Tipos de aceros Clasificación y aplicaciones

Entre los materiales más frecuentemente empleados en la actualidad están los aceros al carbono,representando aproximadamente el 85% de la producción anual de acero en todo el mundo. El amplio rango de aplicaciones de los aceros, lo convierten en uno de los materiales de mayor interés por conocer su comportamiento a corrosión.

Aunque los aceros al carbono presentan una tendencia pronunciada hacia la corrosión, son utilizados fundamentalmente en la construcción debido a su bajo coste y facilidad de fabricación. Estos materiales pueden clasificarse según la norma UNE-EN 10020:2001 [75] _y

atendiendo a la composición química en:

 Aceros no aleados, o aceros al carbono: son aquellos en el que, aparte del carbono, el contenido de cualquiera de sus otros elementos aleantes es muy pequeño (inferior al 2% en peso). Como elementos aleantes que se añaden están el Mn, Cr, Ni, Cu, Co, Al, Ti, etc. Por otra parte, en función del contenido de carbono presente en el acero, se tienen los siguientes grupos:

I) Aceros de bajo carbono (%C˂0,25)

II) Aceros de medio carbono (0,25˂%C˂0,55) III) Aceros de alto carbono (0,55<%C<2)

 Aceros aleados: aquellos en los que, además del carbono, al menos uno de sus otros elementos presentes en la aleación es igual o superior al 2% en peso. A su vez este grupo se puede dividir en:

I) Aceros de baja aleación (elementos aleantes ˂5%) II) Aceros de alta aleación (elementos aleantes >5%)

Aceros inoxidables: son aquellos aceros que contienen un mínimo del 10,5% de Cr según la norma europea EN 10088-1 [76]_{, aunque tradicionalmente se indica que debe ser superior al}

12% [77,78] _{y un máximo de 1,2% de carbono. Entre las clasificaciones más conocidas en el sector}

“Diseño y utilización de electrolitos gel para estudios electroquímicos de corrosión en superficies metálicas de geometría compleja.”

Europea) y la UNS (Unified Numbering System). En dependencia de su microestructura los aceros inoxidables se pueden dividir en diferentes familias [79]_:

I) Aceros inoxidables ferríticos: Son magnéticos y poseen una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), no se les puede endurecer mediante tratamiento térmico, son relativamente frágiles y poseen baja resistencia, tenacidad, ductilidad y soldabilidad.

II) Aceros inoxidables austeníticos: Presentan una estructura cúbica centrada en las caras (FCC), elevada plasticidad, tenacidad, resistencia y facilidad para ser soldados.

III) Aceros inoxidables martensíticos: Presentan propiedades ferromagnéticas, estructura tetragonal centrada en el cuerpo (BCT), elevada dureza y resistencia al desgaste.

IV) Aceros inoxidables dúplex: Poseen una estructura bifásica de austenita y ferrita, combinando las buenas propiedades de los aceros inoxidables ferríticos y austeníticos.

V) Aceros inoxidables endurecibles por precipitación: Poseen elevada resistencia mecánica, obtenida a partir de tratamientos térmicos de precipitación.

Respecto al comportamiento a corrosión de estos materiales, el acero al carbono puede sufrir corrosión generalizada, localizada y galvánica en dependencia del ambiente al que esté sometido. La corrosión microbiana también se conoce como un problema principal en la industria petrolera [80,81]_{. Debido a la elevada susceptibilidad a la corrosión, algunos recubrimientos}

metálicos son utilizados comúnmente para protegerlo. La protección catódica y la protección mediante ánodos de sacrificio, son métodos que se aplican ampliamente para alargar la vida útil de estructuras metálicas [82]_{. Uno de los metales más importantes empleados como}

recubrimiento es el Zn, debido a que es considerablemente más electronegativo que el hierro (Figura 1.12). Por otra parte, el Zn es resistente al ataque en condiciones atmosféricas normales, debido a la formación de carbonatos de zinc insolubles [83]_.

Figura 1.12.Protección del acero mediante galvanizado [84]_.

Mediante galvanización, electrodeposición, rociado térmico, pinturas y otros métodos, los aceros protegidos con Zn se utilizan comúnmente en estructuras de edificios, refuerzos de hormigón y otras estructuras domésticas e industriales [85]_{, como la industria automotriz} [83,86]_,

donde los recubrimientos de Zn actúan no sólo como una barrera protectora para el contacto entre el acero y el medio ambiente, sino que también funciona como ánodo de sacrificio si ocurren discontinuidades en el revestimiento. La fabricación de baterías de Zn también es muy importante en la industria electrónica [87,88]_{, debido a su uso en objetos donde se requieren}

pequeñas cantidades de energía, tales como: radios, grabadoras, juguetes, control remoto, relojes, calculadoras, cámaras, etc.

Por otra parte, el acero inoxidable es uno de los materiales metálicos más conocidos debido a su buena resistencia frente a la corrosión y a la oxidación a altas temperaturas [89]_.

Además, sus buenas propiedades mecánicas en un rango extremadamente amplio de temperaturas [90] _{y su fácil mantenimiento y bajo coste con respecto a su vida útil lo hacen el}

material ideal para múltiples aplicaciones.

Los aceros inoxidables son utilizados frecuentemente como material de construcción en varios ambientes agresivos como, por ejemplo: en equipos para la industria química, petroquímica, alimenticia, farmacéutica y en la construcción civil. Fundamentalmente son empleados en sistemas de tuberías, equipos de intercambio de calor, plataformas de perforación, plantas químicas, plantas de desalinización, plantas de tratamiento de aguas residuales, utensilios domésticos, etc. El amplio rango de aplicaciones que presentan los aceros

“Diseño y utilización de electrolitos gel para estudios electroquímicos de corrosión en superficies metálicas de geometría compleja.”

inoxidables es la razón fundamental por la cual ha sido uno de los materiales más empleados y que mayor importancia se le ha dado en la investigación desarrollada en esta tesis doctoral.