Para los aceros inoxidables se usa el sistema AISl que utiliza un código de tres dígitos a veces seguido de una o más letras.
¿Cómo se designan los aceros
inoxidables?
Para
los aceros inoxidables se usa el sistema AISl que utiliza un código
de tres dígitos a veces seguido de una o más letras. El
primer dígito da una pista de la clase de acero. Serie 2xx y
3xx corresponden a aceros austeníticos. La serie 4xx incluye
los aceros ferríticos y martensíticos. Aparte de esto
no hay más lógica en el sistema.
EI
segundo y tercer dígito no están relacionados a la
composición ni se sigue una secuencia (ejemplo 430 y 446 son
ferríticos mientras que 431 Y 440 son martensíticos).
Las letras de sufijo pueden indicar la presencia de un elemento
adicional o indicar alguna característica especial.
Designación del sistema AISI
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Sufijo AISI
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Sufijo UNS
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Descripción
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xxL
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xxx01
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Bajo Carbono < 0.03% evita SCC (agrietamiento por
corrosión)
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xxxS
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xxx08
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Bajo Carbono < 0.08%
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xxxN
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xxx51
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Nitrógeno agregado mayor resistencia
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xxxLN
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xxx53
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Bajo Carbono < 0.03%+Nitrógeno agregado
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xxxF
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xxx20
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Mayor Azufre y Fósforo mejor mecanizado
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xxxSe
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xxx23
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Selenio mejor mecanizado
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xxxB
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xxx15
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Silicio agregado evita descamado
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xxxH
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xxx09
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Mayor contenido de Carbono
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xxxCu
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xxx30
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Cobre agregado
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(L
indica bajo carbono, N
indica
nitrógeno,
Se
indica selenio, H
indica mayor cantidad de carbono para alta temperatura).
Las
letras del sufijo llevan asociadas un par de dígitos;
terminales en el correspondiente número UNS.
Hay
muchos aceros inoxidables que no están en el Sistema AISI como
los endurecibles por precipitación (clase PH) y la mayoría
de los aceros dúplex. Un grupo importante de estos aceros se
designa con nombres propios registrados.
Aleaciones de acero inoxidable
Existen
varios grupos o familias de aceros inoxidables, y cada uno contiene
un número específico de tipos con características
distintas. El acero inoxidable puede ser clasificado en cinco
diferentes familias; cuatro de éstas corresponden a las
particulares estructuras cristalinas formadas en la aleación:
martensita, ferrita, austenita, 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.
Las
primeras tres familias se encuentran disponibles comercialmente en el
país, mientras que las familias dúplex y las aleaciones
endurecidas por precipitación solo se consiguen mediante la
importación.
Aceros inoxidables martensíticos
Los
aceros inoxidables martensíticos son la primera rama de los
aceros inoxidables simplemente al cromo. Fueron los primeros que se
desarrollaron industrialmente y representan una porción de la
serie 400 AISI (American Iron & Steel Institute).
-
Cromo
(Cr) 10.5% a 18%
-
Carbono
(C) hasta 1.2%
El
contenido de cromo y carbono esta balanceado para asegurar la
formación de la estructura martensítica durante el
tratamiento térmico.
Sus
características son las siguientes:
-
Moderada
resistencia a la corrosión
- Son
endurecibles por tratamiento térmico y por lo tanto se pueden
desarrollar altos niveles de resistencia mecánica y dureza
-
Son
magnéticos
-
Debido
al alto contenido de carbono y a la naturaleza de su dureza, es de
pobre soldabilidad
-
Después
de ser tratados para endurecimiento, generalmente son utilizados en
procesos de maquinado y formado en frío
AISI
403. Es
primariamente empleado en partes críticas de maquinaria
sometida a altos esfuerzos y donde se requiere, además buena
resistencia al calor, corrosión, desgaste abrasivo o erosión.
AISI
410.
Con una excelente ductilidad
y fácil de trabajar, lo que hace una buena opción para
procesos de formado muy severos y para trabajo en frío. Es
fácilmente soldable, aunque es necesario recocer después
del proceso, sobre todo si la unión será expuesta a
movimientos o golpes. Aunque no se recomienda para condiciones muy
severas de corrosión, ofrece una muy buena resistencia a
temperaturas debajo de 650 °C (1,200 °F). APLICACIONES:
Cuchillería, tijeras, partes para válvulas, maquinaria
para minería, partes para turbinas de vapor, flechas para
bombas, etc.
AISI
416. Adicionado
con Selenio, que le confiere una excelente maquinabilidad, lo que lo
hace muy recomendable para fabricación de piezas en máquinas
automáticas. Posee también excelentes propiedades de
ductilidad, soldabilidad y trabajo en frío, con una buena
resistencia a la corrosión para temperaturas debajo de 650 °C
(1,200 °F). APLICACIONES:
Tornillos, espárragos, tuercas, conectores, cerraduras,
cabezas de palos de golf, partes de bombas, flechas, partes de
válvulas, etc.
