Grados y familias de acero inoxidable: explicado

¿Alguna vez te has preguntado qué hace que algunas cosas de metal fueran brillantes y sin óxido? A menudo es de acero inoxidable. Este material está a nuestro alrededor. Lo vemos en nuestras cocinas. Lo vemos en edificios. Incluso se usa en hospitales. Es un tipo de metal muy especial. Es fuerte. No se oxide fácilmente. Esto lo hace muy útil para muchas cosas.

Este artículo explicará todo al respecto. Aprenderemos sobre sus diferentes tipos. Estos tipos se llaman grados y familias. Veremos qué hace que cada tipo sea único. También exploraremos dónde se usan. Prepárese para convertirse en un experto en este increíble material.

¿Qué es el acero inoxidable?

El acero es un metal hecho de hierro y carbono. Es muy fuerte. Pero tiene un problema. Puede oxidarse. El óxido es esas cosas escamosas de color marrón rojizo. Se forma cuando el hierro se moja. Para detener esto, a la gente se le ocurrió una idea inteligente. Agregaron otros elementos al acero.

Uno de estos elementos es el cromo. El cromo es un metal brillante. Cuando agrega suficiente al acero, sucede algo mágico. El acero deja de oxidar. Este nuevo acero mejorado es lo que llamamos acero inoxidable. Tiene al menos 10.5% de cromo. Este cromo crea una capa delgada e invisible en la superficie. Esta capa protege el acero del óxido y la corrosión. Es como el escudo de un superhéroe para el metal.

Pero el acero inoxidable no es solo una cosa. Hay muchos tipos diferentes. Son como una gran familia. Cada miembro de la familia tiene sus propias habilidades especiales. Algunos son súper fuertes. Algunos son excelentes para luchar contra ciertos productos químicos. Algunos son fáciles de dar forma a diferentes formas. Es por eso que tenemos tantos grados y familias.

¿Por qué tantos tipos?

Tal vez se pregunte por qué necesitamos tantos tipos diferentes. La respuesta es simple. Diferentes trabajos necesitan diferentes herramientas. No usarías una cuchara para golpear un clavo, ¿verdad? Es lo mismo con este metal.

Imagina que estás construyendo un rascacielos. Necesitas un material muy fuerte y duradero. Pero, ¿qué pasa si estás haciendo un fregadero de cocina? Necesitas algo que sea fácil de limpiar. También debe resistir las manchas de los alimentos y las bebidas. O piense en el bisturí de un cirujano. Necesita ser increíblemente agudo y mantenerse así. También debe estar muy limpio.

Cada uno de estos trabajos tiene diferentes necesidades. Entonces, tenemos diferentes tipos de acero inoxidable para satisfacer estas necesidades. Al cambiar la receta del acero, podemos cambiar sus propiedades. Podemos agregar más cromo para una mejor protección contra el óxido. Podemos agregar níquel para que sea más fácil de dar forma. Podemos agregar otros elementos para que sea más fuerte o más resistente al calor. Así es como obtenemos todos los diferentes grados y familias. Cada uno es una receta única. Está diseñado para un propósito específico.

Las cinco familias principales

Todos los diferentes tipos de acero inoxidable se pueden agrupar en cinco familias principales. Piense en ellas como las ramas principales del árbol genealógico de acero inoxidable. Cada familia tiene una estructura interna diferente. Esta estructura le da sus características únicas. Las cinco familias son:

• Austenítico

• Ferrítico

• Martensítico

• Dúplex

• Endurecimiento por precipitación

Vamos a sumergirnos en cada una de estas familias. Exploraremos lo que los hace especiales. También veremos a algunos de sus miembros más populares.

Acero inoxidable austenítico

La familia austenítica es la más popular. Es el tipo de acero inoxidable más utilizado. Probablemente lo hayas visto muchas veces hoy sin siquiera saberlo. Se usa en todo, desde fregaderos de cocina hasta piezas de automóvil. Es conocido por su excelente resistencia a la corrosión. También es muy fácil de dar forma y soldar.

¿Qué lo hace austenítico?

El secreto del éxito de esta familia se encuentra en su estructura interna. Esta estructura se llama austenita. Es un arreglo especial de átomos de hierro. Para obtener esta estructura, agregamos ciertos elementos al acero. El más importante es el níquel. El níquel es un ingrediente clave en la mayoría de los grados austeníticos. Ayuda a estabilizar la estructura de austenita a temperatura ambiente. El manganeso es otro elemento que se puede usar para este propósito.

