Todo lo que necesita saber sobre el acero inoxidable ferrítico

El acero inoxidable ferrítico, el segundo tipo más común de acero inoxidable dentro de la familia de los aceros inoxidables, se ha convertido en un material de uso frecuente en diversas industrias debido a sus características y ventajas. Este blog le brindará una introducción detallada al acero inoxidable ferrítico desde sus características, aplicaciones y beneficios, ayudándole con sus productos metálicos personalizados.

¿Qué es el acero inoxidable ferrítico?

Definición

El acero inoxidable ferrítico es un tipo de acero inoxidable con hierro como base, caracterizado por cromo (normalmente 10.5%-30%) y un contenido bajo o nulo de níquel.

Mantiene una estructura cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) desde temperatura ambiente hasta altas temperaturas.

¿Qué es ferrítico?

La ferrita es una estructura cristalina formada por la disposición de átomos de hierro en un patrón cúbico centrado en el cuerpo. Esta estructura metalográfica determina que todos los aceros ferríticos posean magnetismo y les confiere una conformabilidad y tenacidad características.

Componentes químicos

Propiedades principales del acero inoxidable ferrítico

Propiedades físicas

• Magnético
• Buena conductividad térmica
• Baja expansión térmica

Propiedades químicas

• Buena resistencia a la corrosión: especialmente en entornos atmosféricos templados, entornos de agua dulce y entornos que contienen medios químicos ligeros.
• Buena resistencia a la oxidación: incluso en entornos de alta temperatura de 600 a 800 ℃.

Propiedades mecánicas

• Resistencia a la tracción y límite elástico moderados.
• Tenacidad: Tiene cierto grado de tenacidad a temperatura ambiente, pero cuanto más baja es la temperatura, peor es la tenacidad.
• Formabilidad: Generalmente presenta poca plasticidad, especialmente a bajas temperaturas.

Grados comunes de acero inoxidable ferrítico

Acero inoxidable 430.

El acero inoxidable 430 contiene cromo 16-18% y es el acero inoxidable ferrítico más común y versátil.

Presenta buena resistencia a la corrosión en ambientes secos y templados.

Su soldabilidad es relativamente pobre, lo que lo hace adecuado para métodos de fabricación de chapa metálica, como corte y doblado para conformado integrado.

Las aplicaciones comunes del 430 incluyen carcasas de hornos microondas, paneles de paredes de ascensores y fregaderos de cocina.

Acero inoxidable 434

El acero inoxidable 434 agrega aproximadamente 1% de molibdeno a la base de 430. La adición de molibdeno mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas del acero inoxidable, al mismo tiempo que aumenta ligeramente su costo.

Los componentes comunes del modelo 434 incluyen manijas de puertas de automóviles, brazos de limpiaparabrisas y revestimientos de lavavajillas.

Acero inoxidable 409.

El acero inoxidable 409 tiene un contenido de cromo de aproximadamente 11% y contiene titanio, un elemento estable.

La adición de titanio mejora su resistencia a la corrosión intergranular, confiriéndole un excelente rendimiento de soldadura.

Debido a su bajo contenido de cromo, su costo se reduce, pero su resistencia a la corrosión se debilita significativamente.

Las aplicaciones comunes del 409 son los tubos de escape de automóviles, los silenciadores de automóviles y los tubos de escape de equipos agrícolas.

Acero inoxidable 439

El contenido de cromo del acero inoxidable 439 es de aproximadamente 17-19%, y el titanio se utiliza como elemento estabilizador para mejorar la resistencia a la corrosión intergranular, por lo que el rendimiento de la soldadura es excelente.

Las piezas que requieren un alto rendimiento de soldadura y buena resistencia a la corrosión se pueden fabricar con 439, como revestimientos de calentadores de agua, tuberías de gas, etc.

Acero inoxidable 444

El acero inoxidable 444 es un acero inoxidable ferrítico con alto contenido de molibdeno que contiene cromo 18-20%, aproximadamente molibdeno 2% y niobio como elemento estabilizador, lo que previene eficazmente la corrosión intergranular.

La presencia de molibdeno le confiere una resistencia extremadamente fuerte a la corrosión bajo tensión por cloruro y a la corrosión por picaduras.

Los productos comunes 444 incluyen tanques de almacenamiento de agua caliente y materiales para techos para edificios costeros.

Acero inoxidable 446

El acero inoxidable 446 es un acero inoxidable ferrítico con alto contenido de cromo con un contenido de cromo de 23-27%, lo que le otorga una resistencia a la oxidación a altas temperaturas extremadamente alta y una temperatura máxima de resistencia al calor de hasta 1100 ℃.

Sin embargo, su coste es relativamente alto entre los aceros inoxidables ferríticos y su maquinabilidad es generalmente media.

Los productos comunes de acero inoxidable 446 incluyen tubos de recocido de hornos industriales y equipos de tratamiento térmico.

Normas internacionales y equivalencias de grado

Ventajas y desventajas del acero inoxidable ferrítico

Ventajas

1. El contenido de cromo del acero inoxidable ferrítico garantiza una buena resistencia a la corrosión. Si su producto personalizado necesita soportar entornos moderadamente corrosivos, el acero inoxidable ferrítico puede satisfacer sus necesidades de uso a largo plazo.
2. El acero inoxidable ferrítico tiene buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas y tiene un bajo coeficiente de expansión térmica, lo que garantiza que los productos de acero inoxidable ferrítico aún puedan mantener un buen rendimiento en entornos de uso de alta temperatura.
3. La plasticidad y tenacidad del acero inoxidable ferrítico lo hacen excelente para el procesamiento a temperatura ambiente, y si elige el acero inoxidable ferrítico como material de producción, entonces todo el proceso de producción será muy eficiente.
4. El acero inoxidable ferrítico contiene muy poco o nada de níquel, lo que resulta en menores costos de producción. Si su producto prioriza la rentabilidad, el acero inoxidable ferrítico es una buena opción.

