¿Qué es el acero inoxidable austenítico, el acero inoxidable martensítico y el acero aleado?

¿Qué es el acero inoxidable austenítico? ¿Qué es el acero inoxidable martensítico? ¿Qué es el acero aleado? Aquí puedes encontrar la respuesta.
En el diseño mecánico, utilizamos a menudo acero inoxidable austenítico y acero inoxidable martensítico porque tienen buenas propiedades físicas y mecánicas.
Por ejemplo: los aceros inoxidables austeníticos comúnmente utilizados AISI303 y AISI304 tienen un módulo elástico de alrededor de 200 y un límite elástico de 190Mpa-230Mpa.
Los aceros inoxidables martensíticos comúnmente utilizados AISI420 y AISI440C tienen un módulo elástico de 215Gpa. Después de 420 tratamientos térmicos de enfriamiento y revenido, el límite elástico puede alcanzar 345Mpa-1420Mpa. Después del tratamiento térmico a 440°C, el límite elástico puede incluso alcanzar los 1900Mpa.
El enfriamiento es el proceso de calentar la pieza de trabajo a 30-50°C por encima de la temperatura crítica de austenitización, sacarla después del aislamiento y enfriarla rápidamente en agua.
El templado es el proceso de recalentar la pieza de trabajo enfriada por debajo de 727 °C, sacarla después del aislamiento y enfriarla en aire, aceite o agua. Generalmente, se requiere revenido después del templado para eliminar la tensión interna y estabilizar la estructura.

El acero inoxidable austenítico no es magnético y tiene buena resistencia a la corrosión, como el 303, 304, 316, 202 y otros aceros inoxidables.

El acero inoxidable martensítico es magnético, pero su resistencia a la corrosión no es tan buena como la del acero inoxidable austenítico, como el 420, 440, 410, 403 y otros aceros inoxidables.

Ya sea martensita o austenita, se forman esencialmente a base de hierro puro al que se añaden diferentes concentraciones de carbono a una determinada temperatura.

Cuando el hierro puro se calienta por encima de su punto de fusión de 1538 grados, el hierro puro se vuelve líquido.

Cuando el hierro puro comienza a enfriarse en estado líquido, cristalizará en cristales con diferentes estructuras en diferentes rangos de temperatura. (Cristal se refiere al cambio de líquido a sólido; cristal se refiere a un objeto cuyos átomos están dispuestos regularmente en el espacio).

Por ejemplo, entre el punto de fusión y los 1394 grados, el hierro cristaliza en una estructura cúbica centrada en el cuerpo, llamada δ-Fe. Entre 1394 y 912 grados, el hierro cristaliza en una estructura cúbica centrada en las caras, llamada γ-Fe. Cuando la temperatura desciende por debajo de los 912 grados, también presenta una estructura cúbica centrada en el cuerpo, llamada α-Fe.

El hierro en los tres rangos de temperatura anteriores, δ-Fe, γ-Fe y α-Fe, también puede disolver carbono, pero su capacidad para disolver carbono es diferente. A esto se le llama solución sólida.

El carbono disuelto en α-Fe se llama ferrita Ferrita = F y aún mantiene la estructura cúbica centrada en el cuerpo. El carbono disuelto en γ-Fe se llama austenita Austenita = Au, que todavía tiene una estructura cúbica centrada en las caras, y la austenita tiene muy buena plasticidad. ,fácilmente transformado.

Sin embargo, debido a que la brecha atómica de γ-Fe es mayor que la de α-Fe, la concentración de carbono que puede disolver es mayor que la de α-Fe.

El carbono máximo disuelto en austenita es 2.11% y el carbono disuelto máximo en ferrita es 0.0218%.

¿Qué sucede si la fracción másica del carbono excede el límite de solubilidad de ambos?

Se formará el compuesto Fe3C, llamado cementita: Cementita y su contenido en carbono puede llegar al 6.69%.

Cuando la temperatura es inferior a 727 grados, la austenita se mezclará con otras estructuras para formar nuevas estructuras, y la mayor parte del acero inoxidable que utilizamos habitualmente está a temperatura ambiente. A temperaturas normales, las estructuras formadas por diferentes concentraciones de carbono disuelto en hierro son diferentes.

Por ejemplo, cuando el contenido de carbono es inferior al 0.0218%, la estructura formada a temperatura ambiente es ferrita.

Entonces, ¿de dónde viene el acero inoxidable austenítico? ¿Qué es una aleación?

El acero al carbono es una aleación con hierro y carbono como componentes principales. Una aleación de hierro y carbono con una fracción de masa de carbono de 0.0218% -2.11% se llama acero. Entre ellos, el acero al carbono con un contenido de carbono inferior al 0.25% se denomina acero con bajo contenido de carbono. El acero al carbono con un contenido de carbono del 0.25% al ​​0.6% también se denomina acero de medio carbono. Cuando el contenido de carbono es superior al 0.6%, se denomina acero con alto contenido de carbono.
A temperatura ambiente, el acero al carbono con diferentes fracciones de masa formará austenita cuando se calienta por encima de la temperatura crítica. Esta austenita tiene la característica de que es isotérmica en diferentes rangos de temperatura, o se enfría en diferentes momentos. El enfriamiento a baja velocidad formará diferentes estructuras.

La temperatura crítica es la temperatura correspondiente a las líneas A3, Acm y A1 en el diagrama de fases hierro-carbono. Representa la temperatura a la que diferentes fracciones masivas de carbono comienzan a transformarse en austenita cuando se calientan. Por ejemplo, el acero al carbono con estructura de perlita a temperatura ambiente se calienta a 727 grados y comienza a formarse austenita.
Por ejemplo, para el acero al carbono con un contenido de carbono del 0.77%, la perlita se formará isotérmicamente entre la temperatura crítica de 727 grados y 560 grados, la bainita se formará isotérmicamente entre 560 grados y Ms, y entre Ms-Mf se formará martensita isotérmicamente. .

Una aleación se refiere a un elemento metálico combinado con otros elementos para formar una sustancia con propiedades metálicas.
Por ejemplo, las ventanas de aleación de aluminio de su hogar son una aleación compuesta de aluminio, magnesio y silicio. El cuerpo principal del grifo de la cocina es generalmente una aleación de cobre, principalmente cobre y zinc, y también contiene una pequeña cantidad de plomo.

La aleación de litio-aluminio AL-Li8090 y las aleaciones de titanio se utilizan a menudo en estructuras de aviones debido a su gran relación entre resistencia y densidad.