Guía de materiales de acero inoxidable:uso de acero inoxidable en la creación rápida de prototipos

El acero inoxidable es un material ampliamente utilizado en muchas industrias debido a su versatilidad. Es una parte importante de la creación rápida de prototipos debido a propiedades como la resistencia a la tracción, la corrosión y las propiedades antioxidantes. El uso de acero inoxidable viene con la comprensión de sus muchas propiedades. Por lo tanto, existe la necesidad de una guía de selección de materiales de acero inoxidable que analice los tipos de acero inoxidable, los grados de acero inoxidable y las propiedades y usos.

En un intento por hacerlo más simple, este artículo actuará como una guía de selección de materiales de acero inoxidable. Discutirá extensamente los grados de acero inoxidable, las propiedades del material de acero inoxidable y varios tipos de acero inoxidable que puede usar para sus proyectos. También indicará cómo seleccionar los grados de acero inoxidable correctos para su uso en la creación rápida de prototipos. ¡¡¡Sigue leyendo!!!

¿Qué es el acero inoxidable?

El acero inoxidable es una aleación ferrosa con reconocidas propiedades mecánicas y características tales como propiedades anticorrosivas y antioxidantes. Tiene constituyentes primarios de hierro, carbono y cromo responsables de las propiedades anteriores. Este último es responsable de su propiedad antioxidante, que se manifiesta en sus atributos anticorrosivos y antioxidantes.

Propiedades del material de acero inoxidable

Los elementos que componen el material de acero inoxidable contribuyen significativamente a sus muchas propiedades mecánicas y químicas. En consecuencia, es un material importante en los procesos de creación rápida de prototipos, como la fabricación de láminas de metal, el mecanizado CNC, etc. Las propiedades del material de acero inoxidable que se enumeran a continuación dependen de los grados de acero inoxidable que desee utilizar. Sin embargo, a continuación se encuentran las propiedades generales del material de acero inoxidable comunes a cualquier grado que probablemente utilice.

• Propiedad anticorrosiva

Debido a la presencia de cromo, el acero inoxidable posee un alto nivel de propiedades anticorrosivas. Esta es una de las propiedades más importantes del material de acero que hace que el acero inoxidable sea ampliamente aplicable en muchos procesos de creación rápida de prototipos. Además, debido a la combinación de los elementos, puede soportar condiciones químicas y atmosféricas adversas.

• Alta resistencia a la tracción

Otra de las propiedades importantes del material de acero inoxidable es su alta resistencia a la tracción. En consecuencia, el acero inoxidable es muy aplicable en la fabricación de productos que pueden soportar el estrés y soportar más peso.

• Dureza y Tenacidad

En condiciones extremas, el acero inoxidable puede soportar y resistir la fricción y el roce. El acero inoxidable también puede absorber energía sin experimentar grietas o roturas bajo tensión.

• Ductilidad

El acero inoxidable puede soportar la tensión involucrada en un proceso de fabricación sin perder su forma debido a sus propiedades de alta ductilidad.

Cortar o dimensionar acero inoxidable sin usar máquinas de alta tecnología puede ser un problema porque el acero inoxidable es duro y disipa el calor rápidamente. Esto conducirá a piezas arruinadas y desperdicios costosos cuando sea necesario volver a trabajar.

Pros y contras de Acero Inoxidable

Con sus muchas propiedades, el acero inoxidable tiene muchos usos beneficiosos en diversas industrias. A continuación se presentan algunas ventajas de usar material de acero inoxidable en su próximo proyecto.

· Anticorrosión

El cromo es la aleación subyacente responsable de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Por lo tanto, el acero inoxidable es aplicable en la fabricación de productos utilizados en diferentes condiciones atmosféricas, cloro, ambientes alcalinos y ácidos para resistir la corrosión. Ejemplos de grados de acero inoxidable que tienen propiedades anticorrosivas son el grado 416, 316, 440, 2205, etc.

· Resistencia a la tracción

En comparación con otros tipos de metales, el acero inoxidable, como el grado 416, 431, etc., sigue siendo superior, ya que puede soportar la tensión y soportar más peso incluso en temperaturas extremas.

· Bajo mantenimiento

El valor a largo plazo del acero inoxidable supera el costo de compra inicial, ya que mantenerlo después de la fabricación es muy bajo.

· Resistente al calor

Los grados de acero inoxidable como el grado 2205, 416, 15-5 PH, etc., pueden soportar la incrustación de altas temperaturas; por lo tanto, es más adecuado para fabricaciones que probablemente estén expuestas a temperaturas extremas.

