Propiedades y Clasificación de Aceros Microaleados e Inoxidables

Aceros Microaleados (HSLA)

Los aceros microaleados, también conocidos como HSLA (High Strength Low Alloy), se diseñan para conseguir una mayor ductilidad mediante la reducción del tamaño de grano.

Se caracterizan por ser aceros con un bajo contenido en elementos aleantes y en carbono (C). Sus principales rasgos distintivos son:

• Elevado límite elástico: Aproximadamente 275 MPa.
• Soldabilidad: Son fácilmente soldables.
• Coste: Destacan por su bajo precio.

Proceso de Reducción del Tamaño de Grano

El proceso de reducir el tamaño de grano consiste en deformar el acero a una temperatura inferior a la de recristalización, pero a una superior a la crítica superior. Si lo deformamos a una temperatura superior a la de recristalización, el material se recristalizaría al instante; por este motivo, se añaden aleantes que elevan la temperatura de cristalización del acero.

Aceros Inoxidables

Los aceros inoxidables son aleaciones que presentan un contenido en carbono extremadamente bajo, generalmente con un C < 0,03%.

Resistencia a la Corrosión y Aleantes

La resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables se les comunica mediante la adición de Cromo (Cr) por encima del 12%. La protección se debe a la formación de una capa de óxido protectora de carácter impermeable. El Cr forma su propia red cristalina, por lo que este acero será más resistente.

Otros aleantes que se pueden añadir incluyen:

• Níquel (Ni): Mejora la tenacidad y la protección en medios reductores.
• Silicio (Si), Aluminio (Al), Cobre (Cu) y Magnesio (Mg): Estos aleantes mejoran la resistencia y dureza de la pieza.

Aceros Inoxidables Ferríticos

Son esencialmente aleaciones de Fe-Cr. Se caracterizan por ser los aceros inoxidables más baratos, aunque presentan ciertas limitaciones:

• Son menos resistentes que otros tipos de aceros inoxidables.
• Tienen menos resistencia a temperaturas elevadas que los austeníticos.

Poseen una buena resistencia a la corrosión por picaduras y en ambientes oxidantes y no agresivos, además de una buena ductilidad y conformabilidad. Su composición cuenta con poco contenido en carbono, un contenido de Cr entre el 15% y 30%, y otros aleantes como silicio o aluminio que mejoran sus propiedades.

Nota técnica: Si el acero contiene demasiado Cr, la estructura cambia a una forma tetragonal denominada fase sigma (σ), la cual fragiliza la pieza.

Aceros Inoxidables Austeníticos

Representan, con diferencia, el grupo más importante de aceros inoxidables. Son esencialmente aleaciones de hierro con elementos como:

• Níquel (Ni): Hasta un 25%.
• Cromo (Cr): Entre el 16% y 20%.
• Manganeso (Mn): Hasta un 15%.

A veces se les adiciona Cobre (Cu), Silicio (Si) y Aluminio (Al) para mejorar su comportamiento ante la corrosión por picaduras, y Selenio (Se) o Azufre (S) para favorecer la maquinabilidad. Es importante notar que son sensibles a fenómenos de corrosión irregular.

El Fenómeno de la Sensibilización

La sensibilización es un problema crítico en los aceros austeníticos. Durante la soldadura, el cromo que se agrupa a altas temperaturas provoca una fragilización. Este proceso consiste en la precipitación de carburo de cromo en los bordes de grano; al quedar estas zonas con menos cromo, se facilita su oxidación.

Para corregir este problema, se puede calentar la pieza hasta que el cromo se disocie y templarla posteriormente para retenerlo. Si no se realiza este proceso, se producirá una corrosión intergranular y se romperá la pieza. También se puede prevenir la sensibilización evitando la formación de carburo de cromo mediante el uso de aceros con menos del 0,03% de C o añadiendo aleantes que formen carburos previamente, como el titanio.