El acero inoxidable es generalmente un término general para el acero inoxidable y el acero resistente a los ácidos. El acero inoxidable se refiere al acero que es resistente a medios débiles como la atmósfera, el vapor y la corrosión por agua, mientras que el acero resistente a los ácidos se refiere al acero que es resistente a medios corrosivos químicos como la corrosión por ácidos, álcalis y sales. La diferencia entre el acero inoxidable y el acero inoxidable radica en la composición del níquel.
El hierro inoxidable es un tipo de acero inoxidable fabricado procesando chatarra de hierro reciclada, plomo, acero y otros materiales a través de un tratamiento de horno secundario y desinterización. Sus modelos incluyen 409, 410, 430, 444, que pertenecen a aceros inoxidables martensíticos y ferríticos. Tiene propiedades magnéticas cuando se utiliza como imán. Los aceros inoxidables austeníticos incluyen 201, 202, 304, 321, 316L, etc.
El acero inoxidable (también conocido como acero resistente a ácidos) se refiere al acero que puede resistir la corrosión de medios químicos atmosféricos o ácidos. El acero inoxidable no está libre de óxido, pero su comportamiento ante la corrosión varía en diferentes medios. Existen muchos tipos de acero inoxidable con diferentes propiedades, y gradualmente han formado varias categorías principales en el proceso de desarrollo.
Según la estructura organizacional, se puede dividir en cuatro categorías: acero inoxidable martensítico (incluido el acero inoxidable endurecido por precipitación), acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable austenítico y acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico;
Según la composición química principal del acero o algunos elementos característicos del mismo, se puede clasificar en acero inoxidable al cromo, acero inoxidable al cromo-níquel, acero inoxidable al cromo-níquel-molibdeno, acero inoxidable de bajo carbono, acero inoxidable de alto molibdeno, acero inoxidable de alta pureza, etc.
Según las características de rendimiento y las aplicaciones del acero, se puede clasificar en acero inoxidable resistente al ácido nítrico, acero inoxidable resistente al ácido sulfúrico, acero inoxidable resistente a la corrosión por picaduras, acero inoxidable resistente a la corrosión bajo tensión, acero inoxidable de alta resistencia, etc.
Según las características funcionales del acero, se puede clasificar en acero inoxidable para bajas temperaturas, acero inoxidable no magnético, acero inoxidable de fácil corte, acero inoxidable superplástico, etc.
El método de clasificación comúnmente utilizado actualmente se basa en las características estructurales y la composición química del acero, así como en una combinación de ambos. Generalmente se divide en acero inoxidable martensítico, acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable austenítico, acero inoxidable dúplex y acero inoxidable endurecible por precipitación, o en dos categorías: acero inoxidable al cromo y acero inoxidable al níquel.
a、 Acero inoxidable martensítico
El acero inoxidable martensítico de uso común tiene un contenido de carbono de 0.1-0.45% y un contenido de cromo de 12-14%, perteneciente al acero inoxidable al cromo, que generalmente se refiere al acero inoxidable tipo Cr13. Las designaciones típicas de acero incluyen 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, etc. Este tipo de acero se utiliza generalmente para fabricar diversas válvulas, bombas y otras piezas que pueden soportar cargas y requieren resistencia a la corrosión, así como algunas herramientas inoxidables.
Para mejorar la resistencia a la corrosión, el contenido de carbono del acero inoxidable martensítico se controla dentro de un rango muy bajo, generalmente no superior al 0,4%. Cuanto menor sea el contenido de carbono, mejor será la resistencia a la corrosión del acero, mientras que cuanto mayor sea el contenido de carbono, mayor será el contenido de carbono en la matriz, lo que resultará en una mayor resistencia y dureza del acero; cuanto mayor sea el contenido de carbono, más carburos de cromo se formarán y su resistencia a la corrosión empeorará. No es difícil ver que los indicadores de resistencia y dureza del 4Cr13 son mejores que los del 1Cr13, pero su resistencia a la corrosión no es tan buena como la del 1Cr13.
El 1Cr13 y el 2Cr13 tienen la capacidad de resistir la corrosión de medios atmosféricos, de vapor y otros, y se utilizan a menudo como aceros estructurales resistentes a la corrosión. Para lograr un buen rendimiento integral, a menudo se utilizan el temple y el revenido a alta temperatura (600-700 ℃) para obtener martensita revenida, que se utiliza para fabricar álabes de turbina, accesorios de tubos de caldera, etc. Sin embargo, los aceros 3Cr13 y 4Cr13 tienen una resistencia a la corrosión relativamente pobre debido a su mayor contenido de carbono. Mediante el temple y el revenido a baja temperatura (200-300 ℃), se obtiene martensita revenida, que tiene alta resistencia y dureza (HRC hasta 50). Por lo tanto, a menudo se utilizan como aceros para herramientas para fabricar dispositivos médicos, herramientas de corte, ejes de bombas de aceite caliente, etc.
b、 Acero inoxidable ferrítico
El acero inoxidable ferrítico de uso común tiene un contenido de carbono inferior al 0,15% y un contenido de cromo del 12-30%, que también pertenece al acero inoxidable al cromo. Las calidades típicas de acero incluyen 0Cr13, 1Cr17, 1Cr17Ti, 1Cr28, etc. Debido a la disminución correspondiente del contenido de carbono y al aumento del contenido de cromo, la microestructura del acero permanece como una estructura de ferrita monofásica al calentarse desde temperatura ambiente hasta alta temperatura (960-1100 ℃). Su resistencia a la corrosión, plasticidad y soldabilidad son superiores a las del acero inoxidable martensítico. Para el acero inoxidable ferrítico de alto cromo, su capacidad para resistir la corrosión media es fuerte, y su resistencia a la corrosión mejora aún más con el aumento del contenido de cromo.