Un hecho interesante sobre el acero inoxidable austenítico es que generalmente no es magnético. Si tiene un imán, puede probarlo usted mismo. Intente pegarlo a un fregadero de acero inoxidable. Probablemente no se pegará. Esta es una buena manera de saber si es una calificación austenítica. Sin embargo, cuando se dobla o trabaja con este tipo de acero, puede volverse ligeramente magnético.

Grados austeníticos comunes

Dentro de la familia austenítica, hay muchos grados diferentes. Cada uno tiene una receta ligeramente diferente. Esto le da sus propias propiedades únicas. Estos son algunos de los más comunes:

• 304 Acero inoxidable: este es el rey de los aceros inoxidables. Es la calificación más común del mundo. Tiene un gran equilibrio de resistencia a la corrosión, formabilidad y costo. A menudo se llama 18/8. Esto se debe a que tiene alrededor del 18% de cromo y 8% de níquel. Puede encontrarlo en electrodomésticos de cocina, cubiertos y molduras arquitectónicas.

• 316 Acero inoxidable: este es el segundo grado más común. Es muy similar a 304. Pero tiene un ingrediente adicional: molibdeno. Esta adición hace una gran diferencia. Da 316 resistencia a la corrosión aún mejor. Es especialmente bueno para resistir los cloruros. Esto lo hace perfecto para su uso en entornos marinos. Lo encontrará en accesorios de botes, equipos de procesamiento químico e implantes médicos.

• Serie 200: esta serie es una alternativa de menor costo a la serie 300. Utiliza manganeso en lugar de algunos de los níquel. Esto lo hace más barato. Sin embargo, su resistencia a la corrosión no es tan buena como la serie 300. A menudo se usa en electrodomésticos y aplicaciones interiores.

Aquí hay una tabla que compara algunas calificaciones austeníticas comunes:

Acero inoxidable ferrítico

La familia ferrítica es otra rama importante del árbol de acero inoxidable. Es conocido por ser magnético. También tiene buena resistencia a la corrosión, pero generalmente no tan buena como la familia austenítica. Una de sus grandes ventajas es su menor costo. Esto se debe a que contiene poco o ningún níquel. El níquel es un metal caro.

La estructura ferrítica

La estructura interna de esta familia se llama ferrita. Esta es la misma estructura que el acero al carbono liso. Es por eso que el acero inoxidable ferrítico es magnético. Contiene entre 10.5% y 27% de cromo. Esto le da su resistencia a la corrosión. La falta de níquel lo hace más barato. Pero también significa que no es tan fuerte o tan fácil de dar forma como los grados austeníticos.

Los grados ferríticos no pueden endurecerse mediante tratamiento térmico. Esto significa que no puede hacerlos más difíciles calentándolos y enfriándolos. Sin embargo, tienen buena ductilidad. Esto significa que pueden ser doblados y formados sin romperse. También son resistentes a un tipo específico de corrosión llamado grietas por corrosión por estrés. Esto puede ser un problema para las calificaciones austeníticas en ciertos entornos.

Grados ferríticos comunes

Estos son algunos de los grados ferríticos más comunes y dónde puede encontrarlas:

• 430 Acero inoxidable: este es uno de los grados ferríticos más utilizados. Tiene buena resistencia a la corrosión. A menudo se usa para aplicaciones decorativas. Puede encontrarlo en adornos automotrices, salpicaduras de cocina y el interior de los refrigeradores.

• 409 Acero inoxidable: esta calificación es conocida por su excelente resistencia a las altas temperaturas. Esto lo hace perfecto para su uso en sistemas de escape automotrices. Es uno de los aceros de acero inoxidable más baratos.

• 444 Acero inoxidable: este grado tiene más cromo y molibdeno que 430. Esto le da una mejor resistencia a la corrosión. Es casi tan bueno como 316 en algunas situaciones. Se utiliza en tanques de agua caliente, calentadores de agua solares y algunos equipos de procesamiento de alimentos.

Aquí hay una tabla que resume estos grados:

Acero inoxidable martensítico

La familia martensítica es el miembro fuerte y duro de la familia de acero inoxidable. Es conocido por su alta resistencia y resistencia al desgaste. Piense en ello como el tipo duro del grupo. Al igual que la familia ferrítica, también es magnético.

