Los aceros inoxidables austeníticos

Los aceros inoxidables austeníticos tienen la mejor resistencia a la corrosión de todos los aceros inoxidables y tienen excelentes propiedades criogénicas y buena resistencia a altas temperaturas, es el grado de acero inoxidable más utilizado.

Características de los aceros inoxidables austeníticos

Poseen una microestructura cúbica centrada en la cara (fcc) por lo tanto no es magnética y se pueden soldar fácilmente. Esta estructura cristalina de austenita se logra mediante adiciones suficientes de los elementos estabilizadores de austenita como níquel, manganeso y nitrógeno. Los aceros austeníticos contienen altos niveles de cromo (>16%) y níquel (>6%) y bajos niveles de carbono (<0.1%).

¿Se pueden magnetizar?

Sí, siempre y cuando tenga una deformación plástica y la austenita se convierta en martensita revenida. Por ejemplo, en los lavabos de inoxidable 304, el fondo no es imantable (nula deformación) y sin embargo en los bordes donde ha sufrido una deformación plástica, llega a imantarse.

El acero austenítico en la forja

Proceso de forja. Para mejorar las propiedades mecánicas, una de las maneras es la de intentar forjar el acero austenítico lo más frio posible, ya que el grano crece con la temperatura (exponencialmente), tiempo (linealmente) y con el mayor grado de reducción, ya que es el único proceso donde podemos afinar el tamaño de grano. Cuanto más grande sea el tamaño de grano, es mejor para la corrosión, ya que hay menos bordes de grano (juntas) donde se genera la corrosión, pero sin embargo es peor para las propiedades mecánicas. Por lo tanto, hay que buscar un equilibrio en cuanto a tamaño de grano.

Una vez forjadas es recomendable enfriar las piezas de acero austenítico rápidamente en agua, para no dejar tiempo para generar los carburos de Cromo. En el caso de que se haya enfriado al aire (velocidad lenta), se pueden generar los carburos, pero después en tratamiento térmico posterior hay posibilidad de disolverlas.

En las calidades A182F316L y A182F304L “Low” bajo contenido en Carbono ≤ 0.03%, al tener tan poco Carbono, hay menos peligro de generar Carburos de Cromo, mientras que en los “High”, hay más probabilidad.

Tratamiento térmico de este acero inoxidable austenítico

Proceso de tratamiento. La función del tratamiento térmico, únicamente es la de disolver los distintos tipos de carburos y puede aumentar el tamaño de grano de la austenita, que no nos interesa para lograr las propiedades mecánicas. Se calienta a una temperatura elevada (>1040ºC) se mantiene hasta disolver los carburos y después hay que congelar la estructura, enfriándolo en agua para que al Carbono no le dé tiempo para unirse con el Cromo. El Cromo tiene que estar disuelta para que el material tenga unas buenas propiedades de corrosión.

El material en este estado, tendría unas buenas propiedades de corrosión, pero en un proceso posterior de soldadura, unión entre tubo y brida, puede llegar a una temperatura de alrededor de los 600ºC. Por lo tanto, hay probabilidades de generar carburos de Cromo y que el material pierda parte de la resistencia a la corrosión.

¿Qué pasa con los aceros inoxidables austeníticos estabilizados?

➤ ¿Qué tienen los aceros austeníticos de diferente?

Respecto a un austenítico normal, tienen elementos como Niobio (347) o Titanio (321) que tienen una mayor afinidad con el Carbono que con el propio Cromo. Por lo tanto, todo el Carbono se consume con Nb y Ti y el Cr queda disuelto permanentemente. Los niveles de Nb y Ti siempre son superiores al C y por ello se pide con valores mínimos de 4, 5, 10… veces más que el Carbono, para asegurar que se consuma todo el Carbono

➤ ¿Cómo se logra?

Para ello es necesario ver las imágenes 1 y 2. Cuando el material tiene disuelto todo tipo de carburos, se calienta de nuevo a una temperatura alrededor de los 870ºC y se mantiene para generar los carburos de Nb o Ti, consumiendo todo el carbono. Una vez generadas se enfría al aire. Después, aunque el material llegue a una temperatura de 600ºC (por soldadura o algún otro factor), no hay carbono suelto, por lo tanto, el cromo queda disuelta dándole al material una gran resistencia frente a la corrosión.