Aceros Inoxidables: Martensíticos y Austeníticos

Aceros Inoxidables Martensíticos

Características principales:

• Aleaciones de Fe-C-Cr.
• Contenido de Cr: 10.5-18%.
• Contenido de C: hasta 1.2%.
• Aumento de dureza y resistencia mecánica mediante tratamiento térmico.
• Magnéticos.
• Endurecibles por tratamiento térmico.
• Resistencia a la corrosión moderada.
• Baja ductilidad.
• Baja soldabilidad.

Etapas del Tratamiento Térmico

Austenización

• Temperatura: 980-1090 °C.
• Máxima dureza.
• Campo γ o γ + (CrFe)₇C₃.
• T > 1100 °C => fase δ.

Temple

• Gran templabilidad.
• Temple en aceite (403, 410, 414 y 416) o al aire.
• Endurecimiento de grandes secciones.

Revenido

• Reduce el C de la martensita.
• Aumenta la tenacidad y la ductilidad.
• Elimina tensiones.
• 550-1860 MPa.
• Temperatura: 480-550 °C.
• Precipitación de carburos (Fe,Cr)₂₃C₆.
• Se reduce añadiendo Nb (afina el grano y reduce la nucleación de carburo).

Aplicaciones

• Bajos porcentajes de C (225 HV, 700-900 MPa): tornillería, cuchillería, cerrojos, paletas de turbinas de vapor, engranajes.
• Adiciones de Cr y Ni hasta el 2.5% (275 HV, 850-1050 MPa): muelles, hélices, maquinaria de la industria papelera.
• Elevados porcentajes de Cr y C (160-240 HV, 500-700 MPa): cuchillería especial, instrumental quirúrgico, rodillos, cojinetes de bolas.

Aceros Inoxidables Austeníticos

Características principales:

• Serie 200 (austeníticos al Cr-Mn-N).
• Serie 300 (austeníticos al Cr-Ni).
• Bajo contenido de C (0.03-0.08%).
• Contenido de Cr: 16-26%.
• Estructura austenítica (FCC) a temperatura ambiente.
• Elementos aleantes: Ni, Mn, N.

Elementos Aleantes

• Ni: Aumenta la resistencia a la corrosión, facilita la conformación plástica.
• Mn: Estabiliza la austenita.
• N: Aumenta la resistencia a la tracción, estabiliza la austenita.
• Mo: Mejora la resistencia a la corrosión localizada.
• Ti y Nb: Mejoran la respuesta a altas temperaturas.
• S: Mejora la maquinabilidad (puede disminuir la resistencia a la corrosión).

Ventajas y Desventajas

Ventajas:

• Excelente resistencia a la corrosión y soldabilidad.
• Gran tenacidad y ductilidad.
• Dureza: 160-220 HV.
• Límite elástico: 220-420 MPa.
• Resistencia mecánica: 500-950 MPa (hasta 1500 MPa mediante deformación en frío).

Desventajas:

• Alto coste.
• Endurecimiento solo por deformación en frío o solución sólida.

Trabajado en Frío

• Induce la transformación martensítica (1500 MPa).
• Fabricación de láminas y alambres (hasta 500 °C).
• Pérdida de resistencia al soldar.
• Disminución de la capacidad de deformación en frío al aumentar el %Ni.

Trabajado en Caliente

• Temperatura: 700-900 °C.
• Adición de Nb (forma NbC o NbN).
• Inhibe la recristalización.
• Mejora la resistencia al ablandamiento a alta temperatura (hasta 850 °C).

Solución Sólida

• Solutos intersticiales (C y N).
• Solutos sustitucionales (Mn).