La transformación martensítica

El secreto de la fuerza de la familia martensítica es su capacidad para endurecerse. Esto se realiza a través de un proceso llamado tratamiento térmico. El acero se calienta a alta temperatura y luego se enfría rápidamente. Este proceso se llama enfriamiento. Transforma la estructura interna en algo llamado martensita. Esta estructura es muy dura y fuerte.

Los grados martensíticos tienen más carbono que los grados ferríticos. Este carbono adicional es lo que les permite endurecerse. Sin embargo, este aumento de la dureza tiene un precio. No son tan resistentes a la corrosión como los grados austeníticos o ferríticos. También son más frágiles. Esto significa que pueden romperse más fácilmente.

Grados martensíticos comunes

Se utilizan aceros inoxidables martensíticos donde la fuerza y la dureza son críticos. Aquí hay algunos ejemplos comunes:

• 410 Acero inoxidable: esta es una calificación martensítica de uso general. Se puede endurecer a un buen nivel de fuerza. Tiene resistencia a la corrosión moderada. Se usa para cosas como cubiertos, cuchillos de cocina y cuchillas de turbina.

• 420 Acero inoxidable: esta calificación tiene más carbono que 410. Esto significa que puede endurecerse a un nivel aún más alto. Se utiliza para instrumentos quirúrgicos, herramientas dentales y cuchillos de alta calidad.

• Acero inoxidable 440C: este es uno de los aceros inoxidables más duros y resistentes al desgaste. A menudo se usa para cuchillos de gama alta y rodamientos de bolas.

Esta tabla ofrece una visión general rápida de estos grados:

Acero inoxidable dúplex

La familia dúplex es un tipo de acero inoxidable más nuevo y muy interesante. Es una mezcla de las familias austeníticas y ferríticas. Su nombre 'duplex ' significa 'dos veces '. Esto se debe a que su estructura interna tiene dos fases: austenita y ferrita. Esto le da una combinación única de propiedades.

Lo mejor de ambos mundos

El acero inoxidable dúplex obtiene sus propiedades de su estructura mixta. La parte de la ferrita le da alta resistencia y resistencia al agrietamiento de la corrosión del estrés. La parte de austenita le da buena resistencia y resistencia general a la corrosión. Es como obtener lo mejor de ambos mundos.

Las calificaciones dúplex tienen aproximadamente el doble de la fuerza de las calificaciones austeníticas comunes como 304. Esto significa que puede usar menos material para hacer el mismo trabajo. Esto puede ahorrar peso y costo. También tienen una excelente resistencia a la corrosión. Son particularmente buenos para resistir las picaduras y la corrosión de la grieta. Estos son tipos de corrosión localizada que pueden ser un problema en entornos ricos en cloruro.

Grados dúplex comunes

Los aceros inoxidables dúplex a menudo se usan en aplicaciones exigentes donde la resistencia y la resistencia a la corrosión son importantes. Aquí hay algunas calificaciones comunes:

• 2205 Dúplex: esta es la calificación dúplex más utilizada. Tiene un gran equilibrio de resistencia y resistencia a la corrosión. Se utiliza en la industria del petróleo y el gas, las plantas de procesamiento químico y para puentes y componentes estructurales.

• 2507 Super Duplex: esta es una versión 'Super ' de Duplex Steel. Tiene aún más cromo, molibdeno y nitrógeno que 2205. Esto le da resistencia superior y resistencia a la corrosión. Se usa en entornos muy duros, como plataformas de aceite de aguas profundas y plantas de desalinización.

• Lean Duplex: estos son grados dúplex más nuevos y más rentables. Tienen menos níquel y molibdeno que las calificaciones dúplex estándar. Esto los hace más baratos. Se utilizan en aplicaciones donde se necesitan cierta resistencia y resistencia a la corrosión, pero no a los niveles extremos de grados estándar o súper dúplex.

Un resumen de las calificaciones dúplex:

Acero inoxidable para endurecimiento por precipitación (pH)

La familia de endurecimiento por precipitación (pH) es otro grupo de aceros inoxidables de alta resistencia. Al igual que la familia martensítica, se pueden endurecer mediante tratamiento térmico. Sin embargo, lo hacen de una manera diferente. También son más resistentes a la corrosión que los grados martensíticos.

Endurecimiento con precipitados

El proceso de endurecimiento para los aceros inoxidables de pH se llama endurecimiento por edad o endurecimiento por precipitación. Implica un tratamiento térmico especial. Este tratamiento hace que se formen pequeñas partículas, llamadas precipitados, dentro de la estructura del acero. Estos precipitados se interponen en el camino de los átomos que se mueven. Esto hace que el acero sea mucho más fuerte y difícil.