AISI
420. Es
una modificación del 410, con alto contenido de carbono, que
le permite alcanzar mayor dureza y mayor resistencia al desgaste
aunque menos resistencia a la corrosión. APLICACIONES:
Se
utiliza para instrumentos dentales y quirúrgicos, hojas de
cuchillos, moldes, herramientas, etc.
AISI
422. Diseñado
para el servicio a temperaturas de hasta 650°C (1,200°F),
combinando resistencia mecánica. Presenta maquinabilidad de
mediana a baja.
AISI
431. Al
someterse a tratamiento térmico eleva notablemente sus
propiedades mecánicas obteniendo una excelente ductilidad
y resistencia al impacto, combinadas con una buena resistencia a la
corrosión, mejora las propiedades del tipo 410. APLICACIONES:
Flechas para barco y para uso industrial, tensores y partes para la
industria aeronáutica, etc.
AISI
440. Utilizados
en donde se requiere una alta y extremada dureza, resistencia a la
abrasión
y buena resistencia a la corrosión. De baja maquinabilidad.
APLICACIONES:
cuchillería, partes resistentes al secado, equipo quirúrgico,
inyectores, etc.
Aceros inoxidables ferríticos
Estos
aceros inoxidables de la serie 400
AISI
mantienen su estructura ferrítica estable desde la temperatura
ambiente hasta el punto de fusión.
-
Cromo
(Cr) de 10.5% a 30%
-
Carbono
(C) con contenidos limitados del orden de 0.08%. Pueden contener
molibdeno, silicio, aluminio, titanio y niobio.
Sus
características son las siguientes:
-
Resistencia
a la corrosión de moderada a buena, la cual se incrementa con
el contenido de cromo y en algunas aleaciones de molibdeno
-
Endurecidos
moderadamente por trabajo en frío; no pueden ser endurecidos
por tratamiento térmico
-
Las
aleaciones ferríticas son magnéticas
-
Su
soldabilidad es pobre por lo que generalmente se limitan las uniones
por soldadura a calibres delgados
-
Usualmente
se les aplica un tratamiento de recocido con lo que obtienen mayor
suavidad, ductilidad
y resistencia a la corrosión
-
Debido
a su pobre dureza, el uso se limita generalmente a procesos de
formado en frío
AISI
405. Conocido
como un grado soldable del tipo 410.APLICACIONES:
se
utiliza en partes resistentes al calor, equipo para refinación
de calor, racks para templado de acero.
AISI
409. Es
un acero estructural de uso general, es utilizado en aplicaciones que
no requieren alta calidad de apariencia. APLICACIONES:
Se
usa para fabricar silenciadores y convertidores catalíticos
para automóviles, cajas de tráiler, tanques de
fertilizantes, contenedores.
AISI
430. Soldable
con una excelente ductilidad,
que se recomienda donde se requiera una aleación fácil
de trabajar y que se moldee a las formas deseadas de doblado,
troquelado o estirado. El acabado brillante de su superficie lo hace
resistente al ataque de una atmósfera ordinaria y posee una
buena resistencia a la corrosión a temperaturas de hasta 760°C
(1,400 °F). APLICACIONES:
Molduras para automóviles, acabados arquitectónicos,
máquinas procesadoras del tabaco, aparatos científicos
y domésticos, etc.
AISI
434. Es
una variación del tipo 430 que contiene molibdeno y niobio que
incrementan la resistencia a la corrosión, es particularmente
ventajosa para usos automotrices exteriores.
AISI
446. Contiene
el máximo contenido de cromo de toda la familia ferrítica,
por lo que tiene la mayor resistencia a la corrosión de su
clase, se recomienda para uso en atmósferas de comportamiento
azufroso de altas temperaturas 1,000°C (1,832°F). No debe ser
utilizado en aplicaciones en donde se requiera alta resistencia
mecánica. APLICACIONES:
en
la fabricación de bases para tubos de rayos X, partes de
quemadores, tubos para pirómetros,
válvulas y conectores, etc.
Aceros inoxidables austeníticos
Los
aceros inoxidables austeníticos constituyen la familia con el
mayor número de aleaciones disponibles, integra las series 200
y 300 AISI (American Iron & Steel Institute).
Su
popularidad se debe a su excelente formabilidad y superior
resistencia a la corrosión.
