Aceros Inoxidables
Rene Petermann V.
Enero 2010
Aceros Inoxidables
Características DE LOS ACEROS INOXIDABLES
La resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables es
debida a una delgada película de óxido de cromo que se
forma en la superficie del acero; como consecuencia del
agregado de los elementos cromo, níquel, molibdeno,
titanio, niobio y otros . Se producen distintos tipos de acero
inoxidable, cada uno con diferentes propiedades.
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A pesar de ser sumamente delgada ésta película invisible fuertemente
adherida al metal, lo protege contra los distintos tipos de corrosión,
renovándose inmediatamente cuando es dañada por abrasión, corte,
maquinado, etc. Aunque la mínima cantidad de cromo necesaria para
conferir esta resistencia superior a la corrosión depende de los agentes
de corrosión, el Instituto Estadounidense de Hierro y Acero ha elegido
el 10 por ciento de cromo como la línea divisoria entre aceros aleados y
aceros inoxidables, mientras que otros establecen ese límite entre el
10,5% y el 11%.
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Cuando dicha capa está limpia y adecuadamente formada, es
bastante inerte bajo la mayoría de las condiciones ambientales o
de proceso; se dice entonces que el acero inoxidable está en
estado "pasivo". El empleo de acero inoxidable siempre estará
bajo la dependencia de las características oxidantes del
ambiente; si en un determinado proceso imperan condiciones
fuertemente oxidantes .
Todos los aceros inoxidables contienen el cromo suficiente
para darles sus características de inoxidables, muchas
aleaciones inoxidables contienen además níquel para reforzar
aun más su resistencia a la corrosión.
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Aceros Inoxidables
Tipo
Inoxidables
Martensiticos
Serie
AISI
400
410 ; 420 ;
431
%C
% Cr
% Ni
% Mn
% Mo
Propiedades
Elevada dureza y gran facilidad
0,2 a 1,2
12 a 18
------------
Máx. 1,25
--------------
de maquinado, resistencia a la
corrosión moderada.
Buena resistencia a la corrosión.
Inoxidables
Ferriticos
400
430 ; 409 ;
434
< 0,2
12 a 18
-----------
Máx. 1,5
---------------
La dureza no es muy alta y no
pueden incrementarla por
tratamiento térmico
Excelente resistencia a la
Inoxidables
Austeniticos
300
304 ; 304 L ;
316 ; 316 L ;
317
corrosión, excelente factor de
< 0,1
16 a 28
3,5 a 22
Máx. 2
1,5 a 6
higiene - limpieza, fáciles de
transformar, excelente
soldabilidad.
Inoxidables
Austeniticos
201
0,06
16 a 18
3,5 a 5,5
5,5 a 7,5
----------
202
0,06
17 a 19
4a6
7,5 a 10
----------
200
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Resistencia a la corrosion
moderada. No pueden tratarse
termicamente
TABLA DE DEFECTOS SUPERFICIALES Y
TÉCNICAS PARA SU ELIMINACIÓN
DEFECTO
TECNICA PARA ELIMINARLO
Polvo y suciedad
Lavar con agua y/o detergente. Si es necesario, hacerlo con agua a presión o vapor.
Inclusiones de partículas de hierro
Tratar la superficie con solución de ácido nítrico al 20%. Lavar con agua limpia.
Confirmar la eliminación con el test del ferroxilo. Si el hierro está aún presente, utilizar
una solución de ácido nítrico y ácido fluorhídrico.
Rasguños, manchas de calentamiento
Pulir la superficie con un abrasivo fino. Decapar la superficie con una solución de ácido
nítrico al 10% y ácido fluorhídrico al 2 % hasta eliminar todas las trazas. Lavar con agua
limpia o electropulir.
Areas oxidadas
Tratar la superficie con una solución de ácido nítrico.
Rugosidades
Pulir con un abrasivo de grano fino.
Marcas de electrodos
Eliminar mediante pulido con abrasivo de grano fino, o soldar encima si está en la línea de
soldadura.
Salpicaduras de soldadura
Prevenirlas mediante la utilización de una película adhesiva a los costados del cordón de
soldadura, o eliminarlas utilizando un abrasivo de grano fino.
