Cómo influyen el tratamiento térmico y el recocido del acero inoxidable en la resistencia a la corrosión y el pulido

Los aceros inoxidables son venerados en todas las aplicaciones industriales por las cualidades únicas que poseen, desde la resistencia a la corrosión hasta la tenacidad y el valor que añaden a su aplicación. ¿Qué los hace "inoxidables"? Es el cromo mínimo de 10,5% que forma parte de sus fórmulas.
Pero el tratamiento térmico del acero inoxidable puede ser complicado. Los procesos térmicos mejoran algunas cualidades a expensas de otras. Los tratadores térmicos tienen la tarea de desarrollar el equilibrio adecuado. El equilibrio se consigue cuando tratamiento térmico y recocido de las piezas de acero inoxidable se ajusta con precisión a su composición y uso previsto.

Tipos de acero inoxidable

Los aceros inoxidables más comunes se dividen en cuatro clases principales:
Aceros inoxidables austeníticos no pueden endurecerse mediante tratamiento térmico. En su lugar, estos aceros se endurecen por trabajo (alcanzan la dureza durante su fabricación y formación). El recocido de estos aceros inoxidables los ablanda, les añade ductilidad y les confiere una mayor resistencia a la corrosión. Los aceros inoxidables de la serie 300 son los ejemplos más populares de este tipo. El más popular de los aceros de la serie 300 -el acero inoxidable 304- es venerado por su gran resistencia a la corrosión y se utiliza habitualmente en los utensilios de cocina.
Aceros inoxidables martensíticos pueden endurecerse mediante un tratamiento térmico; su dureza depende de su contenido en carbono. Cuanto más carbono contengan estos aceros, más endurecibles serán. Por ejemplo, los tornillos de las abrazaderas de manguera suelen ser de acero inoxidable 410.
Los instrumentos quirúrgicos, las piezas para el procesamiento de alimentos y los componentes de los moldes suelen fabricarse con acero inoxidable 420. El acero inoxidable 440C (la "C" indica un mayor contenido de carbono) es muy adecuado para aplicaciones de herramientas y matrices en la industria alimentaria debido a su mayor dureza.
Aceros inoxidables ferríticos no pueden endurecerse mediante tratamiento térmico. Sin embargo, presentan la máxima ductilidad, dureza al impacto y resistencia a la corrosión; además, son baratos y muy resistentes a las incrustaciones a altas temperaturas (como en los sistemas de escape). Por ejemplo, los tipos de acero inoxidable 405 y 409 se utilizan habitualmente en la fabricación de silenciadores y otras piezas de automóvil. Son populares debido a su mejor maquinabilidad comparativa, a la vez que son relativamente baratos.
Aceros inoxidables de endurecimiento por precipitación proporcionan más resistencia a la corrosión que los aceros inoxidables martensíticos, pero no tanto como los austeníticos. Los grados de endurecimiento por precipitación más comunes son el 17-4, el 17-7 y el PH13-8Mo. Pueden lograr una buena resistencia y alcanzar buenos niveles de dureza, acercándose a los 44 HRC o más. Son los más comunes en aplicaciones estructurales y en las industrias de armas de fuego y aeroespacial.
Los aceros inoxidables de endurecimiento por precipitación se "envejecen", un proceso de calentamiento que se produce después del recocido para crear nuevas fases en las piezas y aumentar su resistencia. El grado 17-4 es único porque se contrae durante el endurecimiento por precipitación, lo contrario que la mayoría de los otros aceros, que corren el riesgo de distorsión debido a la expansión durante el tratamiento.

Elementos de aleación importantes

Aparte del cromo, los siguientes elementos de aleación son adiciones comunes a las formulaciones de acero inoxidable:

• El níquel hace que la estructura austenítica sea más estable, añade ductilidad y aumenta la resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión.
• El manganeso también estabiliza la estructura austenítica y mejora las propiedades de trabajo en caliente.
• El molibdeno aumenta la resistencia a la corrosión por cloruros.
• El niobio protege contra la corrosión intergranular y también ayuda a prevenir la formación de carburos de cromo.
• El niobio y el titanio ayudan al carbono a reducir el riesgo de corrosión intergranular y actúan como refinadores del grano.

Resistencia a la corrosión

Debido a la presencia de elementos de aleación, los aceros inoxidables presentan una resistencia a la corrosión naturalmente mejor que los aceros al carbono. Pero lo que hace que los aceros inoxidables sean "inoxidables" es el cromo mínimo de 10,5% en su formulación. Al fabricar estos aceros se forma una barrera de óxido rica en cromo que sella la superficie, ofreciendo una mayor resistencia a la corrosión que otros aceros aleados.

Cómo recocer el acero inoxidable

El recocido de los aceros inoxidables es fundamental para determinadas aplicaciones en las que se desea una mayor resistencia a la corrosión, pero también es necesario que sean mecanizables y conformables. En general, cuanto más compleja sea la aleación, más difícil será el recocido (sin embargo, los tipos de acero inoxidable austeníticos y algunos ferríticos son fáciles de recocido). El proceso alivia la tensión de fabricación y ablanda el acero hasta un punto en el que puede manipularse más fácilmente. También mejora la ductilidad, que es una propiedad de acabado deseada en algunas aplicaciones.
El recocido del acero inoxidable debe realizarse con cuidado. Aunque mejora algunas propiedades deseadas, también puede "sensibilizar" las piezas, lo que ocurre cuando las velocidades de enfriamiento de los recocidos no son lo suficientemente rápidas para atrapar los átomos de carbono en la solución. La sensibilización roba parte del cromo de la pieza y reduce su resistencia a la corrosión. Por otro lado, un enfriamiento demasiado rápido puede provocar distorsiones. Este enigma ha llevado a la formulación de tipos de acero inoxidable de grado "L". Los grados "L" no incluyen más de 0,03% de carbono, lo que reduce en gran medida el riesgo de distorsión. 

Pulibilidad

Cuando pensamos en el acero inoxidable, la mayoría de las veces nos imaginamos piezas brillantes y de aspecto limpio. No todos los aceros inoxidables son brillantes -el silenciador, por ejemplo-, pero el grado de brillo de un acero inoxidable está relacionado con su dureza y "limpieza". Los aceros inoxidables más duros y los que tienen menos impurezas y estructuras de grano más finas se pulen mucho mejor.
Por ejemplo, los aceros para moldes utilizados en aplicaciones de moldeo por inyección deben pulirse bastante bien para que su excelente suavidad pueda traducirse en la suavidad de los componentes de plástico que ayudan a formar. Esto requiere un acero inoxidable más costoso que se somete a una fabricación adicional, incluida la refundición.
Su silenciador, en cambio, no necesita tener un aspecto bonito. Por lo tanto, no es necesario que esté hecho de un tipo de acero inoxidable más duro o que incluya tanto cromo y níquel que dan a otros aceros inoxidables su atractivo estético. En consecuencia, es más barato.

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Si desea conocer mejor el tratamiento térmico en general, nuestro guía de introducción al tratamiento térmico ayudará.