-
Cromo
(Cr) entre 16% al 26%
-
Carbono
(C) en el rango de 0.03% al 0.08%
Sus
características son las siguientes:
-
Excelente
resistencia a la corrosión
-
Endurecidos
por trabajo en frío y no por tratamiento térmico
-
Excelente
soldabilidad
-
Excelente
factor de higiene y limpieza
-
Formado
sencillo y de fácil transformación
-
Tienen
la habilidad de ser funcionales en temperaturas extremas, bajas
temperaturas previniendo la fragilización, y altas
temperaturas hasta 925°C (1,697°F)
-
Son
esencialmente no magnéticos. Pueden ser magnéticos
después de que son tratados en frío. El grado de
magnetismo que desarrollan después del trabajo en frío
depende del tipo de aleación de que se trate.
Los
austeníticos se obtienen adicionando elementos formadores de
austenita,
tales como níquel, manganeso y nitrógeno. El contenido
de cromo generalmente varía del 16% al 26% y su contenido de
carbono es del rango de 0.03% al 0.08%. El cromo proporciona una
resistencia a la oxidación en temperaturas aproximadas de
650°C (1,200°F) en una variedad de ambientes.
Esta
familia se divide en dos categorías:
Es
la más extensa, mantiene alto contenido de níquel y
hasta 2% de manganeso. También puede contener molibdeno,
cobre, silicio, aluminio, titanio y niobio, elementos que son
adicionados para conferir ciertas características. En ciertos
tipos se usa azufre o selenio para mejorar su habilidad de ser
maquinados.
Contiene
menor cantidad de níquel. El contenido de manganeso es de 5 a
20 %. La adición de nitrógeno incrementa la resistencia
mecánica.
AISI
201/J4. Es
conocido como sustituto del acero 304, pero con niveles más
bajos de níquel. El porcentaje de níquel es 1.0% a
4.0%;
su
bajo porcentaje de níquel esta compensado por la contribución
mejorada de los 4 elementos que la compone: carbono, manganeso, cobre
y nitrógeno. APLICACIONES:
Normalmente
utilizado en los aparatos domésticos, ornamentales,
escaleras, muebles, estructura automotriz, o en otras aplicaciones de
uso estructural (por su dureza) con exposición limitada a la
corrosión.
AISI
202 /JSL AUS. También
es conocido como sustituto del acero 304, con un mayor porcentaje de
níquel que el 201; el porcentaje de níquel es de 4.0% a
6.0%. Por su idéntica respuesta mecánica al clásico
AISI 304 es el mejor candidato para suplirlo en diversas
aplicaciones. APLICACIONES:
Utilizado
en los aparatos domésticos, ornamentales,
escaleras, ganchos, productos para embutidos extra profundos, o en
otras aplicaciones con exposición limitada a la corrosión.
AISI
203 EZ. Acero
inoxidable austenítico con una superior maquinabilidad,
diseñado especialmente para operaciones en máquinas de
alta velocidad. Más altas velocidades, mejores acabados, vida
útil de la herramienta más larga cuando se compara con
el 303 misma resistencia a la corrosión.
AISI
301. Menor
resistencia a la corrosión que otros aceros de serie 300;
puede ser fácilmente formado y ofrece buenas propiedades de
soldabilidad. APLICACIONES:
Utilizado
en partes de aviones, adornos arquitectónicos, cajas de
ferrocarril y de tráiler, cubiertas de rines, equipos para
procesamiento de alimentos.
AISI
303. Posee
una excelente maquinabilidad que lo hace ideal para la fabricación
de piezas en máquinas automáticas. Tiene buena
resistencia a la corrosión cuando está expuesto a la
atmósfera ordinaria hasta temperaturas de 920 °C (1,700
°F); también a soluciones esterilizadas, la mayoría
de los químicos orgánicos y muchos inorgánicos,
tintes y pinturas, ácido nítrico y comida. En
condiciones severas de corrosión no se recomienda su uso para
temperaturas mayores de 760 °C (1,400 °F). APLICACIONES:
Tornillos, tuercas, flechas, y piezas maquinadas en general.
AISI
304.
Tiene excelentes propiedades de ductilidad
y maleabilidad, posee buena resistencia a la corrosión a
temperaturas de hasta 920°C (1,700 °F) en servicio continuo y
870°C (1,600°F) en servicio intermitente, y su bajo contenido
de carbono lo hace muy apropiado para someterse a procesos de
soldadura; ofrece características mejoradas para el maquinado.
APLICACIONES:
Evaporadores, barriles de cerveza, tanques de oxígeno líquido,
muebles de cocina y laboratorio, partes para válvulas,
accesorios para aviones, remaches, equipo para hospitales etc.
AISI
304L.
Es una variación de bajo carbón del tipo 304 que evita
daños por la inclusión de partículas o residuos
de metal con carbón debido a la soldadura. Tiene la misma
resistencia a la corrosión y posee propiedades mecánicas
un poco más bajas que el 304. Ofrece características
mejoradas para el maquinado, evita la SCC
(Stress Corrosión Cracking). APLICACIONES:
Recubrimiento
para tolvas de carbón; tanques de pulverización de
fertilizantes líquidos; tanques de almacenamiento de pasta de
tomate; especialmente cuando las partes no pueden recibir tratamiento
térmico después de soldar.
