Aplicaciones de aceros inoxidables ferríticos avanzados
El acero inoxidable ferrítico es una aleación de hierro y cromo con un contenido de cromo que varía del 10% al 30%. Este tipo de acero inoxidable tradicional se utiliza raramente en productos industriales debido a su baja tenacidad, alta temperatura de transición a la fragilidad y limitadas capacidades de procesamiento.
Mediante tecnologías avanzadas de fundición, es posible reducir efectivamente la cantidad de elementos intersticiales y agregar otros elementos aleantes para mejorar la dureza del material, así como su resistencia a la corrosión. Esto permite desarrollar aceros inoxidables ferríticos superiores y de alto rendimiento. El acero inoxidable ferrítico es uno de los tipos más comunes de acero inoxidable utilizado en la actualidad.
Debido a que la composición química de este acero inoxidable no contiene níquel, o incluso lo elimina por completo, su precio es más bajo en comparación con el acero inoxidable austenítico. Además, presenta una excelente resistencia a la corrosión por tensión y a la corrosión por picaduras. Por otra parte, el acero inoxidable ferrítico moderno puede reemplazar al acero inoxidable austenítico en algunos campos, e incluso a los materiales de titanio; por lo tanto, su importancia económica es bastante destacada.
Debido a factores como la escasez de mineral de níquel y el aumento de sus precios, cómo utilizar menos o ningún metal de níquel es una cuestión clave que debe resolverse en los productos industriales nacionales. El uso de acero inoxidable ferrítico moderno para reemplazar parcialmente al acero inoxidable austenítico puede resolver este problema de manera efectiva.
El acero inoxidable ferrítico moderno se utiliza ampliamente en la industria petroquímica, y existen muchos tipos de este tipo de acero. El primero es el acero inoxidable ferrítico 00Cr18Ti, también conocido como acero inoxidable 430 o 439. Se trata de un acero inoxidable ferrítico con contenido muy bajo de carbono y estabilizado con titanio. Su composición química le confiere resistencia a la corrosión intergranular y evita la formación de estructura martensítica en la zona afectada por el calor durante el proceso de soldadura. Este tipo de acero puede reemplazar al acero inoxidable 304 en ciertos casos, y se puede utilizar para fabricar diversos condensadores, calentadores de agua de alimentación y refrigeradores de sistemas de lubricación, así como tubos de intercambio térmico.
Los métodos de soldadura, crimpado, expansión de tubos y otros procesos para este tipo de acero son similares a los del acero inoxidable 304. No obstante, la desventaja de este tipo de acero es que su temperatura de transición de estado plástico a estado frágil es relativamente alta; puede volverse frágil en el rango de 260°C a 650°C durante un largo período de tiempo. Sin embargo, calentarlo hasta 815°C y luego enfriarlo rápidamente puede restaurar cierto grado de dureza.
El segundo tipo es el acero inoxidable 0000Cr26Mo, que es un acero inoxidable ferrítico de alta pureza, también conocido como acero inoxidable XM27. Este tipo de acero se refina mediante procesos de inducción en vacío combinados con fundición por haz de electrones o remelting por electroslag, a fin de controlar la fracción en masa de los elementos intersticiales carbono y nitrógeno hasta no más del 0.02%. Esto mejora su plasticidad y reduce la temperatura de transición a la fragilidad a -60°C. Debido a su alto contenido de cromo y molibdeno, presenta una excelente resistencia a la corrosión en numerosos ambientes, especialmente en presencia de cloruros, ácidos orgánicos, ácidos oxidantes y soluciones alcalinas concentradas y calientes.
El tercer tipo es el acero inoxidable 00Cr27Mo4Ni3NbT, que utiliza titanio y niobio como elementos estabilizadores y se refina mediante el método AOD (Air Oxygen Decarburization) para alcanzar un contenido de carbono extremadamente bajo. Presenta características de alta resistencia, buena ductilidad y baja tasa de endurecimiento por trabajo. Debido a la adición de níquel, su temperatura de transición entre el estado plástico y el frágil es de hasta -84°C, lo cual es más baja que en los aceros inoxidable ferríticos similares que no contienen níquel. Estas propiedades le permiten soportar altos esfuerzos durante su uso y ofrecer un excelente rendimiento en procesamientos metalúrgicos. Este tipo de acero se puede utilizar para fabricar condensadores en centrales eléctricas, calentadores de agua de alimentación, así como intercambiadores de calor para el desalinización de agua de mar.
El último tipo de acero inoxidable es el que contiene un bajo contenido de cromo. Dado que el costo del acero inoxidable ferrítico con un contenido de cromo entre el 18% y el 30% es relativamente alto, el desarrollo y uso de aceros inoxidables con bajo contenido de cromo se ajusta mejor a las necesidades del mercado. Este tipo de acero puede utilizarse para fabricar sistemas de escape de automóviles, dispositivos de tratamiento de purificación y silenciadores. También puede ser empleado en la construcción de tubos para hornos, intercambiadores de calor, reactores, así como en tuberías destinadas a equipos de refinería que se utilizan en procesos como el cracking catalítico, la cokificación retardada, el hidrocracking y otros.
