EL 1.4301 DE UN VISTAZO
¿Qué tipo de acero es el 1.4301?
El acero inoxidable 1.4301 (X5CrNi18-10) es un acero austenítico, también conocido como acero 18/8 debido a su composición de 18 % de cromo y 8 % de níquel. Tiene buena trabajabilidad, soldabilidad, resistencia al calor, fuerza y buenas características mecánicas a bajas temperaturas, así como buena trabajabilidad a altas temperaturas, por ejemplo, al estampar y doblar.
La combinación de bajo límite elástico y alto alargamiento es una ventaja en la fabricación de piezas como fregaderos y ollas o cuerpos huecos. El acero inoxidable 1.4301 se puede moldear o laminar fácilmente en una gran variedad de formas para aplicaciones industriales, estructurales y de transporte.
Características
El acero inoxidable 1.4301 es uno de los aceros inoxidables más utilizados debido a su alta resistencia a la corrosión en una amplia gama de entornos y medios. Es fácil de moldear y soldar y no se vuelve magnético al recocido. El 1.4301 está disponible en muchas formas y tiene una superficie atractiva y fácil de limpiar.
- acero austenítico al cromo-níquel
- apto para embutición profunda
- se puede soldar
- se puede pulir
- acabado posible desde cepillado hasta pulido de alto brillo
- muy buena resistencia a la corrosión
- no es magnetizable
- maquinabilidad limitada
Posibilidades de aplicación
El acero inoxidable austenítico 1.4301, uno de los aceros inoxidables más utilizados, se puede utilizar en diversas aplicaciones y entornos en los que está expuesto a la humedad. Se utiliza en la industria alimentaria y de bebidas porque no es tóxico y es resistente a la corrosión.
Los electrodomésticos como fregaderos, hornos, vajillas y utensilios de cocina suelen fabricarse con 1.4301 por la estética y la durabilidad que tiene. El 1.4301 se utiliza a menudo para depósitos y tuberías en entornos sin una alta concentración de cloruros o haluros. En entornos sin presencia de cloruros, se puede utilizar para el revestimiento de intercambiadores de calor.
Gracias a sus propiedades no reactivas, este material se utiliza con frecuencia para instrumentos y dispositivos médicos. Las superficies atractivas y la resistencia a la corrosión lo convierten en la opción preferida para acentos estructurales y revestimientos en la industria del automóvil.
- industria alimentaria
- industria fotográfica
- industria de la pintura
- industria del petróleo
- industria del jabón
- industria papelera
- industria textil
- construcción de máquinas en general
- piezas torneadas
- construcción de grifería
- equipamiento de cocinas
decoraciones
1.4301 Valores estándar
Análisis químico:
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | N |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0,0 - 0,07 | 0,0 - 1,0 | 0,0 - 2,0 | 0,0 - 0,045 | 0 - 0,015 | 17,5 - 19,5 | 8,0 - 10,5 | 0,0 - 0,11 |
Denominación química:
X5CrNi18-10
Dureza de trabajo:
aprox. 195-215 HB (estado de suministro)
Dureza al suministrar:
máx. 215 HB
LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS DEL 1.4301
¿A qué grupo de aceros pertenece el 1.4301?
• Acero inoxidable austenítico
• Acero inoxidable resistente a la corrosión
• Acero inoxidable resistente a los ácidos
• Acero inoxidable
• Acero V2A
¿Es un acero inoxidable el 1.4301?
Con un contenido de cromo del 18 %, el material 1.4301 forma una capa protectora de óxido de cromo. Esta capa es pasiva y no reactiva, y sella y protege el hierro subyacente de las influencias externas. En caso de arañazos o daños, la capa de óxido es capaz de «curarse» a sí misma, siempre que haya suficiente oxígeno disponible.
Este proceso de renovación hace que el acero inoxidable sea más resistente al óxido que el acero normal. El 8 % de níquel aumenta la resistencia a la corrosión general y contribuye a la deformabilidad, así como al aspecto pulido y brillante.
