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Los aceros inoxidables austeniticos metaestables

04 septiembre 2018

Comentamos algunos aspectos de este grupo de aceros inoxidables.

muelle

Cuando se deforman plásticamente, los aceros inoxidables austeníticos tradicionales con 18% de cromo y 8% de níquel sufren una transformación de fase martensítica. Esto se debe al hecho de que la fase de austenita no es termodinámicamente estable a temperatura ambiente.

La realidad es que muy pocos materiales comerciales se utilizan en su estado de equilibrio. Una familia muy importante de aceros son los llamados aceros inoxidables austeníticos metaestables que hacen uso de las propiedades de a'-martensita inducida por deformación que se forma durante el trabajo en frío. Algunos ejemplos son el AISI 301 (1.4310) y el AISI 302 (1.4310NS). En muchos aspectos se parecen a los aceros inoxidables austeníticos AISI 304 pero son más ricos en carbono y están equilibrados para proporcionar una alta resistencia en condiciones de trabajo en frío. La diferencia principal entre los aceros inoxidables tipo 301 y 302 es el contenido de níquel (6-8% y 8-10% respectivamente) y de cromo algo mayor (16-18% y 17-19% respectivamente) en este último.

Debido a la formación de a'-martensita, se puede obtener un límite elástico muy por encima de 2000 MPa en un fleje o alambre severamente trabajado en frío. Una cifra mucho más alta que el límite elástico de aceros inoxidables tipo AISI 304 recocidos que por lo general es de 250 MPa.

Los cambios en la aleación permiten mejoras significativas

La experiencia ha demostrado que la modificación AISI 302 mediante la adición de molibdeno al 1% para mejorar la resistencia a la corrosión por picadura es una opción adecuada como escariadores dentales, agujas quirúrgicas y alambres guía utilizados para insertar stents en el cuerpo humano. Esto se debe a la combinación única de resistencia, ductilidad y resistencia a la corrosión. Además, debido a la resistencia a la relajación del esfuerzo, esta aleación se utiliza como resortes en jeringas automáticas guardadas durante muchos años en tiendas militares. Una aplicación algo diferente es expansores espaciadores en motores de automóviles donde AISI 201 (EN 1.4372) ha demostrado un rendimiento satisfactorio. Esta aleación difiere de AISI 301 y 302 porque el níquel es parcialmente reemplazado por manganeso.

Existen aplicaciones en las que un rendimiento impecable requiere un material de resorte de alta resistencia que no sea ferromagnético. 1.4369 (18.5% Cr, 7% Ni, 6% Mn) está hecho a medida para tales aplicaciones. Esta composición garantiza que la susceptibilidad magnética es tan baja (<5 × 10-3) que puede considerarse como no ferromagnética. El manganeso juega un papel importante aquí porque promueve la formación de e-martensita, de la cual 1.4369 se deriva su fortaleza. Este tipo menos común de martensita no es ferromagnético.

Aplicaciones

Las aplicaciones de aceros inoxidables austeníticos metaestables incluyen muchos componentes en automóviles, como retractores de cinturones de seguridad, limpiaparabrisas, muelles de freno y muelles de válvula. También son adecuados como resortes de contacto, resortes de bisagra y muelles de abrazadera en conectores eléctricos. Los resortes de compresión son componentes estándar. La resistencia a la fatiga y la resistencia a la relajación del estrés son requisitos importantes en muchas de estas aplicaciones.

Una aplicación bastante reciente de aceros inoxidables austeníticos metaestables son los cuchillos de cocina. Los cuchillos tradicionales martensíticos poseen una dureza que puede exceder los 60 HRC cuando se trata térmicamente de manera adecuada. Los cuchillos de cocina del tipo 301 solo alcanzan valores de dureza justo por encima de 40 HRC, pero se afilan más fácilmente con herramientas simples de afilado.

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