5 de los mejores aceros inoxidables mecanizables para llevar su producto al siguiente nivel

Los aceros inoxidables se encuentran entre las opciones de materiales más populares para la fabricación de metales y se utilizan en aplicaciones que van desde utensilios de cocina hasta componentes de automóviles y equipos de procesamiento químico. Muchos artículos de acero inoxidable se producen mediante mecanizado CNC, un método de fabricación versátil que aprovecha la precisión de las fresadoras, taladros, tornos y otras herramientas de corte guiadas por computadora para crear piezas precisas y repetibles de manera eficiente y rentable.

Sin embargo, el término "acero inoxidable" en realidad se refiere a más de un solo material. El acero inoxidable es una categoría de metales, cada uno de los cuales exhibe características diferentes. Seleccionar el acero inoxidable adecuado para una aplicación en particular puede mejorar o dificultar el rendimiento de la pieza de manera significativa. Esto es lo que los equipos de productos deben saber.

¿Qué son los aceros inoxidables?

El acero inoxidable es una aleación compuesta principalmente de hierro, carbono y cromo, aunque muchos grados incluyen un porcentaje ligeramente mayor de carbono para una mayor resistencia y dureza. La incorporación de otros metales, como el níquel para estabilizar la microestructura cristalina del hierro, o el molibdeno o el titanio para aumentar la resistencia al calor y la corrosión de la aleación, también es una práctica común. Los aceros inoxidables pueden ser relativamente maleables y dúctiles, dependiendo del tratamiento térmico.

La resistencia a la corrosión y al óxido de los aceros inoxidables proviene del comportamiento de las aleaciones cuando se exponen al oxígeno. Tan pronto como el metal desnudo se expone al aire libre, el cromo de la aleación produce una fina capa de óxido. Esta capa de óxido inhibe una mayor oxidación del metal, evitando la corrosión y el óxido causados ​​por la humedad y el oxígeno. Esta resistencia a la corrosión y al óxido hace que muchos aceros inoxidables sean adecuados para piezas que estarán expuestas a los elementos durante períodos prolongados.

Hay cinco categorías principales de aceros inoxidables:

• Austenítico
• Ferrítico
• Martensita
• Dúplex
• Precipitación endurecida

Aunque los aceros inoxidables son generalmente difíciles de mecanizar, la maquinabilidad de cada una de estas categorías se puede mejorar siguiendo una serie de mejores prácticas, que incluyen:Usar herramientas afiladas con la geometría de corte adecuada y elegir las velocidades de avance y la profundidad de corte adecuadas para cada aleación específica.

Además, la inclusión de elementos como azufre, cobre, plomo y otras aleaciones puede alterar la maquinabilidad del material. El azufre en particular reduce la ductilidad de las virutas, lo que les permite romperse con mayor facilidad.

1. Aceros inoxidables austeníticos

Los aceros inoxidables austeníticos, llamados así por las microestructuras cristalinas austeníticas del hierro, son la forma más común de acero inoxidable. Estos grados de acero brindan una alta resistencia a la corrosión y resistencia, una formabilidad posterior al mecanizado impresionante, una buena soldabilidad y, por lo general, tienen un contenido de níquel mucho más alto en comparación con otros tipos de aleaciones. Los aceros austeníticos se indican con números en el rango 300.

Los aceros de grado 304, comúnmente conocidos como acero inoxidable 18/8 estándar, tienen un mínimo de 18 % de cromo y 8 % de níquel, y un máximo de 0,07 % de carbono. Se utilizan para crear una amplia gama de componentes domésticos e industriales, incluidos utensilios de cocina, tornillos y maquinaria.

Los aceros de grado 316 son bastante similares, pero contienen niveles más altos de níquel y molibdeno, que ofrecen una mayor resistencia a los ácidos y cloruros. Por lo tanto, el grado 316 es adecuado para piezas utilizadas en contextos de procesamiento químico y marino. Sin embargo, los metales adicionales aumentan el costo del material.

Los aceros 304 y 316 están disponibles en grados bajos en carbono (304L y 316L), lo que reduce el riesgo de precipitación de carburo de cromo (un fenómeno que reduce drásticamente la resistencia a la corrosión a lo largo de las costuras de soldadura). Estos son los preferidos para entornos altamente corrosivos.

Los aceros inoxidables austeníticos pueden ser los más difíciles de mecanizar, en gran parte porque exhiben gomosidad y se endurecen rápidamente. Los refrigerantes y lubricantes son especialmente importantes durante el mecanizado para evitar que se concentre el calor.

2. Aceros inoxidables ferríticos

Los aceros inoxidables ferríticos son aleaciones magnéticas, con alto contenido de cromo y bajo contenido de carbono con alta resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión (un tipo común de degradación del acero) y oxidación a altas temperaturas.

Estos grados se usan a menudo para componentes automotrices, utensilios de cocina, equipos petroquímicos y otras aplicaciones que necesitarán interactuar con materiales potencialmente corrosivos. Los aceros inoxidables ferríticos también exhiben excelentes propiedades de conductividad térmica, lo que los hace ideales para aplicaciones como hornos e intercambiadores de calor de calderas.

Si bien los ferríticos no poseen la misma fuerza y ​​resistencia a la corrosión que los aceros inoxidables austeníticos, su bajo contenido de carbono proporciona una ductilidad superior, lo que permite que estos grados experimenten una conformación extensa sin debilitar el material. Tampoco son endurecibles por tratamiento térmico. Debido a su falta de níquel, los aceros inoxidables ferríticos suelen ser menos costosos que los grados austeníticos. Estos grados están designados por números en el rango de 400.

