Defectos y su eliminación del acero inoxidable.

Características generales

Los productos de acero inoxidable están diseñados para trabajar en ambientes agresivos a temperatura normal o alta. El principal requisito que se impone a los aceros inoxidables es la resistencia a la corrosión, que depende de la composición de la aleación, de su estado estructural, de la agresividad del medio corrosivo y de las cargas que actúan. La resistencia a la corrosión se debe a la formación, en la superficie del producto, de una fuerte película pasiva que impide la penetración de la sustancia corrosiva en las capas más profundas del acero inoxidable.

Cromo

El cromo es uno de los agentes pasivantes más fuertes en ambientes oxidantes. Forma la película de óxido de cromo invisible más delgada en la superficie de la aleación que tiene varias capas atómicas de espesor. La densidad de la película y las propiedades de resistencia a la corrosión del acero inoxidable aumentan a medida que aumenta el porcentaje de cromo. Con 12-13% de Cr, el acero se vuelve inoxidable, es decir , resistente a la humedad atmosférica y del suelo. Aumentar el contenido de cromo al 28-30% hace que la aleación sea resistente en ambientes altamente agresivos. El cromo es un elemento formador de ferrita, por lo que los aceros con un alto contenido de cromo (16-30 %) se refieren a la clase de ferrita. Su resistencia a la ferrita los hace inmunes al endurecimiento, por lo que se caracterizan por tener propiedades de baja resistencia, lo que limita su campo de aplicación. Los aceros puramente ferríticos a base de 25-28 % de Cr (X25, X28, etc.) con pequeñas adiciones de titanio o nitrógeno (para el refinado del grano) se utilizan como aceros resistentes al calor y sin carga.

Resistencia y ductilidad

Estas cualidades del metal dependen de muchos factores: la estructura cristalina, la energía de enlace de los átomos en la red cristalina, la pureza del metal, la composición química, la pureza de los límites y otros factores. Según los conceptos modernos, la resistencia a la deformación plástica está determinada principalmente por el número de imperfecciones en la estructura de la red cristalina, principalmente por dislocaciones. Se puede lograr una alta resistencia reduciendo o, por el contrario, aumentando significativamente el número de dislocaciones.

Fortalecimiento

La cuestión de crear materiales libres de defectos en condiciones prácticas aún no se ha resuelto, pero el fortalecimiento mediante el aumento del número de dislocaciones y otras imperfecciones se usa ampliamente. El endurecimiento de los aceros inoxidables, que son soluciones sólidas, resulta de la interacción de átomos de impurezas -que no forman la red de la solución sólida básica- con dislocaciones. Sin embargo, el bloqueo por cizallamiento por partículas altamente dispersas de otra fase que aparecen como resultado de la aleación y el tratamiento térmico adecuado endurece el acero en mayor medida. El mayor reforzamiento corresponde a una estructura fina con separación de segunda fase de 20-50 nm (200-500 A), distribuida uniformemente en todo el volumen del grano. El crecimiento de las precipitaciones hasta 100 nm (1000 A) y más conduce al ablandamiento del acero.

Aceros Martensíticos

Los aceros al cromo martensíticos con bajo contenido de cromo (12-18%) se utilizan cuando se requiere resistencia a la corrosión y alta resistencia. Estos aceros se pueden templar. Su contenido en carbono suele ser del 0,1-0,4% (aceros 1X13-4X13). El contenido de carbono se puede aumentar al 1% (acero 9X18) si es necesario para obtener una alta dureza después del endurecimiento. Los aceros de este tipo se utilizan para fabricar cuchillos, tijeras, herramientas quirúrgicas, moldes de plástico y los aceros con alto contenido de carbono se utilizan para fabricar cojinetes de bolas que trabajan en ambientes corrosivos. Pero todos son inadecuados para altas temperaturas.

aleación
A medida que aumenta la temperatura, la unión de los átomos en la red cristalina se debilita, la movilidad de difusión de los átomos aumenta y la fase de fortalecimiento (principalmente carburos de cromo) renace: agrandados, esferoidizados, los elementos de aleación se redistribuyen entre la solución sólida y la fase de fortalecimiento. . Esto conduce a la pérdida de resistencia del acero inoxidable. La conservación a largo plazo de la resistencia a altas temperaturas se ve favorecida por el retraso de los procesos de difusión que se logra mediante una aleación óptima.

Técnica de fundición

Para mejorar la calidad de la superficie del lingote y reducir la porosidad del titanio, el acero inoxidable debe colarse a alta velocidad, la superficie del metal en el molde debe protegerse con una atmósfera reductora o escoria y el chorro de metal durante la colada con gases inertes.

Precio de compra

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