ACEROS INOXIDABLES Flashcards
¿Qué son los aceros inoxidables y para qué están diseñados?
Los aceros inoxidables son aceros altamente aleados diseñados para resistir la corrosión en diversas condiciones. Están diseñados para mantener su resistencia a la corrosión en una variedad de entornos.
¿Qué factores determinan la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables?
La resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables depende de la composición química, los tratamientos térmicos, los métodos de fabricación y otros factores, como la pasividad y la estabilidad de la capa protectora.
¿Qué es la corrosión y cuál es su causa?
La corrosión es el deterioro de los materiales debido a la acción química del entorno. Los metales, excepto los nobles, reaccionan formando óxidos o disolviéndose cuando se exponen a medios corrosivos.
¿Cuáles son los dos grandes tipos de corrosión?
Los dos grandes tipos de corrosión son la corrosión generalizada, que afecta uniformemente a la superficie del metal, y la corrosión localizada, que daña zonas específicas de la superficie de forma más rápida.
¿Qué es la corrosión galvánica y cómo se puede prevenir?
Es un tipo de corrosión localizada. Ocurre cuando dos metales diferentes están en contacto en presencia de un electrolito, generando una corriente eléctrica. Se puede prevenir seleccionando aleaciones cercanas en la serie galvánica (electroquímica), asegurando áreas de superficie metálica en contacto aproximadamente iguales y prefiriendo piezas de unión de aleaciones más nobles.
¿Qué es la corrosión por picado y cuáles son sus factores de severidad?
La corrosión por picado implica la formación de pozos en forma de túneles en la superficie metálica. Los factores de severidad incluyen la presencia de iones Cl-, alta temperatura y baja velocidad de circulación del fluido.
¿Cómo se evalúa la resistencia de un acero inoxidable a la corrosión por picado?
La resistencia a la corrosión por picado se evalúa utilizando el índice de picado (PRE), que se calcula como
IP (PRE) = %Cr + 3.3 %Mo + X %N,
donde X es un valor específico dependiendo del tipo de acero inoxidable.
➔ X=0 para aceros inoxidables ferríticos (pues el N es prácticamente insoluble en
la ferrita a temperatura ambiente)
➔ X=16 para aceros inoxidables dúplex
➔ X=30 para aceros inoxidables austeníticos
¿Qué es la corrosión en rendijas y cómo se relaciona con la circulación deficiente de fluido? ¿Qué mejoras se pueden implementar para prevenirla?
La corrosión en rendijas ocurre en áreas con circulación de fluido deficiente. Se debe a la creación de una “celda de aireación diferencial” cuando el oxígeno se agota en ciertas zonas debido a la circulación deficiente. Para prevenirla, es necesario un diseño adecuado de la pieza.
¿Qué es la corrosión bajo tensión (CBT) o Stress Corrosion Cracking (SCC) y cuáles son las consecuencias de este tipo de corrosión?
La corrosión bajo tensión ocurre cuando tensiones de tracción y un medio específico generan fisuras en el material que se propagan de manera frágil sin deformación plástica previa. Puede dar lugar a fallas catastróficas sin evidencia previa de disminución de la capacidad de soportar las tensiones.
¿Qué es la corrosión intergranular y cuándo puede ocurrir? Describa el proceso de sensibilización y sus factores influyentes.
La corrosión intergranular está relacionada con la precipitación de carburos ricos en Cr en los bordes de grano de la estructura del acero. La sensibilización puede ocurrir en situaciones donde los aceros se exponen a altas temperaturas y no se enfrían lo suficientemente rápido para evitar la precipitación de carburos.
¿Cómo se utiliza la serie electroquímica para comprender mejor la corrosión y la resistencia a la misma?
La serie electroquímica clasifica los metales según su tendencia a intercambiar iones y disolverse en un medio específico, lo que ayuda a comprender su resistencia a la corrosión en diferentes entornos.
¿Por qué el hierro no se considera un metal resistente a la corrosión en términos generales?
El hierro no se considera resistente a la corrosión porque no es uno de los metales más nobles y es susceptible a corroerse en comparación con otros metales con potenciales más positivos.
¿Podría explicar el concepto de pasividad y su influencia en la resistencia a la corrosión?
La pasividad implica la formación de una capa pasivante en la superficie del metal que actúa como un aislante. Cuando un metal se expone a un potencial eléctrico que supera un valor crítico conocido como “potencial de pasivación”, una película extremadamente delgada de óxido se forma en la superficie del metal. Esta capa influye en la resistencia a la corrosión al reducir significativamente la velocidad de corrosión del metal.
¿Cuáles son los factores que contribuyen a la formación de una capa pasivante en un metal?
La composición química del metal, las heterogeneidades en el material y el entorno corrosivo son factores que contribuyen a la formación de la capa pasivante.
¿Qué importancia tiene la zona pasiva en la curva de polarización anódica?
La zona pasiva en la curva de polarización anódica representa el rango de potencial en el que el metal se encuentra en su estado pasivo. La comprensión de esta zona es crucial para evaluar la resistencia a la corrosión de un metal.
¿Cuál es el papel del cromo en la composición química de los aceros inoxidables y su influencia en la resistencia a la corrosión?