El grado 434 es uno de los aceros inoxidables ferríticos más utilizados. El molibdeno aumenta la resistencia a la corrosión de la aleación, lo que da como resultado un material que proporciona buenas propiedades mecánicas, así como una gran resistencia al calor y la oxidación.

El grado 444, por otro lado, incluye bajos niveles de carbono y nitrógeno, lo que ofrece una resistencia superior a las picaduras, la corrosión por grietas y el agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro, lo que lo hace ideal para aplicaciones tales como tanques de agua caliente y equipos para cervecerías o viñedos.

Los ferríticos se encuentran entre los aceros inoxidables más fáciles de mecanizar, aunque las aleaciones con mayor contenido de cromo, como el grado 446, a menudo presentan dificultades de mecanizado.

3. Aceros inoxidables martensíticos

Los aceros inoxidables martensíticos son estructuralmente similares a los aceros ferríticos, pero incluyen porcentajes más altos de carbono (el contenido de carbono de los aceros ferríticos suele ser inferior al 0,10 %, mientras que los grados martensíticos pueden contener hasta un 1 % o más). Esto crea microestructuras de martensita dentro del material, lo que otorga a estas aleaciones una fuerza superior y resistencia al desgaste después del mecanizado en comparación con otros aceros inoxidables, pero también puede aumentar la fragilidad del material.

Además, su mayor contenido de carbono permite que los aceros martensíticos sean tratados térmicamente y envejecidos para endurecer y fortalecer aún más el metal. Sin embargo, también aumenta la susceptibilidad de los materiales a la oxidación y la corrosión. Por lo tanto, esta familia es ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia y durabilidad, pero solo una resistencia promedio a la corrosión, como componentes de turbinas, cuchillería de alta gama y válvulas y bombas mecánicas.

Los aceros inoxidables martensíticos también se indican con un número 400 y, al igual que los ferríticos, son relativamente fáciles de mecanizar, aunque el mayor contenido de carbono reduce la maquinabilidad. El grado 440C se destaca por proporcionar la mayor resistencia, dureza y resistencia al desgaste posibles para las aleaciones de acero inoxidable, pero primero requiere un tratamiento térmico para lograr estas características. Cuando están recocidos, los aceros 440C se encuentran en el estado más fácil de mecanizar, aunque se recomiendan herramientas robustas.

4. Aceros inoxidables dúplex

Los aceros inoxidables dúplex son aleaciones extremadamente resistentes a la corrosión que contienen microestructuras austeníticas y ferríticas. El resultado es un conjunto de aceros bastante maleables y soldables con una mezcla de características de ambas categorías.

Las aleaciones dúplex pueden proporcionar el doble de resistencia que los aceros inoxidables austeníticos o ferríticos, y demostrar una resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión mucho mayor que las aleaciones austeníticas comunes como los grados 304 y 316, aunque menor que los aceros ferríticos estándar. Sin embargo, esta combinación de alta resistencia y resistencia a la corrosión hace que las aleaciones dúplex sean ideales para aplicaciones subacuáticas donde las piezas deben soportar agua salada corrosiva durante períodos prolongados.

La resistencia a la corrosión por picaduras y grietas por cloruro está determinada por el contenido de cromo, molibdeno y nitrógeno de una aleación en particular, pero los aceros dúplex contienen menos níquel y molibdeno que las aleaciones austeníticas y, por lo tanto, generalmente son menos costosos. Además, su alta resistencia también permite a los diseñadores reducir el grosor de la sección de algunos componentes, lo que contribuye aún más a reducir el costo y el peso total de la pieza.

Quizás la forma más común de acero inoxidable dúplex es 2205 (llamado así por su composición de 22 % de cromo y 5 % de níquel), que se usa comúnmente en equipos de procesamiento y almacenamiento de productos químicos y tanques de carga. Los aceros dúplex tienden a ser más difíciles de mecanizar debido a su alta resistencia al recocido.

5. Aceros inoxidables endurecidos por precipitación

Los aceros inoxidables endurecidos por precipitación combinan los beneficios de las aleaciones austeníticas y martensíticas, lo que los hace capaces de lograr propiedades mecánicas y de alta resistencia a través de tratamientos térmicos al mismo tiempo que conservan una buena resistencia a la corrosión.

Además de proporcionar una buena oxidación, estos aceros inoxidables endurecidos por precipitación se comportan de manera comparable al grado austenítico 304 en la mayoría de las condiciones. La forma más común de acero inoxidable endurecido por precipitación es 17-4 PH, o grado 630, que recibe su nombre de su composición de 17 % de cromo y 4 % de níquel.

Si bien la maquinabilidad del acero inoxidable endurecido por precipitación varía según la aleación en particular, una ventaja importante de estos metales es que se pueden maquinar fácilmente cuando se encuentran en una condición tratada con solución, lo que puede seguirse con un proceso de endurecimiento por envejecimiento para mejorar la calidad del acero. fuerza.

Encuentre la aleación de acero inoxidable ideal para cada proyecto

Los aceros inoxidables vienen en varias formas diferentes. Si los equipos de productos buscan una superresistencia con una resistencia a la corrosión promedio, entonces las aleaciones martensíticas serían una buena opción. Del mismo modo, los equipos que requieren un acero que ofrezca alta resistencia, alta resistencia a las picaduras y a la corrosión pueden encontrar una aleación dúplex ideal.

Determinar el material apropiado para un componente en particular es una parte crucial del diseño del producto y los procesos de producción, y corresponde a los equipos de productos ser minuciosos en la investigación de las opciones de materiales. Dicho esto, encontrar el material adecuado para cumplir con los requisitos únicos de un proyecto se puede simplificar con la ayuda de un socio de fabricación experimentado como Fast Radius.

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