TP Materiales Final

7/25/2019 TP Materiales Final

1/13

CIENCIA DE LOS MATERIALES

ACEROS INOXIDABLES AUSTENITICOS

Alumnos:

SEGOVIA MEURZET, Facundo

PIZOLITO, Danilo QUAGLIA, Matias

MEITIN, Lucas

Docente: Ana Druker

Ao 2013


2/13

NDICE

Introduccin ................................................................................................... 1

Clasificacin de los Aceros Inoxidables ........................................................... 1

Aceros Inoxidables Martensticos ....................................................... 2

Aceros Inoxidables Ferrticos .............................................................. 2

Aceros Inoxidables Dplex .................................................................. 3

Aceros Inoxidables Endurecibles por Precipitacin ............................. 3

Aceros Inoxidables Austenticos ......................................................... 3

SERIE 300 ................................................................................ 4

SERIE 200 ................................................................................ 4

Sensibilizacin ........................................................................ 6

Fabricacin ..................................................................................................... 7

Perfilado ......................................................................................... 7

Corrosin de los aceros .................................................................................. 8

Aplicaciones ms comunes ............................................................................. 9

Conclusin ...................................................................................................... 11

Bibliografa ..................................................................................................... 11


3/13

1

INTRODUCCIN

La mayora de los metales se oxidan, por ejemplo 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

de acero, el hierro presente se combina con el oxgeno del aire para formar xidos de hierro

o herrumbre.

A principios del siglo XX algunos metalurgistas descubrieron que adicionando poco ms

de 10% de cromo al acero, ste no presentaba herrumbre bajo condiciones normales; la

razn de ello es que el cromo suele unirse primeramente con el oxgeno del aire para formar

una delgada pelcula transparente de xido de cromo sobre la superficie del acero y excluye

la oxidacin adicional del acero inoxidable. Esta pelcula se llama capa pasiva. En el caso de

que ocurra dao mecnico o qumico, esta pelcula es auto reparable en presencia de

oxgeno.

El acero inoxidable es esencialmente un acero de bajo carbono, el cual contiene comomnimo un aproximado 10.5% de cromo en peso, lo que le hace un material resistente a la

corrosin.

CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES

El acero inoxidable puede ser clasificado en cinco familias diferentes; cuatro de ellas

corresponden a las particulares estructuras cristalinas formadas en la aleacin: austenita,

ferrita, martensita y dplex (austenita mas ferrita); mientras que la quinta son las aleaciones

endurecidas por precipitacin, que estn basadas ms en el tipo de tratamiento trmico

usado que en la estructura cristalina.


4/13

2

ACEROS INOXIDABLES MARTENSTICOS

Son la primera rama de los aceros inoxidables simplemente al cromo. Representan una

porcin de la serie 400, sus caractersticas son:

Moderada resistencia a la corrosin.

Endurecibles por tratamiento trmico y por lo tanto se pueden desarrollar altos

niveles de resistencia mecnica y dureza.

Son magnticos.

Debido al alto contenido de carbono y a la naturaleza de su dureza, es de pobre

soldabilidad.

Los Martensticos son esencialmente aleaciones de cromo y carbono. El contenido de

cromo es generalmente de 10.5 a 18% y el de carbono es alto, alcanzando valores de hasta

1.2%.

ACEROS INOXIDABLES FERRTICOS

Estos aceros inoxidables de la serie 400 AISI (American Iron & Steel Institute) mantienen

una estructura ferrtica estable desde la temperatura ambiente hasta el punto de fusin, sus

caractersticas son:

Resistencia a la corrosin de moderada a buena, la cual se incrementa con el

contenido de cromo y algunas aleaciones de molibdeno.

Endurecidos moderadamente por trabajo en fro: no pueden ser endurecidos por

tratamiento trmico.

Son magnticos.

Su soldabilidad es pobre por lo que generalmente se eliminan 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 corrosin.

Debido a su pobre dureza, el uso se limita generalmente a procesos de formado en

fro.

Los Ferrticos son esencialmente aleaciones con cromo. El contenido de cromo es

usualmente de 10.5 a 30%, pero contenidos limitados de carbono del orden de 0.08%.

Algunos grados pueden contener molibdeno, silicio, aluminio, titanio y niobio quepromueven diferentes caractersticas.


