Procesos de Corrosión y Oxidación en Metales: Mecanismos de Protección y Control

Diferencia entre Corrosión y Oxidación

La corrosión se define como una oxidación que se verifica en un ambiente húmedo. La corrosión es más peligrosa, ya que en un medio húmedo la capa de óxido no se deposita de forma estable sobre el material, sino que se disuelve, desprendiéndose y dejando el metal expuesto.

Oxidación Catastrófica

Como ocurre en el wolframio y el molibdeno, se produce una pérdida lineal de peso debido a que los óxidos formados son muy volátiles y se evaporan en el mismo instante de su formación.

Propiedades de una Capa de Oxidación Protectora

El grado de protección será mayor en cuanto:

• A) Mayor sea la adherencia de la capa de óxido al metal.
• B) Mayor sea el punto de fusión.
• C) Menor sea la fragilidad del óxido.
• D) Menor sea la conductividad eléctrica.
• E) Más se oponga la capa de óxido a la difusión de iones.

Relación de Pilling-Bedworth (PB)

Se define como Relación PB = V_óxido / V_material_consumido. Los efectos son los siguientes:

• Si PB < 1: La cubierta se agrieta.
• Si PB > 1: El esfuerzo de compresión provoca su rotura.
• Si PB ≈ 1: La capa es protectora del metal.

Uso de Materiales Aleantes

El material aleante debe poseer una energía de oxidación mayor y una velocidad de oxidación menor que el material al que protege, para así oxidarse primero.

La protección más efectiva frente a la oxidación es la protección por aleantes, ya que los recubrimientos superficiales son menos efectivos: si se produce una rayadura, el material entra en contacto directo con la atmósfera, mientras que el aleante se oxidará primero y se regenerará la capa de óxido protectora.

Corrosión Selectiva y Protección Galvánica

El Deszincado de los Latones

El deszincado de los latones es un proceso de corrosión selectiva que consiste en la eliminación del zinc aleado con el cobre. Así, el latón se convierte en una matriz de cobre débil y esponjosa, lo cual resulta perjudicial para el material.

Protección del Hierro

Para proteger galvánicamente al hierro de la corrosión, se utilizan metales como el oro, platino, magnesio y zinc.

Consideraciones Técnicas en Aceros

Soldadura en Aceros Inoxidables

En la soldadura de aceros inoxidables, cuando se calientan, los límites de grano absorben el cromo de las zonas limítrofes, dejando dichas zonas desprotegidas frente a la oxidación.

Pintura en Acero Galvanizado

No se debe pintar un acero galvanizado, ya que un arañazo en la pintura provoca que el material se corroa más rápido que si no tuviera pintura.

El Acero Galvanizado

El acero galvanizado se obtiene haciendo pasar el acero a través de un baño de zinc fundido. El zinc actúa como ánodo de sacrificio, corroyéndose en presencia de una atmósfera agresiva y evitando el deterioro del acero, incluso si se producen arañazos.

Métodos de Control de Corrosión

• A) Selección de materiales resistentes a la misma.
• B) Utilizar recubrimientos mecánicos inorgánicos u orgánicos.
• C) Seguir unas normas de diseño adecuadas.
• D) Alteración del entorno para hacerlo menos corrosivo.
• E) Protección catódica y anódica.

Anodizado del Aluminio y Aplicaciones

Anodizado del Aluminio

Consiste en la formación, sobre la superficie del metal, de una capa de óxido compacto que lo protege de una oxidación posterior, utilizando baños ácidos para que quede adherido al material.

Componentes de una Cisterna

• Cuerpo de cisterna: Materiales cerámicos esmaltados.
• Boya: Poliuretano.
• Mecanismos: Aleaciones metálicas o aceros inoxidables.

El Cromo Duro y su Aplicación Industrial

El cromo duro consiste en depósitos electrolíticos de espesores grandes (aproximadamente 0,1 mm) que se aplican en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste, tales como asientos de válvulas, cojinetes y cigüeñales, y en lugares donde se requiera bastante precisión.

El cromo duro se emplea habitualmente en el rectificado de motores de explosión. Los cigüeñales y otras piezas de estos motores sufren desgastes, como holguras en sus rodamientos, que comprometen su funcionamiento. Antes de que ocurra una rotura, se reponen las partes de metal perdidas mediante cromo electrolítico. Debido a que la capa de cromo depositada no es totalmente uniforme, se aplica un espesor mayor del necesario y, posteriormente, se rectifican las piezas para conseguir las dimensiones y el acabado adecuados.