Propiedades y Comportamiento Metalúrgico de los Aceros Inoxidables Ferríticos

Aceros Inoxidables Ferríticos

Constitución Química

• Cromo (Cr): 10-27%
• Carbono (C): Mínimo imprescindible.
• Elementos adicionales:
  • Manganeso (Mn), Silicio (Si): Aumentan la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión a alta temperatura.
  • Níquel (Ni), Aluminio (Al), Molibdeno (Mo), Titanio (Ti): Aumentan la resistencia a la corrosión.

Características Principales

• Estructura: Ferrítica (fase α).
• Propiedades mecánicas: Debido al bajo contenido en carbono, poseen un bajo límite elástico (275-415 MPa) y baja resistencia.
• Resistencia a la corrosión: Buena resistencia por vía húmeda, por picadura y corrosión bajo tensión. Presentan un buen comportamiento ante fenómenos de corrosión a elevada temperatura.
• Vulnerabilidad: Son susceptibles a la corrosión por agentes reductores, como el agua de mar rica en iones cloro.

Tratamientos Térmicos y Transformaciones

Los inoxidables ferríticos son muy susceptibles a los tratamientos térmicos. Al calentarlos a temperaturas cercanas a los 800ºC (1100ºC para aquellos con elevadas concentraciones de cromo), se austenizan (α-γ). Si se someten a enfriamientos bruscos, sufren una transformación martensítica, lo que reduce la tenacidad.

La martensita puede diluirse aplicando revenidos de 700ºC a 800ºC; por este motivo, estos aceros se emplean generalmente en estado de recocido. Debido a la formación de martensita y otras fragilidades, las labores de endurecimiento se llevan a cabo en frío.

Fragilidades durante los Tratamientos Térmicos

1. Fragilidad a 475ºC

Tiene lugar al calentar en el rango de 400 a 565 ºC, con un fenómeno brusco de endurecimiento máximo a 475ºC. Es crítico en aceros con concentraciones superiores al 13% de Cr.

• Causa: Formación de un precipitado coherente con la matriz ferrítica (estructura BCC), denominado α', no magnético y con un 20% de Cr.
• Tiempo de generación: 20 a 120 horas.
• Corrección: Tratamiento térmico superior a 590ºC seguido de enfriamiento rápido.

2. Fase Sigma (σ)

Ocurre entre 540 y 870 ºC. Consiste en un compuesto intermetálico de estructura tetragonal en aceros con más del 14% de Cr. Los aleantes alfágenos favorecen su desarrollo. Se corrige mediante tratamientos a 900ºC seguidos de enfriamiento rápido.

3. Fase Chi (χ)

Precipitado intermetálico (Fe₂CrMo) que se origina entre 520 y 925ºC en aceros con molibdeno. Reduce la tenacidad y aumenta la susceptibilidad al agrietamiento por corrosión.

4. Sensibilización a 925ºC

Afecta a aceros con contenidos de cromo superiores al 15%. Durante el proceso, precipitan carburos y nitruros en los bordes de grano, reduciendo el cromo en las zonas contiguas y provocando corrosión intergranular. Se corrige mediante recocido a 650ºC-815ºC para homogeneizar la composición.