5/13

3

ACEROS INOXIDABLES DPLEX

Son aleaciones cromo-nquel-molibdeno, sus caractersticas son las siguientes:

Son magnticos

No pueden ser endurecidos por tratamientos trmicos

Buena soldabilidad

La estructura dplex mejora la resistencia a la corrosin de fractura bajo

tensin en ambientes con iones de cloruro.

Los dplex tienen un contenido de cromo de entre 18 y 26% y de nquel de 4.5 a 6.5%. La

adicin de elementos de nitrgeno, molibdeno, cobre, silicio y tungsteno imparten ciertas

caractersticas de resistencia a la corrosin.

ACEROS INOXIDABLES ENDURECIBLES POR PRECIPITACIN

Esta familia ofrece una alternativa a los aceros inoxidables austenticos cuando se desea

asociar elevadas caractersticas mecnicas y de maquinabilidad. Son aleaciones hierro-

cromo-nquel que se caracterizan por la resistencia mecnica obtenida a partir del

endurecimiento por tratamiento trmico de envejecimiento. Los aceros endurecibles por

precipitacin estn patentados y frecuentemente se les designa con las siglas de la empresa

productora.

ACEROS INOXIDABLES AUSTENTICOS

Los aceros inoxidables austenticos constituyen la familia con el mayor nmero de

aleaciones disponibles, integra las series 200 y 300 AISI. Su popularidad se debe a su

excelente formabilidad y superior resistencia a la corrosin. Sus caractersticas son las

siguientes:

Excelente resistencia a la corrosin

Endurecidos por trabajo en fro y no por tratamiento trmico

Excelente soldabilidad

Excelente factor de higiene y limpieza

Formado sencillo y de fcil transformacin

Tienen la habilidad de ser funcionales en temperaturas extremas

Son no magnticos

Los Austenticos se obtienen adicionando elementos formadores de austenita, tales comonquel, manganeso y nitrgeno. El contenido de cromo generalmente vara del 16 al 26% y

su contenido de carbono es del rango de 0.03 al 0.08%. El cromo proporciona una resistencia

a la oxidacin en temperaturas menores que 400 y mayores a 800 C en una variedad de

ambientes. En intervalos medios entre esas temperaturas se produce corrosin intergranular

ya que se forman carburos de cromo, debido a que la afinidad del cromo por

elcarbono estermodinmicamente muy alta, y como el carbono tiene buena difusividad a

travs del acero hacia el borde del grano este arrastra al cromo hacia el borde, lo cual forma

zonas pobres en cromo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbono


6/13

4

Esta familia se divide en dos categoras:

SERIE 300 AISI.- Aleaciones cromo-nquel

SERIE 200 AISI.- Aleaciones cromo-manganeso-nitrgeno

SERIE 300 AISI

Es la ms extensa, mantiene alto contenido de nquel y hasta 2% de manganeso. Tambin

puede contener molibdeno, cobre, silicio, aluminio, titanio y niobio, elementos que son

adicionados para conferir ciertas caractersticas. En ciertos tipos se usa azufre o selenio para

mejorar su habilidad de ser maquinados.

Propiedades mecnicas:

Estos aceros son los ms utilizados por su amplia variedad de propiedades, buena resistencia

a la traccin, tenacidad y ductilidad. Es el acero que mejor resistencia tiene a la corrosin, no

se endurece por tratamiento trmico y se puede utilizar tanto a temperaturas criognicas

como a temperaturas elevadas dependiendo del tipo de acero elegido. Es un acero no

magntico y tiene una excelente soldabilidad. Se le puede adicionar: molibdeno, tungsteno,

silicio, cobre, titanio para mejorar sus propiedades. La temperatura a la que empieza a

formarse capas es de 850 a 1150 C.

SERIE 200 AISI SERIE

En la Serie 200 el nquel se encuentra en menor proporcin (hasta 6%) y mantienen la

estructura austentica con altos niveles de nitrgeno. El manganeso, de 5 a 10%, es

necesario para aumentar la solubilidad del nitrgeno en la austenita. Se caracterizan por unalto valor de lmite elstico y tensin de rotura pero su ductilidad es baja si se compara con

los de la serie 300.

