Aceros inoxidables y corrosión intergranular

Aceros inoxidables y corrosión intergranular

El grado denominado (según la norma europea) EN 1.4571 es el acero inoxidable de tipo 316Ti. Puede denominarse grado básico de acero tipo 316 (1.4401) con una adición estabilizadora. Esa adición es el titanio. El papel del titanio en este acero es fundamental. Este elemento es especialmente importante en el proceso de calentamiento del producto a una temperatura máxima de 815°C. Cuando se añade titanio, se reduce el riesgo de aparición de la corrosión intergranular. El titanio, junto con el carbono, genera los carburos adecuados que impiden la formación de carburos de cromo. Esto mantiene la concentración de cromo a un nivel constante, de modo que no se produce el fenómeno de la corrosión intergranular.

¿Qué es la corrosión intergranular (intergranular corrosion)?
Ésta se produce cuando la solución ataca los bordes de los granos sin perturbar su interior. Se le conoce también como disolución selectiva de los bordes de los granos, o de las zonas adyacentes debido al proceso de corrosión. El desencadenante de este proceso es la diferencia de potencial entre el borde del grano empobrecido en Cr (cromo), en el caso de los carburos de cromo – el ánodo, y la inclusión, la fase intermetálica o las impurezas que se forman en el borde del grano. Esta diferencia de potencial depende de la composición química y del tratamiento térmico. Esta corrosión progresa desde la superficie hacia el interior del metal. A continuación, la resistencia y la ductilidad disminuyen bruscamente. Una muestra de material afectado por este tipo de corrosión no emitirá ningún sonido metálico y, cuando se intente doblar, se agrietará. En casos especiales, puede convertirse en polvo. Este tipo de corrosión es muy peligrosa. El alcance exacto de esta corrosión resulta muy difícil de determinar. Esta corrosión se evalúa mediante un examen microscópico y midiendo el aumento de la resistencia eléctrica.

Existe también otra forma de contrarrestar la corrosión intergranular. Se trata de una reducción radical de la concentración de carbono en el acero. Esta limitación llega incluso hasta un nivel del 0,03 %. Esto condujo al desarrollo de otro grado de acero, el denominado 316L (1.4404). En comparación con el grado básico 316 (1.4401), en este grado la concentración de carbono se ha reducido considerablemente. Gracias a estos tratamientos, los aceros 316Ti y 316L se caracterizan por una mayor resistencia a la corrosión intergranular.

El titanio contenido en el grado de acero 316Ti (EN 1.4571) aumenta las capacidades mecánicas a altas temperaturas, superiores a 590 °C. Por lo tanto, siempre que el entorno de utilización esté expuesto a altas temperaturas, el uso del acero de grado 1.4404 no está plenamente justificado. Del mismo modo, en un entorno de trabajo a temperatura ambiente, el grado 1.4571 muestra una conformabilidad inferior a la del acero 1.4404. Además, el grado 316Ti es más difícil de pulir y tiene una capacidad de mecanizado menor que el 316L. Esto se debe a la presencia de carburos de titanio en el 1.4571. La soldabilidad de ambos aceros (316Ti y 316L) es similar. Las diferencias en este ámbito son poco apreciables.

Los aceros inoxidables 1.4404 y 1.4571 ha sido probados a temperaturas muy bajas. Los resultados muestran que ambos grados pueden utilizarse en criogenia, ya que en esta aplicación se requiere una elevada resistencia al impacto. A temperaturas inferiores a 200 °C, se recomienda el uso de grados de acero con bajo contenido en carbono, tales como el 1.4301 y el 1.4404, entre otros.

A diferencia de los aceros austeníticos clásicos, los aceros de tipo dúplex y súper dúplex presentan una resistencia a la tracción mucho mayor. Ésta suele ser aproximadamente el doble del límite elástico, mientras que para los aceros austeníticos esta relación es solo de 0,35 aproximadamente. La comparación es favorable al acero dúplex, ya que el límite elástico es la principal magnitud de diseño para los constructores. Cuando se trabaja a temperaturas elevadas, cabe esperar una disminución del límite elástico, debido al debilitamiento del efecto reforzante del nitrógeno. Esto se debe a que los átomos de nitrógeno disueltos en la austenita se vuelven más móviles y, por tanto, menos capaces de bloquear el movimiento de las dislocaciones.