El cromo es un elemento crucial en los aceros inoxidables, ya que forma una capa de óxido de cromo que actúa como capa pasivante, mejorando significativamente la resistencia a la corrosión.
¿Cómo influyen la composición del medio corrosivo y el pH en la formación de la capa pasivante?
La composición del medio corrosivo y el pH pueden influir en la formación y estabilidad de la capa pasivante, ya que ciertos medios pueden desestabilizar o dañar esta capa.
- La presencia de agentes oxidantes en el medio corrosivo favorece una capa pasiva continua y estable.
- El pH del medio también influye en la formación de la capa pasivante, siendo más difícil en medios ácidos.
¿De qué manera la temperatura y la velocidad de circulación del medio impactan en la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidables?
La temperatura y la velocidad de circulación del medio pueden afectar la formación y estabilidad de la capa pasivante, así como la velocidad de corrosión del acero inoxidable.
- La temperatura afecta la formación de la capa pasivante, con un aumento de la temperatura disminuyendo la resistencia a ciertos tipos de corrosión localizada.
- La velocidad relativa entre el medio y la superficie metálica es crucial, ya que una mayor velocidad de circulación del medio mejora la capa protectora, hasta cierto punto, ya que puede ocurrir erosión-corrosión a altas velocidades de circulación.
¿Qué es la erosión-corrosión y en qué condiciones puede ser problemática?
La erosión-corrosión es un proceso en el que la combinación de desgaste mecánico y corrosión afecta a los materiales. Puede ser problemática en sistemas con alta velocidad de flujo de líquido o partículas abrasivas.
¿Cómo afecta la velocidad de circulación del medio a la formación de la capa pasivante en los aceros inoxidables?
Una velocidad de circulación adecuada del medio puede contribuir a la formación y estabilidad de la capa pasivante, mientras que una circulación deficiente puede llevar a la corrosión localizada.
¿Cuáles factores relacionados con el diseño y la fabricación pueden contribuir a la corrosión localizada en los aceros inoxidables?
El diseño de piezas con geometrías complicadas, creación de rendijas y áreas de difícil acceso, y la falta de consideración de la circulación del fluido son factores que pueden contribuir a la corrosión localizada.
¿Por qué la precipitación de carburos de cromo es un fenómeno crucial en los aceros inoxidables y cuándo puede ocurrir?
La precipitación de carburos de cromo puede ocurrir en los bordes de grano, lo que disminuye la resistencia a la corrosión. Puede suceder cuando los aceros están expuestos a altas temperaturas sin un enfriamiento adecuado.
¿Cuáles son los tipos de aceros inoxidables?
Hay cuatro tipos de aceros inoxidables: austeníticos, ferríticos, martensíticos y dúplex (austenoferríticos).
¿Cuáles son las ventajas clave de los aceros inoxidables austeníticos que los hacen ampliamente utilizados en aplicaciones industriales?
Los aceros inoxidables austeníticos son ampliamente utilizados debido a su excelente equilibrio entre propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y precio. Entre sus ventajas clave se encuentran su mayor ductilidad, ausencia de transición dúctil-frágil, alta tenacidad incluso a bajas temperaturas y resistencia a la corrosión. Además, son adecuados para aplicaciones criogénicas y de alta temperatura.
¿Cuáles son las diferencias entre los aceros inoxidables austeníticos comunes y los superausteníticos en términos de composición?
Los aceros inoxidables austeníticos comunes contienen cromo, níquel, molibdeno y a veces nitrógeno. Los superausteníticos aumentan el contenido de cromo, níquel, molibdeno y nitrógeno para mejorar aún más la resistencia a la corrosión en entornos agresivos.
¿Por qué es necesario recurrir a elementos gamágenos para estabilizar la fase austenítica en los aceros inoxidables austeníticos?
El cromo es un componente clave en los aceros inoxidables austeníticos, pero es un elemento alfágeno (con estructura BCC) a temperatura ambiente. Para estabilizar la fase austenítica (con estructura FCC), se requieren elementos gamágenos como el níquel (Ni), el carbono (C) y el nitrógeno (N) que amplíen el campo austenítico y mantengan la estructura a temperatura ambiente.
¿Cuáles son las ventajas de una estructura FCC (cúbica centrada en el cuerpo) en términos de propiedades mecánicas y resistencia a la corrosión?
La estructura FCC proporciona mayor ductilidad, menor tensión de fluencia, ausencia de transición dúctil-frágil, alta tenacidad, y mayor resistencia a la corrosión en comparación con las estructuras BCC. La alta solubilidad y menor difusión de elementos intersticiales como el carbono y el nitrógeno en una estructura FCC ayudan a prevenir la formación de carburos de cromo, lo que mejora la resistencia a la corrosión.
¿Cuáles son los elementos gamágenos utilizados para estabilizar la austenita en los aceros inoxidables austeníticos y cuál se considera el más adecuado?
Los elementos gamágenos utilizados para estabilizar la austenita en los aceros inoxidables austeníticos incluyen el carbono (C), el nitrógeno (N) y el níquel (Ni). El níquel se considera el gamágeno más adecuado, ya que estabiliza la austenita a bajas temperaturas y ofrece ventajas adicionales en términos de resistencia a la corrosión y tenacidad, a pesar de su costo.
