan unha gran resistencia ás picaduras de cloruro e á corrosión por fendas debido ao alto contido de molibdeno (> 6%) e á adición de nitróxeno e o maior contido de níquel garante unha mellor resistencia ao agrietamento por corrosión por tensión. sobre a serie 300. O maior contido de aliaxe dos aceiros "superausteníticos" significa que son temiblemente caros e normalmente pódense conseguir un rendemento similar usando aceiros dúplex a un custo moito menor.
- Os aceiros inoxidables ferríticos son moi resistentes á corrosión, pero moito menos duradeiros que os tipos austeníticos e non se poden endurecer mediante tratamento térmico. Conteñen entre un 10,5% e un 27% de cromo e moi pouco níquel, se é o caso. A maioría das composicións inclúen molibdeno; algúns, aluminio ou titanio. Os graos ferríticos comúns inclúen 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo e 29Cr-4Mo-2Ni.
- Os aceiros inoxidables martensíticos non son tan resistentes á corrosión como as outras dúas clases, pero son extremadamente fortes e resistentes, ademais de moi mecanizables, e poden endurecerse mediante tratamento térmico. O aceiro inoxidable martensítico contén cromo (12-14%), molibdeno (0,2-1%), sen níquel e preto de 0,1-1% de carbono (dándolle máis dureza pero facendo que o material sexa un pouco máis fráxil). Está apagado e magnético. Tamén se coñece como aceiro "serie-00".
- Os aceiros inoxidables dúplex teñen unha microestrutura mixta de austenita e ferrita, co obxectivo de producir unha mestura 50:50 aínda que nas aliaxes comerciais a mestura pode ser 60:40. O aceiro dúplex mellorou a resistencia sobre os aceiros inoxidables austeníticos e tamén mellorou a resistencia á corrosión localizada, especialmente ás picaduras, á corrosión por fendas e ás fisuras por corrosión por tensión. Caracterízanse por un alto contido de cromo e menor níquel que os aceiros inoxidables austeníticos.
Historia do aceiro inoxidable
Uns poucos artefactos de ferro resistentes á corrosión sobreviven da antigüidade. Un exemplo famoso (e moi grande) é o Pilar de Ferro de Delhi, erixido por orde de Kumara Gupta I ao redor do ano 400 d. C. Non obstante, a diferenza do aceiro inoxidable, estes artefactos deben a súa durabilidade non ao cromo, senón ao seu alto contido en fósforo, que xunto coas condicións meteorolóxicas locais favorables promove a formación dunha capa sólida de pasivación protectora de óxidos de ferro e fosfatos, en lugar da capa de ferruxe non protectora e rachada que se desenvolve na maioría das ferraxes.
A resistencia á corrosión das aliaxes de ferro e cromo foi recoñecida por primeira vez en 1821 polo metalúrxico francés Pierre Berthier, quen sinalou a súa resistencia ao ataque dalgúns ácidos e suxeriu o seu uso en cubertos. Porén, os metalúrxicos do século XIX foron incapaces de producir a combinación de baixo contido de carbono e alto contido de cromo que se atopa na maioría dos aceiros inoxidables modernos, e as aliaxes de alto contido de cromo que podían producir eran demasiado fráxiles para ser de interese práctico.
Esta situación cambiou a finais da década de 1890, cando o alemán Hans Goldschmidt desenvolveu un proceso aluminotérmico (termita) para producir cromo sen carbono. Nos anos 1904-1911, varios investigadores, especialmente Leon Guillet de Francia, prepararon aliaxes que hoxe serían consideradas aceiro inoxidable. En 1911, Philip Monnartz de Alemaña informou sobre a relación entre o contido de cromo e a resistencia á corrosión destas aliaxes.
Harry Brearley, do laboratorio de investigación Brown-Firth en Sheffield, Inglaterra, é máis comúnmente acreditado como o "inventor" do acero inoxidable.
aceiro. En 1913, mentres buscaba unha aliaxe resistente á erosión para canóns de armas, descubriu e posteriormente industrializou unha aliaxe de aceiro inoxidable martensítico. Con todo, desenvolvementos industriais similares estaban a ter lugar simultaneamente na fábrica de ferro Krupp en Alemaña, onde Eduard Maurer e Benno Strauss estaban a desenvolver unha aliaxe austenítica (21% de cromo, 7% de níquel), e nos Estados Unidos, onde Christian Dantsizen e Frederick Becket estaban a industrializar inoxidable ferrítico.
Teña en conta que pode estar interesado nos outros artigos técnicos que publicamos:
Hora de publicación: 16-jun-2022