Curso de Soldadura aplicada al

Acero Inoxidable

Introduccin al Acero Inoxidable

El origen del Acero Inoxidable

Una de las versiones ms fidedignas afirma, que un

comerciante de chatarra francs, se dio cuenta que entre un

montn de caones oxidados, de la Primera Guerra

Mundial, un can permaneca brillante.

La investigacin comenz a partir del numero de colada

que los llevo al registro de fundicin, que indico que su

principal componente de aleacin era el cromo.Lo cual los

llevo a descubrir por casualidad el acero que ellos llamaron

Acero sin herrumbre.

Qu es un Acero Inoxidable?

Simplemente es una aleacin compuesta por hierro (Fe) y

cromo(Cr). El hierro es el elemento fundamental de todos

los aceros inoxidables. Sin embargo para hacer que el

hierro sea inoxidable el cromo debe ser por lo menos el

11.5% de la aleacin. Se agregan otros elementos para

proporcionar ciertas propiedades que analizaremos ms

adelante.

Se emplea mas de nueve veces ms hierro que cromo,

debemos notar que el cromo es el elemento agregado

indispensable, tanto en los aceros inoxidables de la serie

300 como en los de la 400, donde las propiedades de

resistencia a la corrosin, son de gran importancia.

Clasificacin de los aceros

inoxidables

Los Aceros Inoxidables se dividen en:

Austenticos

Ferrticos

Martensticos

Ferrtico austentico

Martensitico austentico

Que significa austenita, ferrita,

martensita?

Son las diferentes formas estructurales en las

que puede aparecer el acero.

Se puede entender por estructura del

material, la microestructura de los granos, la

cual se puede ver afectada en el acero segn:

Propiedades fsicas Propiedades mecnicas

Resistencia a la corrosin Soldabilidad

Diagrama hierro carbono

En esta representacin esquemtica

de los cambios en microestructura

durante el recocido de un acero al

0.20 % de carbono.

A.- Estructura original, ferrita y

perlita de grano grueso

B.- Justo por encima de la lnea A1;

la perlita se a transformado en

pequeos granos de austenita y la

ferrita no ha cambiado

C.- Por encima de la lnea A3; slo

austenita de grano fino

D.- Despus de enfriar a

temperatura ambiente; ferrita de

grano fino y pequeas reas

perlticas.

Temp. C 723

Austenita

908

0 0.2 0.8

A3

A1

+ Ferrita

Austenita

Ferrita

+

Perlita

Cul es el efecto del cromo?

Cuando se le agrega al

hierro un 11.5% de

cromo o ms se forma

espontneamente en

las superficies

expuestas al aire, una

delgada, plateada y

altamente adherente

capa de xido de

cromo.

Cr11.5-13.5%

Fe

Carbono

15% mx.

Herrumbre

Corrosin

Oxidacin

Acero Inoxidable de

cromo directo

Existen cerca de 15

tipos de aceros

inoxidables

compuestos casi

exclusivamente de

cromo con hierro y

cantidades controladas

de carbono. Estos son

los que se conocen

como de la serie 400

Cr

11.5-13.5%

Fe

Balance

C

0.15% max

Cr

15-17%

Fe

Balance

C

0.12% max

Cr

27.5-29.5%

Fe

Balance

C

0.20% max

410 430 446

Cromo Directo

Se pueden agregar

pequeas cantidades de

otros elementos para

proporcionar dureza,

resistencia,facilidad de

maquinado, etc.. Los tres

tipos anteriormente

mostrados se usan

mucho en toda la industria

Usos de la serie 400

Martensticos

Los aceros inoxidables

de la serie 400 se usan

para la fabricacin de

hojas de afeitar,

cuchillera, asiento de

vlvulas, bombas,

compuertas, represa,

componentes de

aviones propulsin a

chorro y muchos otros

Aceros Inoxidables Nquel

Cromo (Austenticos)

Al agregar el nquel a

nuestra aleacin bsica

de hierro cromo, da

como resultado los

aceros inoxidables de

la serie 300,

comnmente

conocidos como

cromo nquel

Originalmente, las

composiciones de nquel y

cromo se componan de 18%

de Cr y 8% Ni de aqu al

trmino tan usado de

inoxidable 18/8.

Las modificaciones del

original 18/8 (308) se

designaron como 18/8 Cb

(347); 18/8 Mo (316) y 18/8

Ti (321). Conocidos como

Grupo 18

Ventajas logradas con el Nquel

1.-Incrementa la resistencia a la

corrosin

2.-Reduce la conductividad del

calor

3.-Aumenta la resistencia a los

impactos

4.-Aumenta la ductilidad

5.-Aumenta la resistencia ala fatiga

6.-Aumenta la resistencia elctrica

7.-Aumenta la capacidad de ser

soldado

Fe

Balance

C

015.08%

Ni 8%

Cr 18%

El villano en el grupo 18/8

En la mayora de los

casos, en este grupo la

soldadura es importante, el

carbono es un elemento

indeseable que debe ser

minimizado o controlado

por medio de

estabilizadores

El problema est cuando

el acero inox se somete a

temperatura

CLa precipitacin de carbono

Es la causa ms comn de

corrosin en el rea de la

soldadura.

Bajo ciertas condiciones el

carbono se combina con

cromo, formando carburos

de cromo que no tienen

ninguna resistencia a la

corrosin

Se le llama Precipitacin

de carburos

CrCr

Como se impide la precipitacin

del carbono?

Los aceros inoxidables

con niveles mximos

de carbono del 0.03%

son conocido

comnmente como

tipo CEB (Carbono

Extra Bajo) o tipo L

(Bajo)

Ej.: 316-L

C=CEB grado

(ELC)

(0.03% o menos)

Carbn extra bajo

Como se impide la precipitacin

del carbono?

