Parte I.-Metalurgia del acero inoxidable

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Nieves Gutiérrez Salinas
hace 6 años
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1 Conferenciantes: Don Juan José Martínez Don Francisco Sarti Parte I.-Metalurgia del acero inoxidable 1. Características del acero inoxidable 2. Elementos de aleación 3. Estructuras Austenítica, Martensítica y Ferrítica 4. Tipos de aceros inoxidables conforme a código ASME/ASTM 5. Coeficiente de dilatación y resistencia 6. Problemas de corrosión en el acero inoxidable 7. Soldadura del acero inoxidable 8. Tipos de uniones a emplear en tuberías de acero inoxidable 2 1

Sin embargo, para hacer que un acero sea inoxidable, el contenido decromoensolución debe ser de al menos el 13%. 3 Cuál es el efecto del cromo?

2 Qué es un acero inoxidable? Aleación compuesta por Hierro (Fe) Carbono (C) Cromo (Cr) El hierro es el elemento fundamental de todos los aceros inoxidables. Sin embargo, para hacer que un acero sea inoxidable, el contenido decromoensolución debe ser de al menos el 13%. 3 Cuál es el efecto del cromo? Cuando se agrega al hierro cantidades de cromo iguales o mayores al 13%, se forma espontáneamente en las superficies expuestas al aire una delgada, plateada y altamente adherente capa de óxido de cromo. Ésta fina película actúa como una barrera para retardar futuras oxidaciones o corrosiones. 4 2

3 Qué son los aceros inoxidables del cromo? Existen casi 15 tipos principales de acero inoxidable compuestos casi exclusivamente de cromo, hierro y cantidades controladas de carbono: Serie 400 Se pueden agregar pequeñas cantidades de otros elementos para proporcionar dureza, resistencia, facilidad de maquinado, etc. 5 Qué son los aceros inoxidables al Cromo Níquel? Níquel Hierro Carbono Cromo Serie 300 Composición tradicional 18% Cr + 8% Ni Inoxidable 18/8 Las modificaciones del termino 18/8 original (308), se desdigan: -18/8 Cb(347) -18/8 Mo (316) -18/8 Ti (321) 6 3

Efecto del Níquel en acero inoxidable Incrementa la resistencia a la

impactos Aumenta la ductilidad Aumenta la resistencia eléctrica Aumenta su

pasa lentamente a través de temperaturas de 430ºC a 870ºC El carbono inhibe

4 Efecto del Níquel en acero inoxidable Incrementa la resistencia a la corrosión Reduce la conductividad del calor Aumenta la resistencia a los impactos Aumenta la ductilidad Aumenta la resistencia eléctrica Aumenta su capacidad de ser soldado 7 La precipitación de carburos de Cromo El acero pasa lentamente a través de temperaturas de 430ºC a 870ºC El carbono inhibe la acción del cromo Las zonas alrededor del carburo de cromo quedan susceptibles a la corrosión. 8 4

Como combatir la corrosión intergranular Limitando el nivel de carbono al 0,03% o menos en los metales base Agregando estabilizadores: Columbio (Cb) o Titanio Usando electrodos de menor diámetro,

5 Como combatir la corrosión intergranular Limitando el nivel de carbono al 0,03% o menos en los metales base Agregando estabilizadores: Columbio (Cb) o Titanio Usando electrodos de menor diámetro, menor temperatura y, si es posible, enfriando después de cada pasada Calentar toda la soldadura hasta los 1150 ºC y enfriar rápidamente en agua 9 Cuál es el efecto del Molibdeno? 1. Aumenta la resistencia a la deformación lenta a elevadas temperaturas (CREEP) 2. Aumenta la resistencia a las picaduras (pitting) en aplicaciones expuestas a la corrosión. Pueden ocurrir en el tipo 304 cuando ciertos líquidos corrosivos suben y bajan alternativamente humedeciendo y exponiendo la superficie al aire 10 5

Clasificación metalúrgica Austeníticos Ni+Cr al menos 23% Duplex Fe+Cr+Mo

Estos aceros contienen entre 11,5% y 18% de cromo como su principal

Algunos ejemplos de este grupo son los aceros martensíticos AISI 410, 416,

6 Clasificación metalúrgica Austeníticos Ni+Cr al menos 23% Duplex Fe+Cr+Mo Ferríticos 17-27% de cromo Martensicos 11,5-18% de cromo 11 Martensítico Estos aceros contienen entre 11,5% y 18% de cromo como su principal elemento de aleación. Algunos ejemplos de este grupo son los aceros martensíticos AISI 410, 416, 420, 431, 501 y 502 Su campo de acción esta en piezas que están sometidas a corrosión y que requieres de cierta resistencia mecánica 12 6

7 Ferríticos Contienen entre 17% y 27% de cromo. Ejemplo de estos son los aceros AISI 405, 432, 442 y 446 Son magnéticos al igual que los martensíticos Poco utilizados en la industria debido a la fase de formación de la fase sigma. 13 Austenítico - Aceros inoxidables al Cromo-Níquel (3XX) y al Cromo-Níquel- Manganeso (2XX) - Esencialmente NO magnéticos en la condición de recocido - No endurecen por tratamiento térmico, muy resistentes al impacto - De todos los aceros inoxidables son los que mejor resistencia tienen a altas temperaturas y su resistencia a la corrosión suele ser mejor que la de los aceros martensíticos y ferríticos. 14 7

8 Duplex Comparados con los grados austeníticos, presentan mayor resistencia mecánica Alta resistencia a la tracción y punto de fluencia Resistencia intermedia a la corrosión por fatiga inducida por cloruros 15 Tipos de celdas cristalinas Ferrita Austenita Martensita 16 8

Coeficiente de dilatación Material α(ºc -1 ) Acero 1,2 10 5 Acero al carbono Acero inoxidable 1,08 10 5 1,73 10 5 17

9 Coeficiente de dilatación Material α(ºc -1 ) Acero 1, Acero al carbono Acero inoxidable 1, , Gráfico de resistencia Coeficiente reductor de la resistencia admisible Temperatura ºC AISI 304 AISI 316 Acero al carbono 18 9

Una soldadura de metales disímiles contiene un depósito de soldadura con una composición química que difiere en varios

10 Soldadura de metales disimilares Cuando dos metales diferentes o aleaciones se unen entre sí se le denomina soldadura de metales disímiles. Una soldadura de metales disímiles contiene un depósito de soldadura con una composición química que difiere en varios puntos porcentuales de la composición de uno de los dos metales diferentes que han sido soldados entre sí. 19 % Níquel equivalente Diagrama de Schaeffler Austenita % FERRITA Martensita Ferrita % Cromo equivalente 20 10

11 Tipos de uniones Menor 7/8 I Mayor 7/8 I Plain bevel Compound bevel 21 11

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