Las principales caractersticas de los inoxidables austenticos se deben, en general, a su

estructura FCC, que le trasfiere una gran ductilidad, conformabilidad, tenacidad y excelente

resistencia al impacto, siendo materiales que se pueden endurecer por trabajo en fro,

aunque no por tratamientos trmicos. La resistencia a la oxidacin es muy superior a los

otros tipos de aceros inoxidables por lo expuesto anteriormente, lo que favorece los

procesos de soldadura que pueden realizarse perfectamente; gracias a esto son muy

utilizados para la fabricacin de envases y caeras para la industria qumica y petroqumica,

donde la corrosin es una condicin de servicios determinante. Suelen no ser magnticos,

pero pueden serlo cuando se trabajan en fro. El conformado en fro es una va para mejorar

sus propiedades mecnicas, especficamente el lmite elstico, que es relativamente bajo

con respecto a otros materiales. Entonces, la reduccin en seccin o el trabajo en fro

aumentan el valor del lmite elstico y la tensin de rotura, mientras disminuye la capacidad

del acero al alargamiento.


7/13

5


8/13

6

En el siguiente grfico se muestra la variacion de los aceros austeniticos, dependiendo del

contenido de carbono y algunos elementos de aleacin:

SENSIBILIZACIN

La sensibilizacin tiene lugar en los aceros inoxidables austenticos a temperaturas

comprendidas entre los 450 C y los 950 C; luego de haber pasado por este intervalo de

temperaturas, dichos aceros sufren corrosin intergranular, debido a que ha precipitado

carburos de cromo en los bordes de grano.

Este fenmeno es importante en soldadura ya que durante el ciclo trmico de soldado

parte del material es mantenido en la franja crtica de temperaturas por lo tanto las zonas

trmicamente afectadas por operaciones de soldado son particularmente sensibles a la

corrosin.

Para evitar el inconveniente de la sensibilizacin, si no es posible redisolver los carburos de

cromo con un tratamiento de solubilizacin a temperaturas elevadas (ms de 1000 C) y

posterior y rpido enfriamiento en agua, se recurre al uso de aceros austenticos

estabilizados como por ejemplo 321, 347 y 348 que derivan del 304 o bien al empleo de

inoxidables austenticos extra bajo carbono en los que el contenido en carbono es inferior al

0,03% como los aceros 304L, 316L y 317L. En el caso de los aceros estabilizados, el titanio o

el niobio, presentes en la aleacin en cantidades convenientes en funcin del contenido en


9/13

7

carbono, impiden a este ltimo unirse con el cromo, por formar ellos mismos carburos.

Mientras que el titanio se adopta solamente como estabilizante del metal base, el niobio se

emplea como estabilizante tanto del metal base como del de aporte. En el caso de aceros en

bajo contenido en carbono este elemento se reduce a cantidades limitadas hasta el punto de

que sea preciso un tiempo de permanencia muy grande en el intervalo 450850 C para

obtener la precipitacin de los carburos.

FABRICACIN

El acero inoxidable se utiliza con facilidad en los procesos normales como el perfilado,

prensado, guillotinado, taladrado, troquelado y soldado. El proceso ms usado en nuestro

pas es el colado. Una caracterstica de los tipos austenticos es su endurecimiento por

deformacin, por eso se requiere cercal del 50% ms energa si se compara con un acero al

carbono de espesor similar.

Los tipos austenticos tambin estn sujetos al retorno elstico por lo que se deben

doblar unos 5 ms para compensar.

Todas las herramientas utilizadas con acero inoxidable deben estar dedicadas nicamente

al inoxidable para evitar la contaminacin de la superficie por partculas de acero al carbono.

Cuando se taladran, hay que utilizar las brocas a la velocidad y con alimentacin correcta

para evitar el azulado o endurecimiento por deformacin del material.

PERFILADO

El perfilado es un proceso de conformado por deformacin plstica. En perfilado el

conformado consiste en una operacin de plegado que se realiza de forma gradual en

sucesivas estaciones, en cada una de las cuales tiene lugar una pasada, operacin o etapa de

dicho conformado. De este modo, la seccin transversal de la chapa se va aproximando

etapa a etapa a la del perfil a obtener. Las herramientas de perfilado son diferentes rodillos

divididos entre las estaciones que componen el proceso.

El perfilado tiene lugar a temperatura ambiente y sin modificacin terica del espesor

inicial de la chapa, lo que lo diferencia del proceso delaminacin.

Prcticamente todos losmetales que se pueden conformar plsticamente son

susceptibles de ser perfilados. No obstante, el material ms habitual es elacero,ya que de

entre los ms comunes en la industria es aqul para el cual el perfilado presenta las mayores
http://es.wikipedia.org/wiki/Laminaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Metaleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acerohttp://es.wikipedia.org/wiki/Metaleshttp://es.wikipedia.org/wiki/Laminaci%C3%B3n


10/13

8

ventajas. En cuanto a losaceros inoxidables,aunque necesitan fuerzas y potencias ms altas,

todos pueden ser utilizados excepto algunosmartensticos.