Agregando elementos

como: Columbio (Cb),

Titanio (Ti) llamados

estabilizadores. Estos dos

elementos se combinan

para formar inofensivos

carburos de Columbio.

Dejando actuar libremente

al cromo.

Los metales estabilizados

son los llamados 347(Cb)

y 321(Ti)

Efecto Molibdeno

El Molibdeno es otro

elemento de aleacin

que se usa para

destacar las cualidades

del acero inoxidable.

Dos de los tipos de

acero inoxidable ms

comunes contiene

molibdeno (316 y 317)

Ventajas del acero

inoxidable con

aleacin de molibdeno

Aumenta la resistencia

al CREEP a elevadas

temperaturas

Aumenta la resistencia

a la picadura

Soldadura del Acero Inoxidable

Existen ms tipos de

aceros inoxidables que

tipos de electrodos

para soldarlos por

consiguiente antes de

elegir un electrodo

debemos conocer las

propiedades del metal

base que va a soldar

Los aceros inoxidables

se dividen en:

Martensticos

Ferrticos

Austenticos

Martensticos 11.5% a 17% Cr

Serie 410, 414, 416, 420.

Los aceros inoxidables

martensticos contienen

del 11.5% al 17% de

cromo principal elemento

de aleacin. Estos aceros

que se endurecen al aire,

duros y frgiles requieren

de precalentamiento y

postcalentamiento cuando

se sueldan

Ferrticos 17% a 27% Cromo

Serie 430 442 446

Estos aceros no pueden ser

endurecidos y usualmente

son suaves y dctiles,

aunque pueden volverse

frgiles al soldarlos.

Se llaman ferrticos

porque tienen la misma

estructura atmica a

temperatura ambiente

Soldabilidad de la serie 300

Austenticos

Ninguno de la serie

300 deben ser

precalentado ni

permitir que la

temperatura de entre

pasos suba ms all de

los 315C. El calor se

puede evitar al soldar,

siguiendo estos

procedimientos:

1.-No pre calentar

2.-Use el electrodo de menor

dimetro posible, ojal sistema

TIG, dentro de lo conveniente

3.-Mantenga el arco corto, los

arcos largos queman el cromo,

reduciendo la resistencia ala

corrosin y a la resistencia a las

grietas.

4.-Al final de cada cordn

rellene el crter

5.-Seleccione el aporte, o electrodo

igual o superior en calidad dela

aleacin a soldar.

Forma de la Ferrita

Los aceros inoxidables

Austenticos son NO

MAGNETICOS

Esto se debe al

proceso de laminacin

Un electrodo de

alambre slido de la

serie 300 es no

magntico mientras

que el depsito es

magntico

El corte de una

soldadura inox se

oxida mintras la

plancha no

308-16

Que significa AISI?

El sistema de designacin de los aceros inoxidables

ha sido desarrollado por el Instituto Americano del Instituto Americano del

Hierro y el Acero.Hierro y el Acero.

Sufijo SignificadoB(*) Mayor contenido de silicio (1,5 - 3,0% Si)Se Grado sin maquinar, con alto contenido de SelenioL Contenido extra bajo de carbono (0,03% max.)N Acero al nitrgeno para cojinetesS Contenido extra bajo de carbono (0,08% max.)F Grado de fcil fresado c/alto contenido de azufre

Tipo segn Serie AISI

Serie Elemento Grupo Tratamiento T Magntico

2XX Cromo Nquel manganeso Austentico N/E(**) N/M

3XX Acero al Nquel Cromo Austentico N/E N/M

4XX Acero al Cromo Martenstico Endurecible Mag.

4XX Acero al Cromo Ferrtico N/E Mag.

5XX(*) Acero al Cromo Molb. Martenstico N/E Mag

(*) No oxidable

(**) Trabajar endurecido

Corrosin

En algunas circunstancias se pueden

corroerse hasta los acero inoxidables. A

estos tipos de corrosiones se han

identificado de la siguiente manera:

Corrosin general

Corrosin intercristalina

Picadura

Corrosin por hendidura

Tensin

Corrosin general

Es una corrosin uniforme que afecta a la

superficie entera del acero. Esto puede

suceder, con cido sulfrico, cido ntrico.

Si se aumenta las concentraciones de

elementos aleables, tales como el cromo,

nquel, y molibdeno, se proporciona al

acero una mejor resistencia a la corrosin.

Corrosin intercristalina

O descomposicin intergranular es un

ataque corrosivo que sigue a los planos de

exfoliacin en el material.

Ocurre debido a que se precipitan los

carburos de cromo en los planos de

exfoliacin.

Como consecuencia, el material deja de ser

inoxidable.

Picadura

Es la formacin de cavidades diminutas en

la superficie debido a la corrosin, y en

ocasiones estas cavidades pueden ser

profundas.

Esto comnmente se produce en el contacto

con soluciones clorhdricas.

Se puede obtener mayor resistencia a este

fenmeno con aporte de molibdeno.

Corrosin por hendidura

Es muy similar a la corrosin por picadura,

pero se da en forma local y en hendiduras

estrechas llenas de lquido, comnmente en

soluciones clorhdricas.

Se puede solucionar este defecto evitando al

mximo, la hendiduras en las costuras

soldadas.

Corrosin por tensin

Este tipo de corrosin corresponde a fisuras

que se forman como resultado de la

combinacin de los esfuerzos de traccin en

el material y la atmsfera corrosiva

Los aceros austenticos aveces son

susceptibles a este tipo de corrosin, la cual

puede suceder en soluciones que contengan

cloruro, usualmente a temperaturas mayores

a 60C.