Aceros Inoxidables: Propiedades, Aleaciones y Resistencia a la Corrosión

Oxidación en los Metales

Muchos metales, al oxidarse, producen un material resultante de aspecto poroso y terroso, de elevada fragilidad y menor densidad. Conforme avanza la oxidación, la porosidad del óxido favorece la continua exposición de nueva superficie metálica al fenómeno. Por ello, el proceso no cesará mientras exista metal original expuesto a la atmósfera circundante que lo pueda consumir.

Películas Protectoras de Óxido

Metales como el aluminio, silicio y el cromo, al oxidarse, desarrollan finas películas de óxido que carecen de porosidad. Estas películas consisten en una capa oxidada y compacta que recubre toda la superficie expuesta del metal. La película sella el metal, impidiendo que el fenómeno oxidante actúe sobre el metal base.

Otros metales, como el wolframio, al oxidarse, son capaces de desarrollar películas compactas de óxido más densas que el metal original del que proceden, lo que favorece su desprendimiento del metal base, perdiendo su capacidad protectora.

Los aceros se alean con metales del segundo grupo, capaces de originar películas oxidadas compactas y protectoras.

Aceros Inoxidables

Los aceros inoxidables son aquellos aceros capaces de resistir la corrosión por vía húmeda o seca a temperaturas moderadas. El anión Cloro reduce el espesor de la capa de óxido de cromo y obstaculiza la generación de nuevas capas de óxido. De este modo, la efectividad de la película se ve comprometida, dando lugar a fenómenos de corrosión.

Componentes Clave en Aceros Inoxidables

Cromo

Se puede incorporar hasta un 30% de Cromo, pero este elemento es altamente alfágeno y altos contenidos del mismo tenderían a generar grandes proporciones de ferrita en lugar de perlita desde temperatura de austenización. El Cromo tiene un carácter carburígeno elevado que favorece la formación de precipitados de carburo de cromo, al combinarse con el Carbono presente en el acero. Los precipitados de carburo de Cromo no se oxidan, luego no forman película protectora inoxidable. Sin suficiente concentración de cromo en solución sólida, el acero se encontrará desprotegido y sufrirá fenómenos de corrosión. Además, el acero resultante será frágil.

Níquel

A fin de reducir el efecto alfágeno y carburígeno del Cromo, se añade el aleante Níquel, un aleante de carácter fuertemente gammágeno que proporciona tenacidad al acero. Incrementa la resistencia en caliente y su soldabilidad. Al calentar una pieza de acero tiende a mostrar fenómenos de fluencia y corrosión. La presencia de Níquel favorece el empaquetamiento en celda unidad FCC, que es la más resistente a la fluencia del material. El Níquel tiene un precio elevado, no es abundante y tiene efectos nocivos para la salud. Añadiendo concentraciones de 7 a 8% se invierte el proceso de estabilización ferrítica. Debido a su carácter gammágeno, la concentración provoca la estabilidad de la fase austenítica a temperatura ambiente.

Otros Aleantes

Se utilizan otros aleantes para obtener aceros que combinen microestructuralmente las fases más resistentes a dichas condiciones. Este es el caso de los aceros dúplex, constituidos por fases α y γ. Refuerza el carácter inoxidable del acero, aumentando su resistencia.

Aleantes y sus Funciones

• Cr y Ni: Aleantes fundamentales de los aceros inoxidables, resistencia a la corrosión a temperatura ambiente y ante agentes químicos no agresivos.
• Mo: Incrementa la resistencia a la corrosión por vía húmeda.
• Si y Al: Incrementan la resistencia a la corrosión en condiciones de alta temperatura.