La resistencia a la corrosión general del 1.4301
El material 1.4301 tiene una excelente resistencia a la corrosión en muchos entornos y en contacto con diversos medios corrosivos. La formación de carburos de cromo en los límites de grano y el consiguiente empobrecimiento de cromo en las zonas circundantes hacen que el 1.4301 sea susceptible a la corrosión intergranular. El 1.4301 presenta una buena resistencia a la corrosión en entornos naturales sin concentraciones de cloro y sal.
La corrosión en entornos con gas del 1.4301
En general, el acero inoxidable 1.4301 se puede utilizar en entornos con gases, aunque hay que tener en cuenta la composición, la concentración, la temperatura, la presión y otros factores antes de exponer este tipo de acero a dichos entornos. Mientras que el 1.4301 funciona bien en una atmósfera oxidante, no funciona tan bien en una atmósfera reductora, por ejemplo.
Por lo tanto, la resistencia a la corrosión del acero 1.4301 en entornos gaseosos depende del gas en cuestión, así como de las condiciones a las que se expone el acero.
La corrosión por picaduras del 1.4301
La resistencia a la corrosión por picaduras es importante en contacto con soluciones de cloruro o medios oxidantes, porque estas condiciones pueden facilitar la penetración en la capa pasiva de la superficie en algunos puntos. Un único punto de entrada profundo puede causar más daño que muchos puntos de entrada superficiales.
La corrosión intercristalina del 1.4301
La corrosión intercristalina se produce cuando precipitan carburos de cromo en los límites de grano durante un tratamiento térmico a temperaturas entre 450 y 850 °C. Debido al empobrecimiento en cromo, por ejemplo, en las soldaduras, ya no se puede formar una capa pasiva, y por lo tanto, es más susceptible a la corrosión. Por este motivo, los materiales adecuadamente sensibilizados no deben utilizarse en entornos corrosivos.
La corrosión atmosférica del 1.4301
El 1.4301 es adecuado para zonas urbanas y rurales. Sin embargo, en entornos industriales con una alta concentración de contaminantes industriales, como el azufre, o en entornos marinos con una alta concentración de sal, la resistencia a la corrosión del 1.4301 puede verse afectada.
Un mantenimiento regular, así como una superficie pulida o lisa, pueden dificultar la adhesión de impurezas al material. Si el material debe soportar entornos más agresivos, se tiene que considerar una capa protectora adicional u otro material.
La oxidación del 1.4301
La capa protectora de óxido de cromo del material 1.4301 impide que penetre oxígeno adicional y protege el acero de la corrosión bajo esta capa. Aunque es resistente a la corrosión a temperatura ambiente, si se expone de manera prolongada a altas temperaturas puede provocar una fuerte formación de escoria y reducir las características mecánicas debido al crecimiento del grano.
A temperaturas superiores a 850 °C, el 1.4301 puede experimentar una sensibilización que hace que el acero sea más susceptible a la corrosión intercristalina. Para restaurar el aspecto del 1.4301 cuando se oxida a altas temperaturas, se puede decapar o electropulir para eliminar la cascarilla.
El agrietamiento por corrosión por tensión del 1.4301
Los aceros austeníticos son susceptibles al agrietamiento por corrosión por tensión, que puede producirse a temperaturas superiores a 60 °C cuando el acero está sometido a tensiones de tracción o entra en contacto con soluciones que contienen cloruros.
¿Es magnetizable el acero inoxidable 1.4301?
Al ser un acero austenítico, el 1.4301 no es magnetizable.
La resistencia al desgaste del 1.4301
El acero inoxidable obtiene un 1 por su resistencia al desgaste en una escala en la cual 1 es baja y 6 es alta.
La resistencia térmica del 1.4301
El acero inoxidable 1.4301 tiene una buena resistencia a la corrosión en funcionamiento intermitente hasta 870 °C y en funcionamiento continuo hasta 925 °C. No se recomienda usarlo continuamente en el rango de 425 – 860 °C si después la resistencia a la humedad es importante.
LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DEL 1.4301
¿Es un acero para cuchillos el acero inoxidable 1.4301?
El acero inoxidable 1.4301 normalmente no se utiliza para fabricar cuchillos, ya que, debido a su bajo contenido en carbono, tiene una mala capacidad de corte y es difícil de afilar.
La dureza de trabajo del 1.4301
La dureza de trabajo del acero inoxidable 1.4301 oscila entre 195 – 215 HB (en el estado de suministro).
La densidad del 1.4301
La densidad habitual del acero inoxidable 1.4301 es de 7,8 g/cm3 a temperatura ambiente.
La resistencia a la tracción del 1.4301
El 1.4301 tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 690 N/mm2. Este valor es el resultado de un ensayo de tracción que muestra cuánta fuerza se necesita para que el material comience a estirarse o deformarse antes de romperse.
La maquinabilidad del 1.4301
Para mecanizar el acero inoxidable 1.4301 solo deben utilizarse herramientas adecuadas para mecanizar acero inoxidable. Las superficies y las herramientas se tienen que mantener limpias para evitar la contaminación cruzada. La contaminación del acero inoxidable 1.4301 puede introducir partículas que pueden atacar el material.
Los bordes de corte se tienen que mantener afilados, porque los bordes romos pueden favorecer un endurecimiento por deformación en frío excesivo. La baja conductividad térmica de los aceros austeníticos puede afectar a los bordes de corte, ya que el calor se concentra en ellos. Se deben utilizar lubricantes y refrigerantes en abundancia para evitar que se concentre calor en los bordes de corte.
La conductividad térmica del 1.4301
La conductividad térmica del material 1.4301 a una temperatura de 20 °C es de 15 W/(m*K).
Conductividad térmica
valor W/(m*K)
temperatura
15
20 °C
El coeficiente de dilatación térmica del 1.4301
La siguiente tabla muestra la dilatación o contracción a diferentes temperaturas. Se trata de una información muy importante, especialmente cuando se trabaja con altas temperaturas o con fuertes variaciones de temperatura.
Coeficiente de dilatación térmica medio
10-6m/(m*K)
a una temperatura de
16,1
20 °C
16,7
20 – 100 °C
17,2
20 – 200 °C
17,7
20 – 300 °C
18,1
20 – 400 °C
18,4
20 – 500°C
La capacidad térmica específica del 1.4301
La capacidad térmica específica del 1.4301 a temperatura ambiente es de 0,5 J/kg*K. Este valor indica la cantidad de calor necesaria para calentar una determinada cantidad de material en 1 kelvin.
La resistencia eléctrica específica del 1.4301
La siguiente tabla muestra la resistencia eléctrica específica del acero inoxidable 1.4301. La conductividad eléctrica es recíproca a la resistencia eléctrica específica.
Resistencia eléctrica específica
valor (Ohm*mm2)/m
a la temperatura de
~ 0,692
~ 20 °C
~ 0,758
~ 100 °C
~ 0,836
~ 200 °C
~ 0,907
~ 300 °C
~ 0,973
~ 400 °C
~ 1,02
~ 500 °C
ACERO CON ESTILO
PROCEDIMIENTO DEL 1.4301
El tratamiento térmico del 1.4301
A diferencia del acero inoxidable martensítico, el 1.4301 no se puede templar mediante tratamiento térmico, porque no se producen cambios de fase mientras se calienta y se enfría.
Las características del material se determinan durante el tratamiento térmico. Por lo tanto, siempre se tiene que realizar con cuidado. Se determinan características como la resistencia, la tenacidad, la dureza superficial y la resistencia a la temperatura, que a su vez pueden prolongar/mejorar la vida útil de piezas, herramientas y componentes.
El tratamiento térmico incluye el recocido por disolución, el recocido blando, el normalizado, el alivio de tensiones, pero también el revenido, el temple y el enfriamiento o el bonificado.