Sin embargo, aunque debido a sus propiedades tiene una amplia gama de aplicaciones, el acero inoxidable también tiene algunas desventajas. A continuación se presentan algunas desventajas de usar material de acero inoxidable en su próximo proyecto.

· Alto costo

Una desventaja significativa del acero inoxidable es su alto costo sobre otros tipos de acero debido a los elementos de aleación adicionales como el níquel, el cromo y otros que contiene. Estos elementos son los que le confieren sus propiedades anticorrosivas. El proceso utilizado en el acabado y pulido del acero inoxidable también es costoso.

· Manchas

Los productos fabricados con acero inoxidable no son a prueba de manchas, lo que reduce el atractivo de los productos fabricados con él.

· Difícil de fabricar

Dependiendo de los grados de acero inoxidable que esté utilizando, la fabricación puede ser un gran problema. Por lo tanto, debe comprender los diferentes grados de acero inoxidable antes de elegir el adecuado.

Diferentes tipos de acero inoxidable

Antes de decidir el grado de acero a utilizar para su proyecto, debe conocer los distintos tipos de acero inoxidable disponibles para su uso. Los diferentes grados de acero inoxidable tienen diferentes propiedades. En consecuencia, son opciones adecuadas en diferentes escenarios. A continuación se muestran los principales tipos de acero inoxidable y los grados de acero inoxidable que se encuentran debajo de ellos.

Acero inoxidable ferrítico

El acero inoxidable ferrítico se utiliza en aplicaciones de ingeniería debido a su resistencia superior. Contienen más hierro y cromo y pequeñas cantidades de otras aleaciones y poseen una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) similar al hierro puro o al acero al carbono.

Esta estructura hace que sea imposible endurecer el acero inoxidable ferrítico mediante tratamiento térmico. El acero inoxidable ferrítico también cuesta menos y es una excelente opción en aplicaciones donde la estética no es una prioridad.

El níquel, el manganeso, el silicio, el fósforo, el azufre y el titanio son elementos de aleación comunes que se encuentran en diferentes grados de acero ferrítico. Los siguientes son grados comunes de acero inoxidable en la familia de acero ferrítico:

· Grado 409

Este grado de acero inoxidable posee altas propiedades mecánicas y alta resistencia a la corrosión en temperaturas extremas. Se utiliza para escapes de automóviles y fabricaciones expuestas a altas temperaturas.

· Grado 416

Este grado de acero ferrítico es el más mecanizable entre los demás enumerados. En consecuencia, es aplicable en la fabricación de componentes mecanizados con tornillos, tuercas, ejes de bombas y motores, válvulas y engranajes.

· Grado 430

El acero inoxidable ferrítico grado 430 tiene una propiedad de corrosión moderada. También es resistente al calor y la oxidación. En consecuencia, es un grado de acero inoxidable común en la fabricación de productos utilizados en la industria alimentaria y en el hogar.

Aceros inoxidables austeníticos

Los aceros inoxidables austeníticos como el acero inoxidable 316 son uno de los grados de acero más populares del mercado. Tienen una estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC) y un alto contenido de cromo y níquel. Por lo tanto, son excepcionalmente propiedades anticorrosivas y no magnéticas, especialmente después del recocido.

El acero inoxidable austenítico también se desempeña bien en aplicaciones de baja temperatura debido a su alto contenido de níquel y se endurece por trabajo en frío. Por lo tanto, son aplicables en la fabricación de productos utilizados en la industria alimentaria y de procesamiento. A continuación se muestran tres grados comunes de acero inoxidable austenítico y sus aplicaciones.

· Grado 316

El grado 316 se compone de las variantes 316 y 316L. Las dos variantes son altamente mecanizables. En consecuencia, son aplicables en las industrias alimentarias, industrias de generación de energía a través de productos fabricados mediante prototipado rápido.

· Grado 304

Este grado de acero inoxidable es el grado más común de acero inoxidable. Contiene cromo y níquel como materiales no férreos. En consecuencia, se utiliza en la fabricación de productos utilizados en ambientes de agua salada. Se utiliza en la fabricación de productos utilizados en las industrias alimentarias, por ejemplo, sujetadores, tuberías y refrigeradores.

· Grado 310

Este grado de acero inoxidable tiene una alta resistencia a las altas temperaturas. En consecuencia, se emplean como criogénicos en cámaras de combustión debido a su alta resistencia al calor ya la incrustación. También tienen otras aplicaciones basadas en esta característica.

