Tipos de acero

Por acero inoxidable se entiende la aleación a base de hierro, cromo y carbono, con eventuales contenidos de otros elementos como Ni, Mo, Si, etc., cuya principal característica es la resistencia a la corrosión. Dicha característica se debe a su propiedad de pasivación en presencia de un ambiente oxidante (por tanto, también el aire). La pasivación consiste en la formación de una capa invisible de óxido (variable en función de la composición química del acero, del tratamiento térmico y del tipo de ambiente oxidante) que constituye una barrera a la prosecución de la oxidación y por tanto a la propia corrosión y que, en caso de eliminación, se reforma espontáneamente.

Se dividen en las siguientes clases:
- Aceros Austeníticos
- Aceros Martensíticos
- Aceros Ferríticos
- Aceros Dúplex / Súper Dúplex


ACEROS AUSTENÍTICOS
Son aceros inoxidables que contienen Cr (16 - 20%), Ni (7 - 18%) y en algunos tipos Mo (2 - 6%) con contenidos de carbono por lo general inferiores a 0,08%; la presencia de elementos estabilizantes, Ti por ejemplo, mejora su resistencia a la corrosión, particularmente la intergranular, y al mismo tiempo aporta una mayor resistencia a alta temperatura.

ACEROS MARTENSÍTICOS
Son aceros al cromo (11% - 18%) que pueden contener pequeñas cantidades de otros elementos. Una característica fundamental de este tipo de acero es la capacidad de mejora de sus propiedades mecánicas mediante un tratamiento térmico de temple y de revenido.

ACEROS FERRÍTICOS
Son aceros con contenido de cromo (12-27%) y carbono generalmente ≤ 0,20% con posibles pequeñas adiciones de otros elementos. Su principal característica es tener una estructura ferrítica a cualquier temperatura y, por tanto, no ser susceptible al aumento de las características mecánicas a través de tratamientos térmicos.

ACEROS DÚPLEX / SÚPER DÚPLEX
El término Dúplex deriva del hecho de que el material tiene una micro estructura de dos fases, formado por granos de acero inoxidable ferrítico y asutenítico incorporados en el mismo material. El término Súper Dúplex denota acero dúplex con altas prestaciones basado en un alto contenido de cromo, níquel y molibdeno para mejorar la resistencia a la corrosión.

CLASIFICACIÓN DEL ACERO AL CARBONO
El acero que utilizamos, contemplado en la norma de ejecución para racores EN 10253-2, se puede clasificar según dos aspectos:

COMPOSICIÓN QUÍMICA:
- ACERO AL CARBONO: P235TR1, P235TR2, P235GH, P265GH, P265GH, P265NL, P355NH, P355NL1, L290NB, L360NB, L360QB, L415NB, L415QB, L450QB.
- ACERO BAJA ALEACIÓN, cuando su composición química contiene elementos en aleación (cromo, níquel, molibdeno, etc.) en cantidades inferiores al 5%, ya sea como suma de los elementos, o como valor singular si contienen un solo elemento: 16Mo3, 13CrMo4-5.
- ACERO ALTA ALEACIÓN, cuando su composición química contiene elementos en aleación (cromo, níquel, molibdeno, etc.) en cantidades superiores al 5%, ya sea como suma de los elementos, o como valor singular si contienen un solo elemento: X11CrMo9-1, X11CrMoVNb9-1.

CONDICIONES DE APLICACIÓN:
- ACERO PARA APLICACIONES A ALTAS TEMPERATURAS: P235GH, P265GH, 16Mo3, 13CrMo4-5, P355NH.
- ACERO PARA APLICACIONES A BAJAS TEMPERATURAS: P265NL, P355NL.
- ACERO ALTA FLUENCIA: L290NB, L360NB, L415QB, L450QB.

TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Se define tratamiento térmico como la operación, o sucesión de operaciones en el caso de un tratamiento complejo, durante la cual el acero se somete a uno o más ciclos térmicos, es decir, a variaciones dentro de unos límites determinados de la temperatura en función del tiempo. Normalmente un ciclo térmico comporta un calentamiento a una cierta temperatura, un mantenimiento durante un tiempo determinado a dicha temperatura y finalmente un enfriamiento hasta la temperatura ambiente en diversos modos en función de los efectos deseados.

NORMALIZACIÓN
Consiste en un calentamiento a una temperatura superior a AC3 (= temperatura a la que, en el calentamiento, se inicia la formación de austenita), durante un tiempo suficiente para austenitizar el material por completo, seguido de un enfriamiento con aire en calma o en movimiento. Generalmente se realiza sobre piezas en bruto de trabajo en caliente para afinar y uniformar el grano, con el fin de preparar el acero de la mejor manera para los tratamientos térmicos posteriores

RECOCIDO
La finalidad del recocido es dulcificar el acero para hacerlo apto para el procesado mecánico y/o plástico, eliminar las tensiones residuales y destruir los efectos de una deformación plástica, de una soldadura o de un tratamiento térmico precedente. Hay varios ciclos de recocido (subcrítico, isotérmico) y su elección se determina en función de la dureza y de las estructuras necesarias para un determinado tipo de procesado.

TEMPLE
El tratamiento de temple consiste en un calentamiento de austenización, seguido de un enfriamiento hasta una temperatura inferior a MS (= temperatura a la que, durante el enfriamiento, se inicia la transformación de la austenita en martensita) suficientemente rápido para permitir la transformación en martensita, estructura de alta dureza y fragilidad.

REVENIDO
El acero templado presenta características de alta dureza y baja tenacidad. Por tanto, es necesario recurrir a un tratamiento posterior que modifique más o menos profundamente la estructura martensítica de temple, anulando las tensiones y la fragilidad. Este tratamiento, denominado revenido, comporta un calentamiento a una temperatura inferior a AC1 (temperatura a la que, durante el calentamiento, se empieza a formar la austenita), un mantenimiento durante un cierto tiempo a esta temperatura y finalmente un enfriamiento en un medio apropiado hasta llegar a temperatura ambiente.

SOLUBILIZACIÓN
Consiste en el calentamiento a una temperatura generalmente comprendida entre 1000 y 1100ºC, con un mantenimiento a dicha temperatura suficiente como para eliminar las alteraciones estructurales causadas por los tratamientos anteriores y para realizar una “solubilización” posiblemente completa de los carburos en la austenita; el enfriamiento posterior, en aire o agua, debe ser superficialmente rápido para evitar la reprecipitación de los carburos, que en el caso de un enfriamiento lento se produce generalmente en el intervalo entre los 450 y  los 850ºC aproximadamente.
Con este tratamiento se obtiene el ablandamiento máximo de los aceros inoxidables austeníticos.  

TEMPLE EN SALMUERA
El temple en salmuera consiste en el calentamiento a temperatura normal de temple seguido de un rápido enfriamiento en un baño de sales, a una temperatura entre 10º y 30º superior a MS, hasta la transformación completa de la austenita.

DISTENSIÓN
En el caso de aceros de cimentación o autotemplables, para disminuir y posiblemente eliminar las tensiones residuales causadas por el temple manteniendo elevados valores de dureza, se recurre al tratamiento de distensión, que consiste en un calentamiento a temperaturas inferiores a los 250ºC. En este caso, no hay modificaciones estructurales apreciables.