La adición de titanio al acero puede refinar el tamaño del grano, estabilizar el carbono y el nitrógeno, y mejorar la tenacidad y la soldabilidad del acero. El acero inoxidable ferrítico no se puede endurecer mediante tratamientos térmicos porque no sufre transformaciones de fase durante el calentamiento y el enfriamiento. Si el grano se encoje durante el proceso de calentamiento, solo se puede utilizar la deformación plástica en frío y la recristalización para mejorar la estructura y las propiedades. Si este tipo de acero permanece a 450-550 ℃, causará fragilización del acero, conocida como "fragilidad a 475 ℃". Calentando a aproximadamente 600 ℃ y luego enfriando rápidamente, se puede eliminar la fragilización. También se debe tener en cuenta que este tipo de acero, cuando se calienta durante mucho tiempo a 600-800 ℃, también producirá una fase σ dura y quebradiza, lo que hará que el material presente fragilidad por fase σ.
Además, durante el enfriamiento rápido por encima de 9250 °C, existe una tendencia a la corrosión intergranular y a la fragilidad causada por un engrosamiento significativo del grano. Estos fenómenos son problemas serios para las piezas soldadas. El primero se puede eliminar mediante un revenido a corto plazo a 650-815 °C. Este tipo de acero tiene una resistencia obviamente menor que el acero inoxidable martensítico y se utiliza principalmente para fabricar piezas resistentes a la corrosión, ampliamente utilizado en las industrias del ácido nítrico y fertilizantes nitrogenados.
c、 Acero inoxidable austenítico
Al añadir un 8-11% de Ni al acero que contiene un 18% de Cr, se obtiene acero inoxidable austenítico. El 1Cr18Ni9 es el grado de acero más típico. Este tipo de acero expande la región de la austenita debido a la adición de níquel, lo que resulta en una estructura austenítica monofásica metastable a temperatura ambiente. Debido a su alto contenido de cromo y níquel y su estructura austenítica monofásica, tiene una mayor estabilidad química y mejor resistencia a la corrosión que el acero inoxidable al cromo, lo que lo convierte en el tipo de acero inoxidable más utilizado en la actualidad.
El acero inoxidable 18-8 presenta una estructura de austenita+carburo en estado recocido. La presencia de carburos puede causar un daño significativo a la resistencia a la corrosión del acero. Por lo tanto, se utiliza comúnmente un método de tratamiento de solución, que consiste en calentar el acero a 1100 ℃ y luego enfriarlo con agua para disolver los carburos en la austenita obtenida a altas temperaturas. Mediante un enfriamiento rápido, se obtiene una estructura de austenita monofásica a temperatura ambiente.
El acero inoxidable comúnmente conocido se refiere al acero inoxidable ferrítico y al acero inoxidable martensítico. Se utiliza para distinguirlo del acero inoxidable austenítico más comúnmente utilizado con buen rendimiento de prevención de la oxidación.
d. Acero inoxidable dúplex austenítico-ferrítico
Es un acero inoxidable con estructuras de austenita y ferrita, cada una representando aproximadamente la mitad. En el caso de bajo contenido de C, el contenido de Cr está entre el 18% y el 28%, y el contenido de Ni está entre el 3% y el 10%. Algunos aceros también contienen elementos de aleación como Mo, Cu, Si, Nb, Ti, N, etc. Este tipo de acero combina las características del acero inoxidable austenítico y ferrítico. En comparación con el acero inoxidable ferrítico, tiene mayor plasticidad y tenacidad, no presenta fragilidad a temperatura ambiente, una resistencia a la corrosión intergranular y un rendimiento de soldadura significativamente mejorados. Al mismo tiempo, mantiene la fragilidad a 475 ℃ y la alta conductividad térmica del acero inoxidable ferrítico, y presenta características como la superplasticidad.
En comparación con el acero inoxidable austenítico, tiene mayor resistencia y una resistencia significativamente mejorada a la corrosión intergranular y a la corrosión bajo tensión por cloruros. El acero inoxidable de doble fase tiene una excelente resistencia a la corrosión por picaduras y también es un acero inoxidable que ahorra níquel.
¿Cómo distinguir entre productos de acero inoxidable y "hierro inoxidable"?
Identificación por marcas: Muchos productos de acero inoxidable tienen sellos de acero en sus superficies, como 13-0, 18-8, etc. El número antes de la línea corta indica el contenido de cromo del producto, y el número después de la línea corta indica el contenido de níquel del producto. Como 13-0, solo contiene cromo y no níquel, comúnmente conocido como "hierro inoxidable"; y 18-8 indica que el producto contiene tanto cromo como níquel, lo que es acero inoxidable. Por negociación de voz: golpear productos de acero inoxidable o "hierro inoxidable" también se puede utilizar como método de juicio. Atraer con imanes permanentes: El verdadero acero inoxidable no es atraído por los imanes, mientras que el "hierro inoxidable" puede ser atraído por los imanes. Aunque existen diferencias en las propiedades entre el "hierro inoxidable" y el acero inoxidable, su resistencia a la corrosión es significativamente mejor que la de los utensilios de cocina de hierro forjado y hierro fundido.