El recocido de disolución del 1.4301
Caliente el acero protegido a 890 °C y, a continuación, enfríe rápidamente el material con aire o agua fluyente. Este proceso disuelve todos los carburos de cromo que puedan haberse formado. El enfriamiento rápido da como resultado una estructura austenítica monofásica, la estructura preferida para el acero inoxidable 1.4301, y permite alcanzar la máxima resistencia a la corrosión.
El alivio de tensiones del 1.4301
Después de preprocesar el material, caliéntelo a 600 °C y manténgalo a esa temperatura durante 2 horas. Enfríelo lentamente hasta 500 °C y, a continuación, déjelo enfriar al aire libre. Si se reducen las tensiones por encima de 600 °C, existe el riesgo de sensibilización de los límites de grano, lo que conlleva una pérdida de resistencia a la corrosión.
El revenido del 1.4301
Seleccione la temperatura de revenido deseada, revenga el material dos veces y enfríelo a temperatura ambiente entre los procesos de revenido. No deje que la temperatura de revenido descienda por debajo de los 250 °C y mantenga la temperatura seleccionada durante al menos 2 horas. A una temperatura de revenido de 250 °C se consigue la mejor combinación de tenacidad, dureza y resistencia a la corrosión para este material.
El temple del 1.4301
Temperatura de precalentamiento: 600 – 850 °C
Temperatura de austenización: 1000 – 1050 °C, normalmente se trabaja a 1020 – 1030 °C
Las piezas deben protegerse contra la descarburación y la oxidación durante el proceso de temple.
El enfriamiento del 1.4301
Para obtener las mejores características, las piezas se tienen que enfriar lo más rápido posible, pero hay que tener cuidado de que la deformación no sea excesiva. Las piezas se tienen que revenir tan pronto como alcancen una temperatura de 50 – 70 °C.
• Lecho fluidizado o baño de sal a 250-550 °C, seguido de un enfriamiento en corriente de aire
• Vacío con sobrepresión suficiente
• Gas de alta velocidad / atmósfera circulante
EL TRATAMIENTO SUPERFICIAL DEL 1.4301
EL TRATAMIENTO SUPERFICIAL DEL 1.4301
A la hora de elegir el tratamiento superficial para el acero inoxidable 1.4301, se debe tener en cuenta el resultado deseado y la aplicación. Algunos tratamientos pueden influir positivamente en la resistencia a la corrosión, pero también negativamente. Por lo tanto, si la resistencia a la corrosión es una prioridad, se debe considerar un tratamiento superficial para mejorar la resistencia natural a la corrosión de esta calidad.
A continuación se enumeran algunos de los posibles tratamientos superficiales.
La nitruración del 1.4305
En general, es posible nitrurar aceros austeníticos, pero se considera muy difícil y se tiene que realizar en estado recocido. En estado templado, la nitruración puede formar burbujas y afectar a la resistencia a la corrosión. La capa de nitruración que se consigue es muy fina y esta calidad solo se debe nitrurar en casos excepcionales.
El pasivado del 1.4301
Durante el pasivado, se elimina el hierro libre de la superficie tratándola con una solución ácida, como ácido cítrico o nítrico. El pasivado crea una capa protectora de óxido que aumenta la resistencia a la corrosión de este material.
Pulir el 1.4301
Pulir la superficie del acero inoxidable 1.4301 permite obtener diferentes acabados, desde cepillado hasta alto brillo.
El chorro abrasivo del 1.4301
En este proceso, se proyectan partículas abrasivas a alta presión sobre la superficie. Este proceso se utiliza para eliminar impurezas, óxido, pintura o cascarilla de la superficie, o para conseguir una estructura superficial o un acabado.
El acero inoxidable 1.4301 se puede chorrear con perlas de vidrio o cerámica para conseguir una superficie mate o satinada.
