Aceiro inoxidábel
O aceiro inoxidábel é unha aliaxe de ferro e cromo que presenta propiedades físico-químicas superiores aos aceiros comúns, sendo a alta resistencia á oxidación atmosférica a súa principal característica.
Para que un aceiro sexa denominado inoxidábel ten que ter un contido de cromo na matriz metálica superior ao 11%. Isto non coincide exactamente co contido en peso no total da aliaxe, pois o cromo pode formar compostos co carbono ou con outros materiais da aliaxe ou estar segregado nos bordos dos graos. O cromo confire a estes materiais unha excelente resistencia á corrosión cando comparados cos aceiros carbono. A pesar do seu nome estas aliaxes son na realidade oxidábeis. Isto é, o cromo presente na liga oxídase en contacto co osíxeno do ar, formando unha película protectora, moi fina e estábel, de óxido de cromo —Cr2O3— que se forma na superficie exposta ao medio. Ë chamada de camada pasiva e ten a función de protexer a superficie do aceiro contra procesos corrosivos. Para isto, é necesario unha cantidade mínima de cromo de cerca de 12,5% en masa. Esta película é adherente e impermeábel, isolando o metal abaixo dela do medio agresivo. Así, débese ter coidado para non reducir localmente o teor de cromo dos aceiros inoxidábeis durante o procesamento. Este proceso é coñecido en metalurxia como pasivación. Por ser moi fina — cerca de 100 angstrons — a película ten pouca interacción coa luz e permite que o material continúe presentando o seu brillo característico.
Historia
O aceiro inoxidábel foi descuberto por Harry Brearley (1871-1948), que comezou a traballar como operario nunha produtora de aceiro á idade de 12 anos, na súa terra natal Sheffield (Inglaterra).
En 1912, Harry comezou a investigar, a pedido dos fabricantes de armas, unha aliaxe que presentase unha resistencia maior ao desgaste que ocorría no interior dos canos das armas de fogo como resultado do calor liberado polos gases. Porén, ao realizar o ataque químico para revelar a microestrutura deses novos aceiros máis resistentes con altos teores de cromo que estaba a buscar, Brearley notou que o ácido nítrico —un reactivo común para os aceiros— non tiña efecto ningún.
Brearley non obtivo unha liga metálica que resistise o desgaste, obtivo porén unha liga metálica resistente á corrosión.
Tipos de aceiro inoxidábel
Podemos clasificar o aceiro inoxidábel nos grupos: ferríticos, austeníticos, martensíticos, endurecíbeis por precipitación e duplex.
As diversas microestruturas dos aceiros son resultado da cantidade dos elementos de liga presentes. Existen basicamente dous grupos de elementos de liga: os que estabilizan a ferrita (Cr, Si, Mo, Ti e Nb); e os que estabilizan a austenita (Ni, C, N e Mn).
A composición química xunto co procesamento termo-mecánico, confire aos aceiros inoxidábeis propiedades diferentes.
Aceiros segundo a microestrutura
- Austenítico, ou serie 300, arredor do 70% do total dos aceiros inoxidábeis producidos. Contido máximo de carbono 0,15%, un mínimo de 16% de cromo e contidos en níquel ou manganeso capaces de conservar a austenita a temperatura ambiente. O máis común é o aceiro 18-10 (18%Cr e 10%Ni).
- Ferrítico, igual de resistentes á corrosión mais con menor durabilidade. Entre 10,5% e 27% de cromo. Moitos conteñen molibdeno.
- Martensítico, non tan resistentes á corrosión, mais moi tenaces e mecanizábeis. Conteñen cromo (12–14%), molibdeno (0.2–1%), menos do 2% de níquel, e 0,1–1% decarbono.
Comparación de aceiros estandarizados
| EN-standard Número. DIN | EN-standard Nome do Aceiro | ASTM/AISI Tipo de Aceiro | UNS |
|---|---|---|---|
| 440A | S44002 | ||
| 1.4112 | 440B | S44004 | |
| 1.4125 | 440C | S44003 | |
| 440F | S44020 | ||
| 1.4016 | X6Cr17 | 430 | S43000 |
| 1.4512 | X6CrTi12 | 409 | S40900 |
| 1.4310 | X10CrNi18-8 | 301 | S30100 |
| 1.4318 | X2CrNiN18-7 | 301LN | N/A |
| 1.4307 | X2CrNi18-9 | 304L | S30403 |
| 1.4306 | X2CrNi19-11 | 304L | S30403 |
| 1.4311 | X2CrNiN18-10 | 304LN | S30453 |
| 1.4301 | X5CrNi18-10 | 304 | S30400 |
| 1.4948 | X6CrNi18-11 | 304H | S30409 |
| 1.4303 | X5CrNi18 12 | 305 | S30500 |
| 1.4541 | X6CrNiTi18-10 | 321 | S32100 |
| 1.4878 | X12CrNiTi18-9 | 321H | S32109 |
| 1.4404 | X2CrNiMo17-12-2 | 316L | S31603 |
| 1.4401 | X5CrNiMo17-12-2 | 316 | S31600 |
| 1.4406 | X2CrNiMoN17-12-2 | 316LN | S31653 |
| 1.4432 | X2CrNiMo17-12-3 | 316L | S31603 |
| 1.4435 | X2CrNiMo18-14-3 | 316L | S31603 |
| 1.4436 | X3CrNiMo17-13-3 | 316 | S31600 |
| 1.4571 | X6CrNiMoTi17-12-2 | 316Ti | S31635 |
| 1.4429 | X2CrNiMoN17-13-3 | 316LN | S31653 |
| 1.4438 | X2CrNiMo18-15-4 | 317L | S31703 |
| 1.4539 | X1NiCrMoCu25-20-5 | 904L | N08904 |
| 1.4547 | X1CrNiMoCuN20-18-7 | N/A | S31254 |
Aplicacións
- Austenítico (resistente á corrosión)
- Equipamentos para industria química e petroquímica.
- Equipamentos para industria alimenticia e farmacéutica.
- Construción civil.
- Vaixelas e utensilios domésticos.
- Ferrítico (resistente á corrosión, máis barato).
- Electrodomésticos (fogóns, xeladeiras etc).
- Balcóns frigoríficos.
- Moedas.
- Industria automobilística.
- Talleres.
- Martensítico (dureza elevada)
- Coitelaría.
- Instrumentos cirúrxicos como bisturí e pinzas.
- Coitelas de corte.
- Discos de freo.
Propiedades
- Alta resistencia á corrosión.
- Resistencia mecánica adecuada.
- Facilidade de limpeza/Baixa rugosidade superficial.
- Aparencia hixiénica.
- Material inerte.
- Facilidade de conformación.
- Facilidade de unión.
- Resistencia a altas temperaturas.
- Resistencia a temperaturas crioxénicas (abaixo de 0 °C).
- Resistencia ás variacións bruscas de temperatura.
- Acabamentos superficiais e formas variadas.
- Forte apelo visual (modernidade, *leveza e prestixio).
- Relación Custo/Beneficio favorábel.
- Baixo custo de manutención.
- Material reciclábel.