Marcas de decapante de soldadura
Eliminar mediante abrasivo de grano fino.
Defectos de soldadura
Si es inaceptable, eliminar con amoladora y volver a soldar.
Aceite y grasa
Eliminar con solventes o limpiadores alcalinos.
Residuos de adhesivos
Eliminar con solventes o mediante pulido con abrasivo de grano fino.
Pintura, tiza y crayón
Lavar con agua limpia y/o limpiadores alcalinos
Productos de proceso
Lavar con agua limpia o vapor, o disolver mediante solvente adecuado.
Depósitos coloreados
Disolver con ácido nítrico, fosfórico o acético al 10-15%. Lavar con agua limpia.
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CORROSIÓN
La corrosión es el deterioro de un material a consecuencia de
un ataque químico por su entorno; es el mecanismo
espontáneo con el que la naturaleza revierte los procesos de
obtención de los materiales causando la alteración o
destrucción de la mayor parte
de los bienes fabricados por el hombre.
La estabilidad de la capa pasiva y por consiguiente la
capacidad de resistir la corrosión, está ligada a las
características de la aplicación ---composición, estructura,
modalidad---, así como al ambiente agresivo al que se
somete el acero inoxidable.
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TIPOS DE CORROSIÓN
CORROSIÓN GENERALIZADA
CORROSIÓN LOCALIZADA
Se presenta en la totalidad de la superficie
expuesta del metal en forma de agresión
progresiva y a velocidad constante.
Existen varias causas posibles para este
tipo de ataque, en general se trata de
variaciones en las condiciones locales de
la superficie.
Existen cinco tipos de corrosión localizada
Por
Picaduras
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Por
Cavidades
Intergranular
Fractura
bajo
tensión
Galvánica
CORROSIÓN POR PICADURA
El picado es un tipo de corrosión frecuentemente observado en los aceros
inoxidables. Es una forma de corrosión localizada muy peligrosa, ya que en
ocasiones el avance del debilitamiento en el material puede no ser
observable. Se caracteriza por la presencia de pequeñas perforaciones
localizadas en una superficie que por otro lado presenta áreas no afectadas.
Representación de la corrosión por picadura como una etapa intermedia
Sin Corrosión
Por Picadura
Corrosión General
Los ambientes típicos capaces de desarrollar corrosión por picaduras son el
agua marina y en general las aguas que contienen iones cloro.
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RESISTENCIA DE LOS ACEROS INOXIDABLES A DIVERSOS AMBIENTES
Atmósferas marinas
En atmósferas marinas los tipos 301, 302, 303, 304, 321 y 347 pueden
desarrollar un manchado superficial disperso de color amarillento.
Agua doméstica
La exposición prolongada en agua doméstica caliente (60º) ha mostrado que
el AISI 304 es altamente resistente a la corrosión.
Sales Acidas
El comportamiento de los inoxidables en soluciones salinas ácidas dependerá
de los ácidos liberados por la hidrólisis.
Acido Clorhídrico
Todas las concentraciones de ácido clorhídrico atacan los aceros inoxidables,
porque este ácido destruye fácilmente su pasividad.
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Proceso de Pasivación y Corrosión del acero Inoxidable
Proceso de decapado
Capa Pasivadora
Acido Nítrico HNO3
Oxido de Cromo
Alambre Acero Inoxidable
Acido Nítrico HNO3
Capa Pasivadora
Presencia
de Estearatos
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Oxido de Cromo
Limpieza de Capa Pasivadora
Oxido de Cromo
Oxido de Cromo
Capa Pasivadora
Mayo 2009
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Cr2O3
Corrosión por picaduras
Deterioro de Capa Pasivadora
Cr
Cr Cr Cloro
Cr
Cr Cr Cr Cr
Cr
Cr
Cr
Cr
Cr
Oxido de Cromo
Cr
Alambre Acero Inoxidable Corroído
Oxido de Cromo
Capa Pasivadora
Mayo 2009
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Cr2O3
Contaminación del acero Inoxidable por aceros al Carbono
¿Qué es?