El decapado del 1.4301
Las capas de óxido y las impurezas de la superficie se eliminan con una mezcla de ácidos fuertes. Este proceso se realiza habitualmente, por ejemplo, después de soldar.
Electropulir el 1.4301
El electropulido es un proceso químico no mecánico en el que se utiliza corriente eléctrica para eliminar una fina capa de material con el objetivo de conferir al material una superficie lisa y brillante. Este proceso no se debe confundir con el pasivado, que también es un proceso químico no mecánico, pero en el que no se utiliza electricidad.
El proceso PVD del 1.4301
En el tratamiento PVD (deposición física de vapor, PVD, por sus siglas en inglés Physical Vapor Deposition), se aplica una fina capa a la superficie del material. Este tratamiento puede conferir al acero un color único y mejorar las características de la superficie.
EL MECANIZADO DEL 1.4301
La electroerosión del 1.4301
El acero inoxidable 1.4301 se puede electroerosionar si se prepara, se seleccionan los electrodos y se ajustan los parámetros de mecanizado con cuidado.
Debido a la buena conductividad que tiene el 1.4301, se puede electroerosionar a una velocidad relativamente alta. Debido al contenido en cromo, la superficie puede presentar un aspecto rugoso, lo cual requiere un ajuste preciso de los parámetros de mecanizado o puede que sea necesario repasar adicionalmente.
Después de electroerosionar, se tiene que eliminar la capa de refundición, una capa fina blanca. Esto se puede hacer, por ejemplo, puliendo o electropulido las piezas.
Los cambios dimensionales del 1.4301
Dependiendo de la temperatura, la instalación y el refrigerante que se utilicen en el tratamiento térmico, hay que tener en cuenta cambios dimensionales de aproximadamente un 0,15 % por cada cara. También son importantes el tamaño y la forma geométrica de la pieza, y entre el mecanizado en bruto y el semiacabado se tienen que aliviar las tensiones.
El tratamiento criogénico del 1.4301
Dado que se trata de un acero austenítico, el tratamiento criogénico no tiene el mismo propósito que en el acero para herramientas. Refina la estructura del 1.4301 para aumentar la resistencia a la corrosión y mejorar las características mecánicas. Se puede aumentar el límite de elasticidad y el límite de fluencia, mientras que se mantiene la alta ductilidad con este tratamiento.
Aunque el tratamiento criogénico puede ser beneficioso, se debe tener en cuenta el procesamiento general y la compatibilidad.
Forjar el 1.4301
Las temperaturas para forjar el acero inoxidable 1.4301 oscilan entre 1100 – 1250 °C.
Caliente el material de manera uniforme hasta alcanzar el límite superior del rango de temperatura y forje mientras el material se enfría. Después de este proceso, deje que el material se enfríe al aire o en un entorno seco. Para equilibrar la estructura y las características mecánicas después de forjar, el material se tiene que someter a un recocido de disolución como se ha descrito anteriormente. De este modo, se eliminan las tensiones del proceso de forjar y se restaura la estructura austenítica.
Para evitar un endurecimiento por deformación en frío excesivo, se deben evitar las temperaturas de trabajo extremas y las bajas temperaturas durante la forja. Las altas temperaturas y la presencia de aire pueden provocar la formación de cascarilla, que se tiene que eliminar en función de la aplicación posterior y la superficie deseada. Para reducir la fricción, se deben utilizar lubricantes adecuados.
Soldar el 1.4301
El acero inoxidable 1.4301 se puede soldar con una amplia gama de procesos, como la soldadura con gas inerte de tungsteno (TIG) y la soldadura con gas inerte de metal (MIG) o la soldadura por arco metálico (SMAW) y la soldadura por resistencia.
Si se elige correctamente el material de aportación, la técnica y el tratamiento posterior a la soldadura, este material se puede soldar fácilmente. Se debe prestar atención a la temperatura adecuada, la dilatación térmica teniendo en cuenta la deformación, la corrosión intercristalina, las tensiones internas de soldadura, la formación de óxido y la sensibilización.
