Clasificación del acero inoxidable
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Clasificación del acero inoxidable

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
Sufijo AISI Sufijo UNS Descripción
xxL xxx01 Bajo Carbono < 0.03% evita SCC (agrietamiento por corrosión)
xxxS xxx08 Bajo Carbono < 0.08%
xxxN xxx51 Nitrógeno agregado mayor resistencia
xxxLN xxx53 Bajo Carbono < 0.03%+Nitrógeno agregado
xxxF xxx20 Mayor Azufre y Fósforo mejor mecanizado
xxxSe xxx23 Selenio mejor mecanizado
xxxB xxx15 Silicio agregado evita descamado
xxxH xxx09 Mayor contenido de Carbono
xxxCu xxx30 Cobre agregado

(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:

  • SERIE 300 AISI

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.

  • SERIE 200 AISI

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