Acero inoxidable martensítico

El acero inoxidable martensítico contiene un alto contenido de carbono (0,1-0,12 %), cromo de alrededor de 10,5-18 % y propiedades magnéticas. Este grado de acero inoxidable se endurece mediante un tratamiento térmico debido a su alto contenido de carbono.

Por lo tanto, son aplicables en escenarios que requieren la fuerza del acero inoxidable, la antiresistencia y la maquinabilidad. Hay muchos tipos de grados de aceros inoxidables martensíticos. A continuación se muestran los más comunes en la creación rápida de prototipos.

· Grado 431

De los grados de acero inoxidable martensítico discutidos aquí, el grado 431 es el más anticorrosivo. Cuando se somete a un tratamiento térmico como el revenido, se endurece y es muy anticorrosivo. En consecuencia, en la fabricación de productos utilizados en agua dulce

· Grado 440

El acero de grado 440 tiene tres variantes (440a, 440b y 440c). Son acero duro con alto contenido de carbono con alta resistencia a la tracción y resistencia al desgaste después del tratamiento térmico. También son resistentes al ácido, los álcalis y el agua dulce. En consecuencia, son aplicables en situaciones que involucran tales situaciones.

· Grado 416

El acero inoxidable de grado 416 es uno de los grados de acero inoxidable más maquinables del artículo (alrededor del 85 % de maquinabilidad). En consecuencia, es un material importante para la fabricación de tornillos, tuercas, pernos, engranajes, válvulas y ejes de motores.

Aceros inoxidables dúplex

Los aceros inoxidables dúplex son aceros inoxidables nuevos con una estructura hecha principalmente de una combinación igual de elementos de ferrita y austenita o una división 60/40. Esta combinación lo convierte en una fuerza sobresaliente y una alta resistencia a la corrosión, especialmente al cloruro. También tienen cualidades antiestrés debido a los altos niveles de cromo y molibdeno y un bajo contenido de níquel que los hace dos veces más fuertes que otros tipos de acero. Son rentables y se utilizan con frecuencia en aplicaciones de construcción y edificación en alta mar. Los siguientes son dos tipos de grados de aceros dúplex:

• Grado 2304

El acero inoxidable de grado 2304 es popular por su resistencia a la corrosión y propiedades de alta resistencia. No tienen molibdeno y son una mejor alternativa al acero inoxidable grado 316. Son un material común aplicable en la fabricación de productos utilizados en las industrias de alimentos y bebidas.

• Grado 2205 :

El acero inoxidable grado 2205 combina las propiedades de los grados de acero inoxidable ferrítico y austenítico. Tiene un alto contenido en molibdeno y cromo, lo que demuestra sus propiedades de resistencia a la corrosión.

Acero inoxidable endurecido por precipitación

El acero inoxidable endurecido por precipitación es martensítico o austenítico. También son tratables térmicamente, fáciles de fabricar, magnéticos y muy fuertes. Los grados son identificables por la composición porcentual de níquel y cromo. A continuación se enumeran los tipos comunes de grados de acero inoxidable endurecido por precipitación.

· 17-4PH (17 % cromo, 4 % níquel)

Este tipo de acero inoxidable contiene un 17 % de cromo y un 4 % de níquel. Tiene amplias aplicaciones en la industria alimentaria debido a sus propiedades anticorrosivas. También es aplicable en entornos más grandes, como la fabricación de palas en turbinas de aviones u otras piezas mecánicas.

· 15-5 PH (15 % cromo, 5 % níquel)

Este tipo de acero inoxidable contiene 15 % de cromo y 5 % de níquel y muestra propiedades de acero inoxidable que abarcan los dos materiales. Es ampliamente aplicable en la fabricación de piezas de aviones, válvulas, engranajes, ejes, petróleo y piezas de reactores nucleares.

Cómo elegir los grados de acero inoxidable correctos

El acero inoxidable tiene varios grados. En consecuencia, tiene varias opciones de aplicación. Sin embargo, elegir el grado adecuado de acero inoxidable para su proyecto específico puede ser un desafío. Por lo tanto, esta sección actuará como una guía de selección de materiales de acero inoxidable para resaltar los diversos factores que ayudarán a elegir los grados de acero inoxidable.

· Considere el proceso de soldadura

Para cualquier proceso que requiera materiales de acero inoxidable con buena capacidad de soldadura, los grados de acero inoxidable austenítico son una buena opción. Esto se debe a su bajo contenido de carbono.