Las calificaciones de pH a menudo se suministran en una condición de 'tratada con solución '. En este estado, son relativamente suaves y fáciles de trabajar. Después de haber sido formados en su forma final, se endurecen para alcanzar su alta fuerza. Esto los hace más fáciles de fabricar que los grados martensíticos.

Grados de pH comunes

Los aceros inoxidables de pH se utilizan en aplicaciones de alto rendimiento donde la resistencia y la resistencia a la corrosión son cruciales. Aquí hay algunos ejemplos:

• 17-4 pH: este es el grado de pH más común. Su nombre proviene de su composición: aproximadamente 17% de cromo y 4% de níquel. También contiene cobre, que ayuda en el proceso de endurecimiento por precipitación. Se utiliza en la industria aeroespacial para cosas como componentes de aviones y tren de aterrizaje. También se usa en ejes y engranajes de alto rendimiento.

• 15-5 pH: Esta es una modificación de 17-4 pH. Tiene una composición ligeramente diferente que le da mejor dureza. También se utiliza en la industria aeroespacial.

• 17-7 pH: este grado contiene aluminio en su composición. Se puede endurecer a niveles de fuerza muy altos. Se usa para resortes, lavadoras y otros componentes que requieren alta resistencia y buena resistencia a la fatiga.

Aquí hay un vistazo rápido a estas calificaciones de pH:

Acero inoxidable frente a otros metales

Ahora que sabemos mucho sobre los diferentes tipos de acero inoxidable, veamos cómo se compara con otros metales comunes. Esto nos ayudará a comprender por qué elegimos acero inoxidable para ciertos trabajos.

Acero inoxidable versus acero al carbono

El acero al carbono es el tipo más común de acero. Es fuerte y barato. Pero tiene una gran desventaja: se oxide fácilmente. Esta es la principal diferencia entre el acero al carbono y el acero inoxidable.

• Resistencia a la corrosión: esta es la mayor ventaja del acero inoxidable. El cromo en él crea una capa protectora que detiene el óxido. El acero al carbono no tiene esta capa. Por lo tanto, necesita ser pintado o recubierto para protegerlo de la corrosión.

• Costo: el acero al carbono suele ser más barato que el acero inoxidable. Esto se debe a que el acero inoxidable contiene elementos de aleación costosos como el cromo y el níquel.

• Apariencia: el acero inoxidable tiene una apariencia brillante y atractiva. El acero al carbono tiene un acabado opaco y mate.

• Resistencia: Ambos tipos de acero pueden ser muy fuertes. Sin embargo, los aceros altos en carbono pueden ser más difíciles y mantener un borde afilado mejor que algunos aceros inoxidables. Esta es la razón por la cual algunos chefs profesionales prefieren cuchillos hechos de acero alto en carbono. Pero deben tener cuidado de mantenerlos secos para evitar el óxido.

Aquí hay una tabla de comparación:

Acero inoxidable frente a aluminio

El aluminio es otro metal muy común. Es conocido por ser ligero y resistente a la corrosión. Se usa en todo, desde latas de refrescos hasta aviones. Veamos cómo se compara contra el acero inoxidable.

• Resistencia: el acero inoxidable es mucho más fuerte y más duro que el aluminio. Puede soportar cargas e impactos más altos.

• Peso: Aquí es donde el aluminio tiene una gran ventaja. Es aproximadamente un tercio del peso de acero inoxidable. Esto lo hace ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico, como en aviones y bicicletas.

• Costo: El costo de las materias primas puede ser similar. Pero debido a que el aluminio es mucho más ligero, obtienes más material para el mismo peso. Esto puede hacer que el aluminio sea una opción más rentable para algunas aplicaciones.

• Resistencia a la corrosión: ambos metales tienen una buena resistencia a la corrosión. El aluminio forma naturalmente una capa de óxido protectora, similar al acero inoxidable. Sin embargo, el acero inoxidable es generalmente más resistente a la corrosión, especialmente en ambientes hostiles.

• Conductividad: el aluminio es un muy buen conductor de calor y electricidad. El acero inoxidable es un conductor pobre. Es por eso que el aluminio a menudo se usa para cosas como macetas y sartenes (con una base de acero inoxidable para durabilidad) y cableado eléctrico.