CORROSION DE LOS ACEROS INOXIDABLES

Corrosin intergranular

La corrosin intergranular es un fenmenocorrosivo que consiste en una decarburizacin

del acero debido a un fenmeno difusivo del carbono hacia los bordes de grano, en elproceso el carbono arrastra tomos de cromo, lo cual hace que el acero pierda sus

propiedades anticorrosivas. En aceros inoxidables austenticos es muy comn este tipo de

corrosin ya que se agregacromo para incrementar la resistencia a la corrosin, el

mecanismo que se presenta para la corrosin intergranular es la formacin decarburos de

cromo (Cr23C5) , debido a que la afinidad del cromo por

elcarbono estermodinmicamente muy alta, y como el carbono tiene buena difusividad a

travs del acero hacia el borde del grano este arrastra al cromo hacia el borde, lo cual forma

zonas pobres en cromo, lo que produce la corrosin.

Corrosin galvnica

Cuando dos metales diferentes estn en contacto elctrico y a su vez conectados por medio

de un electrolito (por ejemplo un lquido conductor como el agua de mar o agua dulce

impura), fluye una corriente desde el metal andico al catdico o metal ms noble a travs

del electrolito. Como resultado, el metal menos noble se corroe.

Corrosin por picaduras
http://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidablehttp://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable_martens%C3%ADticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cromohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carburo_de_cromohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carburo_de_cromohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Carbonohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carburo_de_cromohttp://es.wikipedia.org/wiki/Carburo_de_cromohttp://es.wikipedia.org/wiki/Cromohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrosi%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable_martens%C3%ADticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Acero_inoxidable


11/13

9

Como el nombre indica, la corrosin por picaduras toma la forma de pequeos hoyos

localizados. Esto ocurre como resultado de la rotura local de la capa pasivante, normalmente

por iones cloruro, aunque otros haluros y otros aniones pueden tener un efecto similar.

Durante el desarrollo de una picadura, los productos corrosivos pueden crear una solucin

muy corrosiva, que a menudo conduce a procesos de corrosin de alta velocidad.

Corrosin bajo tensin

El desarrollo de la corrosin bajo tensin requiere la existencia simultnea de tensiones de

traccin y de factores ambientales especficos que difcilmente se encuentran en condiciones

ambientales normales de edificacin. Las tensiones no necesitan ser altas en relacin con la

tensin de prueba del material y pueden estar generadas por cargas y durante los procesos

de fabricacin tales como soldadura o el doblado.

TIPOS, CARACTERSTICAS Y APLICACIONES MS COMUNES


12/13

10


13/13

CONCLUSIN:

Los aceros inoxidables austenticos son los ms ampliamente utilizados porque son los ms

resistentes a la corrosin. Resisten a la mayora de los cidos oxidantes, muchas soluciones

de esterilizacin para uso hospitalario y un amplio rango de productos orgnicos e

inorgnicos. Tienen una excelente ductilidad y tenacidad, que los hace aptos para

aplicaciones bajo cero. Tienen una relativamente buena resistencia mecnica. Son adems,

aptos para aplicaciones en un amplio rango de temperaturas y tienen una muy buena

apariencia. Otra caracterstica importante de estos aceros es su elevada conformabilidad.

BIBLIOGRAFA

http://bonnet.es/clasificacionacerinox.pdf

http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-

_TT_aceros_inoxidables_v2.pdf

http://es.wikipedia.org

http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3319/4/55868-4.pdf
http://bonnet.es/clasificacionacerinox.pdfhttp://bonnet.es/clasificacionacerinox.pdfhttp://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://es.wikipedia.org/http://es.wikipedia.org/http://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3319/4/55868-4.pdfhttp://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3319/4/55868-4.pdfhttp://upcommons.upc.edu/pfc/bitstream/2099.1/3319/4/55868-4.pdfhttp://es.wikipedia.org/http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/catedras/mecanica/5_anio/metalografia/16-_TT_aceros_inoxidables_v2.pdfhttp://bonnet.es/clasificacionacerinox.pdf

TP Materiales Final

Documents

Transcript of TP Materiales Final