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CIENCIA DE LOS MATERIALES

SEMINARIO:

ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS

INTEGRANTES:

BALAN, Ignacio.

CABELLO, Gastón Andrés.

CALVO, Lucas Martin.

TEDESCO, Mariano Nicolás.

DOCENTE:

DRUKER, Ana

Año: 2013

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INTRODUCCION

ACEROS INOXIDABLES

El acero inoxidable es una aleación de hierro y carbono que contiene por

definición un mínimo de 10,5% de cromo. Algunos tipos de acero inoxidable

contienen además otros elementos aleantes. Los principales son el níquel y el

molibdeno. El motivo de la adición de cromo a la estructura del acero es la

formación de una delgada película transparente de óxido de cromo sobre la

superficie del acero, que excluye la oxidación adicional del acero inoxidable.

En el caso de que ocurra daño mecánico o químico, esta película es

autorreparable en presencia del oxígeno.

a) El acero inoxidable forma una capa de óxido de cromo. b) Cuando es rayado, esta película

protectora es removida. c) La capa protectora es restaurada.

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CLASIFICACION DE LOS ACEROS INOXIDABLES

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El acero inoxidable puede ser clasificado en cinco diferentes familias o

clases; cuatro de éstas corresponden a las particulares estructuras cristalinas

formadas en la aleación: austenita, ferrita, martensita, y dúplex (austenita más

ferrita); mientras que la quinta familia son las aleaciones endurecidas por

precipitación, que están basadas más en el tipo de tratamiento térmico usado

que en la estructura cristalina.

ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS

Forma parte de la serie 400 AISI. Tienen una configuración metalográfica

ferrítica con la estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) que se

mantiene estable desde la temperatura ambiente hasta el punto de fusión. El

cromo inhibe la formación de austenita y promueve la formación de ferrita.

Estos aceros son esencialmente aleaciones con cromo.

Este tipo de aceros inoxidables son los más económicos debido a su bajo

contenido de Ni. Sin embargo, las ventajas económicas que se derivan de ello

no se pueden aprovechar del todo en estas aleaciones debido principalmente a

los problemas tecnológicos asociados a la elevada tendencia a precipitación de

fases secundaria como dificultad de elaborar productos de gran espesor y

problemas de soldabilidad. Sin embargo, debido a su buena resistencia a la

corrosión bajo tensión (CBT), a la corrosión por picaduras y por resquicios, en

medios conteniendo cloruros, pueden ser seleccionados en determinadas

aplicaciones, como alternativa a los aceros inoxidables austeníticos.

Los aceros inoxidables ferríticos son magnéticos, tienen una buena ductilidad

y son resistentes a la corrosión y oxidación a temperaturas elevadas. El acero

inoxidable tipo AISI 430 es el más representativo de este grupo, tiene

aproximadamente 17% Cr y es considerado como una aleación multipróposito

para aplicaciones en las cuales las exigencias de resistencia a la corrosión,

especialmente en las uniones soldadas, no sean importantes. El acero

inoxidable del tipo AISI 444 (18% Cr 2% Mo) posee una mejor resistencia a

la corrosión por picaduras y por resquicios, equivalente al acero inoxidable

austenítico del tipo AISI 316.

En los últimos años se han desarrollado aceros inoxidables ferríticos diseñados

especialmente para su empleo en la fabricación de tubos de condensadores

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para agua de mar. Aleaciones para esta aplicación suelen tener contenidos de

Cr> 26% y Mo > 3% y se les denomina aceros inoxidables super-ferríticos.

En la figura siguiente puede verse la microestructura típica del acero inoxidable ferrítico ACE

P439A estabilizado con Ti y Nb. Fue realizado un ataque por 1 minuto con el reactivo Vilella. En la

muestra atacada, de espesor 1,20 mm, el tamaño de grano es 7/6. En la micrografía el aumento es de

100X.

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TIPOS DE ACEROS INOXIDABLES FERRITICOS

TABLA 1 : Distintos tipos de aceros inoxidables

AISI UNS %C %Mn %Si %Cr %Ni %P %S Otros

ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS

405 S40500 0,08 1 1 13 -- 0,04 0,03 0,2 Al

430 S43000 0,12 1 1 17 -- 0,04 0,03 --

434 S43000 0,12 1,25 1 17 -- 0,04 0,03 1,0 Mn

446 S44600 0,2 1,5 1 25 -- 0,04 0,03 0,25 N

18SR

0,004 0,3 1 18 -- -- -- 2,0 Al,

0,4 Ti

Al

29-4

2

S44800 0,01 0,3 0,2 29 2,2 0,025 0,02 3,8 Mo

Los aceros inoxidables ferríticos que contienen de 10 A 14% de CROMO son

los menos costosos de ellos. Estos aceros pueden ser perfectos en entornos

libres o poco corrosivos en los que una ligera corrosión localizada puede ser

aceptable.

Por otra parte aquellos que tienen entre un 14 y 18% de cromo conforman

una familia de aleaciones ferríticas de uso más generalizado. Al tener un

contenido de cromo más elevado estos ofrecen una mayor resistencia a la

corrosión. Un ejemplo es el acero inoxidable 430 el que se usa en tambores de

lavadoras y paneles interiores. También puede usarse en lavaplatos y sartenes.