Desventajas

En comparación con otros tipos de acero inoxidable, el acero inoxidable ferrítico tiene algunas desventajas en aplicaciones específicas.

1. En comparación con el acero inoxidable austenítico, el acero inoxidable ferrítico tiene una resistencia a la corrosión relativamente menor, especialmente en entornos húmedos, químicos y que contienen cloro.
2. El acero inoxidable ferrítico tiene poca soldabilidad y, después de soldarlo, se vuelve frágil, desarrolla grietas en caliente y produce corrosión intergranular, lo que da como resultado una calidad de soldadura generalmente deficiente.
3. El acero inoxidable ferrítico no es tan resistente como el acero inoxidable austenítico y el acero inoxidable PH, por lo que no tiene mucha ventaja en aplicaciones con requisitos de alta resistencia.
4. En entornos de baja temperatura, el acero inoxidable ferrítico tiene poca plasticidad y tenacidad, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones de baja temperatura o escenarios que requieren alta resistencia a la tracción en los componentes.

Métodos de procesamiento del acero inoxidable ferrítico

Mecanizado CNC

El mecanizado CNC es el método de procesamiento más común para el acero inoxidable ferrítico, que produce productos con alta precisión, superficies lisas y excelente rendimiento, lo que lo hace muy adecuado para proyectos personalizados de lotes pequeños a medianos.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que los aumentos localizados de temperatura durante el corte pueden provocar el endurecimiento de la superficie y acelerar el desgaste de la herramienta.

Se recomienda utilizar herramientas de acero o carburo de alta velocidad, combinadas con velocidades de corte medias a bajas y fluido de corte, para lograr mejores resultados de mecanizado.

Forja en caliente

El acero inoxidable ferrítico se puede procesar en caliente, pero es necesario controlar con precisión la temperatura de la pieza de trabajo entre 950 y 1250 °C durante el procesamiento. 

Una temperatura demasiado baja provocará un endurecimiento por deformación, mientras que una temperatura demasiado alta provocará granos gruesos, disminución de las propiedades mecánicas y de la resistencia a la corrosión.

Por lo tanto, se utiliza menos para el procesamiento térmico y se utiliza principalmente para una pequeña cantidad de piezas con gran espesor o formas especiales.

Fundición a la cera perdida

Si bien el acero inoxidable ferrítico se puede utilizar para fundición de inversión, su poca fluidez y su susceptibilidad al agrietamiento en frío y al agrietamiento intergranular durante el enfriamiento rápido limitan su aplicación.

Por lo tanto, normalmente se utiliza solo para la fundición de lotes pequeños de formas complejas y piezas de alta precisión.

Se requiere un control estricto de la temperatura de fusión, la velocidad de vertido y el método de enfriamiento durante el proceso de fundición para evitar el agrietamiento.

Además, es necesario un recocido posterior a la fundición para aliviar la tensión y garantizar las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión.

Corte y doblado

Los procesos de trabajo en frío, como el doblado y el estampado, son los métodos de procesamiento industrial más comunes para el acero inoxidable ferrítico, principalmente por las dos razones siguientes:

1. Bajo costo y buena resistencia a la corrosión, ofreciendo ventajas de costo para aplicaciones a gran escala.
2. El trabajo en frío utiliza láminas delgadas, lo que evita eficazmente las desventajas de la plasticidad limitada y el endurecimiento por trabajo del acero inoxidable ferrítico.

Soldadura

La soldabilidad del acero inoxidable ferrítico es generalmente media. Si el aporte de calor de soldadura y la temperatura entre pasadas no se controlan estrictamente durante el proceso de producción, pueden producirse grietas por calor en la soldadura, lo que afecta el rendimiento del producto.

Sin embargo, la selección de grados con buena soldabilidad, como 439 y 444, puede prevenir eficazmente la corrosión intergranular después de la soldadura.

Tratamiento de superficies

• Tratamiento funcional: decapado, pasivado, electropulido…
• Tratamientos decorativos: pulido, arenado, recubrimiento…

Aplicación del acero inoxidable ferrítico

• Automoción: tubos de escape, colectores de escape, silenciadores, manijas de puertas, piezas de limpiaparabrisas…
• Electrodomésticos y menaje de cocina: carcasas de calentadores de agua, tambores de lavadoras, carcasas de hornos microondas, fregaderos, cocinas de inducción y sartenes…
• Arquitectura y decoración: paneles de puertas de ascensores, bisagras de puertas y ventanas, estructuras de edificios costeros…
• Industria y energía: calderas, tuberías de transporte de productos químicos, tubos de intercambiadores de calor…
• Bienes de consumo duraderos: cuadros de motocicletas, fijaciones (tornillos, tuercas)…

Resumen

Este blog le ha proporcionado una comprensión general de las características, ventajas y aplicaciones del acero inoxidable ferrítico. Si le interesa personalizar productos de acero inoxidable ferrítico, no dude en contactarnos para solicitar un presupuesto. Ofrecemos servicios integrales que incluyen mecanizado, fundición de precisión, fabricación de chapa metálica y tratamiento de superficies.

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