Aquí hay una tabla de comparación:

Una mirada más cercana a las estrellas: 304 y 316

Hemos mencionado el acero inoxidable 304 y 316 varias veces. Son los dos grados más comunes e importantes. Entonces, echemos un vistazo más de cerca. Comprender la diferencia entre estos dos lo ayudará a comprender mucho sobre el acero inoxidable.

Grado 304: el todo terreno

Grado 304 es el caballo de batalla del mundo de acero inoxidable. Es un verdadero todoterreno. Tiene una gran combinación de propiedades que lo hacen adecuado para una amplia gama de aplicaciones.

• Composición: está hecho de aproximadamente 18% de cromo y 8% de níquel. Es por eso que a menudo se llama acero inoxidable 18/8.

• Propiedades: tiene una excelente resistencia a la corrosión en una amplia gama de entornos. También es muy fácil de formar en diferentes formas. Puede doblarlo, estamparlo y soldarlo sin muchos problemas.

• Aplicaciones: puede encontrar 304 acero inoxidable en todas partes. Está en el fregadero de su cocina, su refrigerador, sus ollas y sartenes y sus cubiertos. También se utiliza en paneles arquitectónicos, barandillas y adornos. A la industria de alimentos y bebidas le encanta porque es fácil de limpiar y no reacciona con la comida.

Grado 316: The Marine Marvel

Grado 316 es el hermano más duro de 304. Se necesitan todas las buenas cualidades de 304 y agrega una capa adicional de protección. Esto lo hace ideal para aplicaciones más exigentes.

• Composición: tiene una composición similar a 304, pero con una diferencia clave. Contiene aproximadamente 2-3% de molibdeno.

• Propiedades: Ese poco de molibdeno hace una gran diferencia. Mejora significativamente la resistencia a la corrosión del acero, especialmente contra los cloruros. Los cloruros se encuentran en agua salada, sales de desbordamiento y muchos productos químicos industriales. Esto hace que 316 sean mucho más resistentes a la corrosión de las picaduras y las grietas que 304.

• Aplicaciones: Debido a su excelente resistencia a la corrosión, 316 es la opción preferida para entornos marinos. Lo encontrará en accesorios de botes, barandas y otros hardware en barcos. También se utiliza en plantas de procesamiento químico, equipos farmacéuticos e implantes médicos. Si ve acero inoxidable cerca del océano, probablemente sea 316.

304 vs. 316: ¿Cuál elegir?

Entonces, ¿cómo sabes cuál elegir? Todo se reduce al medio ambiente.

• Para la mayoría de las aplicaciones cotidianas, como los utensilios de cocina y las decoraciones interiores, 304 está perfectamente bien. Tiene suficiente resistencia a la corrosión y es más asequible.

• Para aplicaciones en entornos hostiles, especialmente aquellos con sal u otros productos químicos corrosivos, 316 es el camino a seguir. Es un poco más caro, pero su resistencia a la corrosión superior vale el costo adicional en estas situaciones.

Aquí hay una tabla simple para ayudarlo a recordar la diferencia:

Conclusión

Hemos estado en un largo viaje por el mundo del acero inoxidable. Hemos aprendido que no es solo un material. Es una familia grande y diversa de aleaciones. Cada miembro de esta familia tiene su propia personalidad y habilidades únicas.

Hemos explorado las cinco familias principales: endurecimiento austenítico, ferrítico, martensítico, dúplex y de precipitación. Hemos visto cómo sus diferentes estructuras internas les dan sus propiedades especiales. También hemos visto algunos de los grados más comunes dentro de cada familia. Ahora sabemos por qué 304 es el rey de los aceros inoxidables. También sabemos por qué 316 es el campeón de los mares.

También hemos comparado el acero inoxidable con otros metales comunes como el acero al carbono y el aluminio. Esto nos ha ayudado a comprender sus fortalezas y debilidades. Ahora sabemos que el acero inoxidable es el superhéroe de los materiales cuando se trata de luchar contra el óxido y la corrosión.

El mundo del acero inoxidable es vasto y complejo. Pero con suerte, este viaje lo ha hecho un poco menos misterioso. La próxima vez que vea un objeto brillante y sin óxido, tendrá una mejor apreciación por la increíble ciencia e ingeniería que se dedica a hacerlo. Sabrás que no es solo una simple pieza de metal. Es una aleación cuidadosamente elaborada, diseñada para ser fuerte, hermosa y duradera. Es un testimonio de nuestra capacidad de crear materiales que hacen nuestras vidas mejores y más duraderas.