Dentro de esta familia también se encuentran algunos aceros ferriticos con

elementos estabilizadores como por ejemplo Ti, Nb, etc. En comparación con

los no estabilizados, estos aceros ofrecen una mejor soldabilidad y

conformabilidad. Las aplicaciones típicas de estos aceros son los fregaderos,

tubos de intercambiadores, sistemas de escape.

Por otro lado, otros aceros ferriticos incorporan molibdeno para aumentar la

resistencia a la corrosión. Las aplicaciones típicas son depósitos de agua

caliente, calentadores solares, hervidores eléctricos y hornos microondas.

La última clasificación de aceros ferriticos se lleva a cabo cuando estos

constan de un porcentaje de cromo entre un 18% y un 30%. Los usos típicos

incluyen aplicaciones en entornos costeros y otros entornos altamente

corrosivos. Un ejemplo de estos es el acero inoxidable 447 cuya resistencia a

la corrosión es igual a la del titanio.

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COMPORTAMIENTO MECANICO Y TRATAMIENTOS TERMICOS

Una característica mecánica a destacar, común a los aceros ferríticos y

martensíticos, es que al tener una estructura cúbica centrada en el cuerpo

(BCC), poseen una temperatura de transición dúctil-frágil, por debajo de la

cual la tenacidad se hace muy pequeña.

Mantienen su estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC) del Fe alfa desde

la temperatura ambiente hasta el punto de fusión, ya que no atraviesan el

campo austenítico (de estructura cúbica centrado en las caras (FCC) del Fe

gamma) durante el calentamiento.

Otras propiedades generales de este grupo de aceros inoxidables son:

* Poseen una ductilidad menor a la de los aceros inoxidables austeníticos,

debido a la menor plasticidad de la estructura cúbica centrada en el cuerpo

(BCC) del Fe alfa, y al efecto endurecedor de la gran cantidad de Cr presente

en solución sólida.

* Presentan una muy buena resistencia a la corrosión bajo tensión,

especialmente en cloruros a alta temperatura.

* Son moderadamente endurecibles por trabajado en frío.

* No son templables.

* Tiene una escasa conductividad térmica.

Los aceros inoxidables ferríticos presentan tres problemas que adquieren

mayor importancia según sea la aplicación en la que se utilicen:

1. Excesivo crecimiento de grano: la falta de recristalización del cambio

alotrópico de ferrita a austenita de estos aceros hace que por encima de

950ºC se intensifique el crecimiento de grano dando lugar a un grano

grueso con menor ductilidad y tenacidad que el grano fino. La única

manera de afinar el tamaño de grano es con un tratamiento de

recristalización precedido de un proceso de deformación plástica. En el

caso de las soldaduras este es un problema serio pues no puede

realizarse este tratamiento.

2. Sensibilización: los aceros inoxidables ferríticos pueden generar durante

el calentamiento a más de 900ºC algo de austenita en el borde de grano

ferrítico, ya sea por segregación del cromo o por estarpróximos al bucle

gamma. Si esta transformación va seguida de un enfriamiento rápido, la

austenita se transforma en martensita, disminuyendo la plasticidad y

sobre todo la resistencia a la corrosión en el borde de grano. Por este

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motivo para estos aceros, debe tener lugar un enfriamiento lento a partir

de 1000ºC.

3. Pérdida de ductilidad por presencia de fases: a medida que aumenta la

proporción de cromo de estos aceros, se acercan a la transformación de

Fe- α (alpha) a carburo σ (sigma). Esta fase s es dura y frágil, y se

forma durante el intervalo de enfriamiento de 870 a 530ºC, lo cual

fragiliza la estructura. Puede ser redisuelta con calentamientos del orden

de 1100ºC o también se puede evitar su formación con enfriamientos

rápidos que retengan la fase α (alpha).

Algunas propiedades de los aceros ferriticos según su composición.

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APLICACIONES

El acero inoxidable ferrítico más vendido y más común es el AISI 430. Se

puede encontrar usualmente en chapas y planchuelas, dependiendo de la

solicitud del cliente. Su uso principal es para revestir interiores o

exteriores, ya que tienen una considerable resistencia a la corrosión por el

agua, pero una baja resistencia al impacto. Estos aceros, suelen venir

espejados, o en otros casos, esmerilados.

El aeropuerto de Frankfurt, por ejemplo, tiene gran parte de su arquitectura

revestida en acero inoxidable AISI 430, debido a su baja necesidad de

limpieza con respecto a otros materiales.

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Otro de los usos más comunes, es el de los famosos carritos de panchos.

Estos están construidos íntegramente de AISI 430.

Además se suelen utilizar en las bandejas de panadería, para transportar

facturas, ya que la chapa se consigue entre 0.4 y 2 mm de espesor.

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BIBLIOGRAFIA

FLINN, R / TROJAN, P. Materiales de Ingeniería y sus aplicaciones.

ASKELAND, Donald. La Ciencia e Ingeniería de los materiales.

JONES, D.A. Principles and Prevention of Corrosion.

ISTRATI, George. Manual de los aceros inoxidables.

BUDAI ACEROS INOXIDABLES

ACEROS INOXIDABLES ROSARIO