Los aceros ferríticos como el 409 y el 430 son igualmente adecuados para la soldadura. Sin embargo, el acero martensítico es una opción inferior para soldar porque es débil, frágil y tiende a agrietarse.

· Considere la conformabilidad

Para procesos que requieren acero inoxidable con buena formabilidad, los grados austeníticos como 316, 304 y ferríticos como 430, 409 son buenas opciones. El martensítico tiene una formabilidad deficiente porque es débil y quebradizo.

· Resistencia a la Corrosión

Entre otros grados de acero inoxidable, el grado de acero inoxidable austenítico tiene una alta resistencia a la corrosión porque contiene cromo y molibdeno en grandes cantidades. Es adecuado para uso en exteriores de acero inoxidable expuesto a la intemperie y otros elementos. Los ferríticos y martensíticos son opciones más económicas en comparación con los austeníticos en anticorrosión.

· Tratamiento Térmico

El tratamiento térmico es un factor esencial cuando se trata de seleccionar un buen grado para un proyecto específico. 17-4 PH, martensítico puede someterse a un tratamiento térmico. Sin embargo, los austeníticos y ferríticos no pueden soportar el calor asociado con el tratamiento térmico.

· Dar Importancia a las Propiedades Mecánicas

Las propiedades mecánicas del acero inoxidable son un factor esencial en la selección del acero adecuado para un propósito específico. Antes de elegir, priorice propiedades como resistencia, tenacidad, temperatura, ductilidad, maleabilidad.

· Relación de costes y disponibilidad

Al elegir un grado adecuado, la calidad es esencial. Puede optar por un grado que tenga buena resistencia a la corrosión, esté fácilmente disponible, sea de bajo costo y tenga buena calidad. Austenitic es una opción adecuada en términos de calidad, pero es más cara que otras variantes, por lo que no está disponible fácilmente.

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Usos comunes y aplicaciones del acero inoxidable

El acero inoxidable tiene una amplia gama de aplicaciones en muchas industrias. A continuación se presentan algunos usos de los productos de acero inoxidable fabricados a partir de prototipos rápidos.

· Industria Alimentaria

El acero inoxidable se utiliza para producir productos culinarios como fregaderos, cubiertos, platos y utensilios de cocina. Es adecuado para este propósito debido a su propiedad antioxidante/corrosiva y su aversión al crecimiento microbiano.

· Sector Médico

Otro uso importante del acero inoxidable es en el campo médico. Aquí es aplicable en la fabricación de equipos utilizados en cirugía. Por ejemplo, se utiliza en implantes quirúrgicos aplicables para reemplazar un hueso roto y también en equipos de implantes.

· Sector Aeroespacial y Automoción

El acero inoxidable es un material importante utilizado en la fabricación de piezas de aeronaves y vehículos. Cuando se fabrica correctamente con precisión, el acero inoxidable es fácilmente aplicable en tales escenarios.

· Otros

El acero inoxidable también es aplicable en otros escenarios, como en la fabricación de utensilios de cocina, iluminación y otros productos. Esto demuestra aún más la versatilidad de los materiales y lo importante que es en la creación rápida de prototipos.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el acero inoxidable no se oxida?

Las propiedades materiales del acero inoxidable son responsables de sus propiedades antioxidantes. Elementos como el cromo pueden inhibir la capacidad del acero inoxidable para interactuar con el medio ambiente.

¿Cuál es el grado más alto de acero inoxidable?

Depende de tu necesidad y donde quieras aplicarlo. El acero inoxidable de grado 316 es conocido por sus propiedades de alta resistencia a la corrosión, por lo que es la mejor opción para aplicaciones expuestas a cloro, productos químicos y condiciones ambientales.

¿Cuánto dura el acero inoxidable?

La vida útil del acero inoxidable es relativa porque depende de ciertos factores como el cómo y dónde se usa y el elemento que lo compone. El acero inoxidable puede durar desde 20 años hasta más de mil años.

Conclusión

Los materiales de acero inoxidable juegan un papel esencial en la industria manufacturera. El tipo de acero inoxidable utilizado depende de varios factores, como las propiedades del material de acero inoxidable y los grados de acero inoxidable. Para entender esto completamente, este artículo actúa como una guía de selección de materiales de acero inoxidable. Destaca los diferentes tipos de acero inoxidable, sus grados y sus propiedades. También incluye una guía para elegir el tipo de acero adecuado para usted.