Aceros Aleados: Impacto de Aleantes, Tipos y Características Esenciales

Efectos de los Aleantes en Aceros: Formación de Carburos y Templabilidad

Influencia en la Formación de Carburos

Todos los carburos presentes en los aceros son duros y frágiles. Los aleantes pueden clasificarse en dos grandes grupos según su tendencia a disolverse en la ferrita o a formar carburos:

• Aleantes con menor tendencia a formar carburos que el hierro: Se disuelven en la ferrita.
• Aleantes con tendencia a combinarse con el carbono: Originan carburos.

La presencia de aleantes que forman carburos influye en el tiempo necesario para obtener un calentamiento total y uniforme del acero. Algunos ejemplos de carburos y sus propiedades son:

• Carburos de Cromo (Cr) y Vanadio (V): Duros y resistentes al desgaste.
• Carburos de Molibdeno (Mo) y Wolframio (W): Proporcionan estabilidad a altas temperaturas.

Impacto en la Templabilidad

Los aleantes modifican significativamente la templabilidad de los aceros. En general, todos los elementos de aleación aumentan la templabilidad, con la notable excepción del cobalto. Esto se debe a que tienden a reducir la velocidad crítica de enfriamiento, lo que provoca un desplazamiento de las curvas de transformación isotérmica (curvas TTT) de los aceros al carbono hacia la derecha. Es importante recordar que la templabilidad disminuye cuando la velocidad de enfriamiento aumenta, y viceversa.

Características Principales de los Aceros Microaleados

Los aceros microaleados son aceros de baja aleación y alto límite elástico, caracterizados por su excepcional finura de grano. Esta característica se logra mediante el efecto conjunto de la microaleación y un adecuado proceso de laminación termomecánica. Gracias a ello, se consiguen elevados valores de límite elástico y temperaturas de transición al impacto del orden de -80ºC, lo que indica una excelente tenacidad a bajas temperaturas.

Son aleaciones con una microestructura ferrítica-perlítica (con abundante ferrita) que se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales debido a su combinación de propiedades:

• Elevada resistencia mecánica y límite elástico: Permiten diseños más ligeros y eficientes.
• Gran tenacidad: Resistencia a la fractura, incluso a bajas temperaturas.
• Buena soldabilidad y conformabilidad: Facilitan los procesos de fabricación.

Sus aplicaciones incluyen:

• Tuberías de gran diámetro.
• Chapas para la construcción naval.
• Componentes para la industria automotriz.
• Grandes construcciones y estructuras donde se requieren aceros de precio competitivo con altas prestaciones.

Aleantes Alfágenos y Gammágenos en Aceros Aleados

Aleantes Alfágenos

Un aleante se denomina alfágeno si, al adicionarlo, el punto crítico A₄ se desplaza a temperaturas más bajas y el punto A₃ hacia temperaturas más altas. Como resultado, el campo de fase γ (austenita) se estrecha y puede aparecer como cerrado en el diagrama de fases. Estos elementos favorecen la formación de ferrita.

Ejemplos de aleantes alfágenos:

• Silicio (Si)
• Aluminio (Al)
• Titanio (Ti)

Aleantes Gammágenos

Un aleante se denomina gammágeno cuando eleva la temperatura del punto A₄ y disminuye la del punto A₃, aumentando en consecuencia el intervalo de existencia del Feγ (hierro gamma o austenita). Estos elementos estabilizan la austenita.

Ejemplos de aleantes gammágenos:

• Manganeso (Mn)
• Cobre (Cu)
• Níquel (Ni)
• Cobalto (Co)

Características de los Aceros Inoxidables Austeníticos y Dúplex

Acero Inoxidable Austenítico

Los aceros inoxidables austeníticos son una de las familias más importantes de aceros inoxidables, caracterizados por:

• No son magnéticos: Una propiedad distintiva que los diferencia de otros tipos.
• Composición: Contienen entre un 16% y 25% de cromo, y a menudo níquel para estabilizar la fase austenítica.
• Resistencia a la corrosión: Superior a la de otros tipos de aceros inoxidables.
• Mejora con Molibdeno: Si el acero contiene molibdeno, se logra una mayor resistencia a la corrosión por picaduras y un mejor comportamiento a la corrosión bajo tensiones.
• Soldabilidad y Conformación en Frío: Son aceros fácilmente soldables y de fácil conformación en frío debido a su estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC).
• Variantes: Existen variantes austeno-ferríticas que contienen un cierto porcentaje de ferrita para mejorar algunas propiedades.

Aplicaciones:

• Industria química.
• Industria farmacéutica.
• Industria naval.
• Industria aeronáutica.
• Utensilios de cocina y menaje.

Acero Inoxidable Dúplex

Los aceros inoxidables dúplex son una combinación de las microestructuras austenítica y ferrítica, lo que les confiere una serie de ventajas:

• Microestructura: Presentan una mezcla equilibrada de fases austenítica y ferrítica.
• Propiedades Mejoradas: Combinan la resistencia a la corrosión de los austeníticos con la alta resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión bajo tensión de los ferríticos.
• Aplicaciones: Utilizados en entornos agresivos donde se requiere una alta resistencia y durabilidad, como la industria del petróleo y gas, plantas de desalinización y estructuras marinas.