AISI
309. Poseen
alta resistencia mecánica, tenacidad
y excelente resistencia a la oxidación en temperaturas de
hasta 1,000°C (1,832°F). APLICACIONES:
Calentadores
de aire, equipo químico de proceso, partes de quemadores de
turbinas de gas e intercambiadores de calor son algunas de las
aplicaciones más comunes fabricadas con este tipo de acero.
SI
310. Por
su mayor contenido de cromo y níquel posee una gran
resistencia a la corrosión a temperaturas de hasta 1,100°C
(2,000°F), y lo hace recomendable para servicio intermitente;
ofrece mejorada resistencia a la corrosión en componentes
soldados. APLICACIONES:
Intercambiadores de calor, partes para turbinas de gas,
incineradores, hornos industriales, etc.
AISI
316.
Posee buenas propiedades de ductilidad
y soldabilidad. La adición de molibdeno le confiere una mayor
resistencia a la corrosión y la penetración que las
demás aleaciones, en particular bajo condiciones de corrosión
ácida, a temperaturas de hasta 870°C (1,600°F) en
atmósfera ordinaria. APLICACIONES:
adornos
arquitectónicos, equipo para el procesamiento de alimentos,
farmacéutico, fotográfico, textil, etc.
AISI
316L.
Es una variación de bajo carbón del tipo 316 que evita
daños por la inclusión de partículas o residuos
de metal con carbón debido a la soldadura, evita la SCC
(Stress Corrosion Cracking). Tiene la misma resistencia a la
corrosión y ofrece propiedades mejoradas para el maquinado.
APLICACIONES:
equipo
de las industrias química, farmacéutica, textil,
petrolera, papel, celulosa, caucho, nylon y tintas, barriles de
fermentación, piezas de válvulas, tanques, agitadores y
evaporadores, condensadores, piezas expuestas al ambiente marítimo,
etc.
AISI
316Ti. Mejor
resistencia a la temperatura y la mecánica que el 316L.
APLICACIONES:
equipos
para industrias químicas y petroquímicas.
AISI
321. Estabilizado
con la adición de titanio que le confiere una excelente
resistencia a la corrosión severa bajo procesos de soldadura y
trabajo a temperaturas de hasta 920 °C (1,700 °F). Su
aplicación principal es en equipos que no sea posible someter
a recocido, o que trabajen en el rango de temperaturas de 430°C
(800°F) a 820°C (1,500°F) y posteriormente sometidos a
enfriamiento lento. APLICACIONES:
Sistemas
de escape para aviones, tanques sometidos a soldadura, partes para
hornos, turbocargadores, partes de motores de jet, divisiones de
fuego, etc.
Aceros inoxidables dúplex
Los
aceros inoxidables dúplex son los de más reciente
desarrollo; son aleaciones cromo-níquel-molibdeno que forman
una mezcla de cantidades aproximadamente iguales de austenita y
ferrita.
-
Cromo
(Cr) entre 18 % al 26 %
-
Níquel
(Ni) entre 4.5 % y 6.5 %
Pueden
adicionarle nitrógeno, molibdeno, cobre, silicio y tungsteno
para controlar el balance en la configuración
metalográfica
y dar ciertas características a la resistencia a la corrosión.
Sus
características son las siguientes:
-
Son
magnéticos
-
No
pueden ser endurecidos por tratamiento térmico
-
Buena
soldabilidad
-
La
estructura dúplex mejora la resistencia a la corrosión
de fractura bajo tensión en ambientes con iones de cloruro
Aceros inoxidables endurecibles por precipitación
-
Aleaciones
base hierro
-
Cromo
(Cr) entre 12% y 18%
-
Níquel
(Ni) entre 4% y 9%
Elementos
aleantes que producen el endurecimiento por precipitación como
molibdeno, titanio, nitrógeno, cobre, aluminio, tántalo,
niobio, boro y vanadio.
Esta
familia ofrece una alternativa a los aceros inoxidables austeníticos
cuando se desea asociar elevadas características mecánicas
y de maquinabilidad obtenida a partir del endurecimiento por
tratamiento térmico de envejecimiento. Los aceros endurecibles
por precipitación están patentados y frecuentemente se
les designa con las siglas de la empresa productora.
Sus
características son las siguientes:
-
Moderada
a buena resistencia a la corrosión
-
Muy
alta resistencia. Pueden lograrse hasta aproximadamente 1,800 Mpa
(excediendo la resistencia de los aceros inoxidables martensíticos)
con resistencia similar a la del Tipo 304
-
Buena
soldabilidad
-
Magnéticos