El acero, la aleación más utilizada en el mundo y tan importante que podría iniciar otras guerras comerciales entre los países. También es la aleación con la gama más amplia de clasificaciones que hacen que sea imposible mantener todos los tipos de grados de aceros al alcance de la mano.
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La diferencia más básica proviene del nombre de estas dos aleaciones. Acero de alto carbono y acero inoxidable . ¿Qué piensas al mirar estos nombres? Obviamente, uno de ellos tiene un alto contenido de carbono y el otro no tiene manchas. Pero hay más metalurgia que solo nombres.
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Comencemos con aceros con alto contenido de carbono:
Por el nombre, podemos decir con seguridad que el carbono es el elemento de aleación más importante aquí. Los otros elementos de aleación están en cantidades mucho más bajas. Estos tienen alto contenido de carbono. ¿Pero preguntarás qué tan alto es? Voy a decepcionarte diciendo que no más del 2% (por encima del 2% se clasifica como hierro fundido, por lo que las fases presentes en el material cambiarán por encima del 2%, como se ve en el diagrama de fases a continuación) [Además, hay también es acero de carbono ultra alto que tiene 1–2% de carbono y carbono alto tiene carbono de 0.6–1%, para ser más precisos]
Este diagrama de fase puede ser difícil para una persona sin antecedentes en ciencia de materiales. Entonces, para aquellos que quieran saber más sobre esto, revisen estos enlaces:
Diagrama de fases – Wikipedia
Diagrama de Fase de Carbono de Hierro; http://www.iitk.ac.in/tkic/slide…
Por lo tanto, en su mayoría, los aceros con alto contenido de carbono tendrán principalmente carbono y algunas otras adiciones de aleación menores para controlar algunas otras propiedades. Las fases [la forma en que existen el hierro y los carburos] presentes en su mayoría son ferrita, perlita, bainita, martensita. El procesamiento del acero en particular determinará qué fases en qué cantidad están presentes.
Los aceros con alto contenido de carbono pueden sufrir transformaciones de fase cuando se calientan a más de ~ 700 grados Celsius. Esto hace posible el tratamiento térmico de estos aceros para cambiar sus propiedades. Esto es lo que hace que estos aceros sean tan ampliamente utilizados. Puede producir estos aceros en un gran horno y luego separar este acero fundido en varias líneas de producción para obtener diferentes variedades con diferentes rangos de propiedades al mismo tiempo. Vea los ahorros de tiempo y costo y la eficiencia en la producción. Las capacidades de tratamiento térmico junto con muy pocos elementos de aleación hacen de los aceros con alto contenido de carbono uno de los materiales más baratos y ampliamente disponibles en el mundo.
Debido al alto contenido de carbono y si produce este acero con altas cantidades de bainita y martensita, obtendrá un acero con una resistencia muy alta ([matemática]> [/ matemática] 1000 MPa). También variando la cantidad de fases, cambia el rango de ductilidad y valores de resistencia posibles para estos aceros. Por lo tanto, debido al bajo costo y la gran extensión de propiedades hace que estos aceros sean tan ampliamente utilizados. Se usa ampliamente en motores automotrices para revestimientos, resortes, cables de alta resistencia y muchas otras aplicaciones.
Por lo que parece, este acero parece un material bastante agradable, pero tiene un gran inconveniente: la CORROSIÓN .
El hierro cuando se expone al aire y a la humedad puede sufrir corrosión muy rápido. La corrosión uniforme aún puede ser soportada y prevenida por recubrimientos. Pero en entornos extremos surgen otras formas de corrosión, como la corrosión por picaduras, que son más peligrosas. La única forma de reducir esta corrosión es tener un material que pueda dar una capa protectora. Esta capa protectora puede ser óxido del material mismo, que se adhiere a la superficie y evita una mayor entrada de oxígeno y humedad. Con los aceros con alto contenido de carbono esto no es posible porque el óxido de hierro no se adhiere a la superficie para protegerlo.
Uno de los elementos que forma óxidos muy adherentes es el cromo. El óxido de cromo se adhiere muy bien a la superficie del hierro. Además, cuando el oxígeno tiene que elegir a dónde ir: hacia el hierro o el cromo, siempre irá al cromo. Entonces, pensaron los metalúrgicos, ¿qué pasa si tenemos suficiente contenido de cromo en las aleaciones de hierro, entonces obtenemos una capa protectora continua de óxido de cromo?
Con esto en mente, probaron muchas composiciones diferentes para obtener un contenido umbral de cromo. Finalmente encontraron que por encima del 12% de cromo, el recubrimiento protector es continuo y adherente. Y los aceros con [matemática]> [/ matemática] 12% Cr se denominaron Inoxidables porque no se corroían en condiciones normales y permanecían ‘impecables’ o ‘inoxidables’.
Por lo tanto, los aceros inoxidables tienen un alto contenido de Cr, el otro elemento de aleación es el carbono por razones de resistencia. Luego, en algunos casos, hay níquel y manganeso presentes para obtener la fase de austenita. Estos grados austeníticos son básicamente grados con mejor ductilidad y algunas propiedades especiales de resistencia a la corrosión en entornos específicos.
Generalmente, estos aceros no son tratables térmicamente, porque los cambios de fase mencionados para los aceros con alto contenido de carbono no ocurren en estas aleaciones debido al alto contenido de elementos de aleación, lo que hace que la ferrita o la austenita sean muy estables. Pero, precaución! Si el contenido de carbono es demasiado alto y los mantiene a altas temperaturas, comenzarán a formar carburos que reducirán la resistencia a la corrosión.
En cuanto a la fuerza, pueden ser tan fuertes ([matemáticas]> [/ matemáticas] 600MPa), pero no más fuertes que los aceros al carbono.
El factor más importante que realmente marca la diferencia entre estos dos tipos de aceros es el costo . Debido a los elementos de aleación caros como Cr, Ni, son muy costosos y, por lo tanto, solo se usan en aplicaciones especializadas donde la resistencia a la corrosión es muy importante.
Los grados más bajos y más baratos de aceros inoxidables se usan ampliamente en nuestras cocinas.
Las otras aplicaciones especializadas son: instrumentos quirúrgicos, implantes, oleoductos, barcos e industria marina.