La contaminación de los aceros inoxidables es una de las principales causas
de corrosión en algunos casos, encontrados en la práctica. Partículas de
acero al carbono incrustadas o depositadas en la superficie de un acero
inoxidable corroen en la atmósfera normal con velocidad superior a la que
corroerían si se encontraran solas.
Como sabemos, el acero al carbono no resiste a los problemas de oxidación o
de corrosión en las atmósferas normales, mucho menos aun si están en
contacto con un material más noble, como lo es el acero inoxidable.
Pero la oxidación de esas partículas incrustadas en la superficie del acero
inoxidable da lugar a la formación de herrumbre, óxidos de hierro de color
marrón. La superficie del acero inoxidable comienza a presentar estos óxidos
pero en realidad las que están sufriendo un problema de corrosión
son esas partículas que se encuentran en su superficie.
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A veces, como los óxidos formados
contienen iones férrico, muy oxidantes, el propio acero
inoxidable comienza a ser atacado también.
Un acero inoxidable que presenta estas partículas
incrustadas o depositadas en su superficie se dice
que está contaminado.
Varios metales pueden contaminar al acero inoxidable, pero
lo más común es la contaminación con acero al carbono.
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¿Cómo ocurre?
De diversas maneras.
-Por contacto directo en el almacenamiento entre chapas de acero
inoxidable y acero al carbono.
-Por utilización de equipos de corte o conformación que trabajan tanto con
aceros inoxidables como con aceros al carbono.
-Por esmerilado de acero al carbono en las proximidades de aceros
inoxidables.
- Por utilización de abrasivos no adecuados para los aceros inoxidables
en operaciones de esmerilado y pulido (o aun cuando esos abrasivos,
siendo adecuados, fueron previamente usados con acero al carbono).
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Fundición
Acero Inoxidable
Mayo 2009
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Fe2O3 (óxido férrico).
Acero Inoxidable.
Partículas de Acero al carbono
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Acero al
Carbono
Contaminación por hierro del acero inoxidable: el ejemplo mostrado es un
caso típico de contaminación por hierro causada por el uso conjunto de
hierro (o acero) y acero inoxidable en el mismo trabajo sin una adecuada
separación de los materiales. En el proceso de descontaminación, es
importante eliminar realmente las trazas de hierro y no simplemente
Rene esparcirlas.
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Policloruro de Vinilo
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Cloruro de polivinilo.
Polímero de adición, uno de los materiales termoplásticos sintéticos con
mayor número de aplicaciones. Se obtiene por polimerización de
monómeros de cloruro de vinilo (-H2C=CHCl-). Se presenta como polvo
blanco o gránulos incoloros. Es resistente a la humedad y estable. Posee
buenas propiedades aislantes, es resistente a una gran cantidad de
ácidos, grasas y derivados petroquímicos, así como a la acción de los
hongos.
Cl
CH2
CH
Cl
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CH2
CH
Cl
CH2
CH
Cl
CH2
CH
Cl
CH2
CH
El cloruro de polivinilo (PVC) es el termoplástico
más empleado y se obtiene con ácido clorhídrico (HCI)
y acetileno (C2H2).Ambas substancias de partida se
combinan formando gas cloruro de vinilo.
El PVC resiste a los ácidos y álcalis hasta
temperaturas de 60ºC , excepto al acido sulfúrico
a concentraciones mayores a 90 % , y al acido
nítrico a concentraciones superior al 50%.
También es resistente a los alcoholes e
hidrocarburos alifáticos. Es atacado por cetonas ,
esteres e hidrocarburos aromáticos.
Los hidrocarburos alifáticos son compuestos orgánicos constituidos por
Molécula
de
elun
Los ésteres
son
compuestos
enBenceno,
losdecuales
grupo
Carbono
e Hidrógeno,
en losorgánicos
cuales los átomos
Carbono
forman
cadenas
hidrocarburo
aromático
abiertasa un
orgánico (simbolizado por R) reemplaza
átomo de
másácido
reconocido.
hidrógeno (o más de uno) en un
oxigenado. Un ácido
oxigenado es un ácido cuyas moléculas poseen un grupo
hidroxilo (–OH) desde el cual el hidrógeno (H) puede disociarse
como un ion protón (H+).
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