Acero inoxidable: propiedades, tipos, historia y aplicaciones

Descubre el acero inoxidable: propiedades, tipos, historia y aplicaciones prácticas. Desde su origen en 1913 hasta usos modernos en industria, hogar y medicina.

El acero inoxidable, también conocido como acero inox, es una aleación de acero con un contenido mínimo de 10,5 u 11% de cromo en masa.

El acero inoxidable no se mancha, corroe ni oxida tan fácilmente como el acero común, pero no es a prueba de manchas.

El término "acero resistente a la corrosión" se utiliza cuando la aleación tiene menos del 12% mínimo de cromo, por ejemplo en la industria de la aviación. Existen diferentes grados y acabados superficiales de acero inoxidable, según el lugar donde se vaya a utilizar. Los aceros inoxidables tienen una mayor resistencia a la oxidación (herrumbre) y a la corrosión en muchos entornos naturales y artificiales. Hay más de 150 grados de acero inoxidable, de los cuales quince son los más utilizados.

La idea del acero inoxidable se descubrió en la primera parte del siglo XIX, pero se tardó unos 80 años en desarrollar un método industrial fiable. Inventores franceses, británicos y estadounidenses trabajaron en ello hasta que se produjo un auténtico acero inoxidable. La invención del acero inoxidable moderno puede fecharse en 1913, y fue realizada por Harry Brearley en Sheffield, Yorkshire. Un uso común del acero inoxidable es la cubertería (cuchillos, tenedores y cucharas). La cubertería de acero inoxidable era una gran industria en el Sheffield de mediados del siglo XX.

Propiedades principales

• Resistencia a la corrosión: Gracias a la formación de una capa pasiva rica en cromo (óxido de cromo) sobre la superficie, los aceros inoxidables resisten la oxidación y la corrosión en muchos ambientes. Esta película es auto-reparadora si no está gravemente dañada.
• Composición: Además del cromo, se añaden elementos como níquel, molibdeno, nitrógeno, titanio, niobio y cobre para mejorar resistencia mecánica, ductilidad y resistencia a tipos específicos de corrosión (p. ej. pitting).
• Propiedades mecánicas: Varían según la familia. Los aceros martensíticos pueden endurecerse por tratamiento térmico; los austeníticos son dúctiles y tenaces a bajas temperaturas.
• Magnetismo: Los aceros austeníticos (por ejemplo 304, 316) son generalmente no magnéticos en estado recocido; los ferríticos y martensíticos sí son magnéticos.
• Resistencia térmica: Buen comportamiento a temperaturas altas y bajas; la temperatura de fusión depende de la composición (aprox. entre 1 370 °C y 1 530 °C).
• Conductividad: Típicamente menor conductividad térmica y eléctrica que el cobre o el aluminio, pero suficiente para muchas aplicaciones industriales.

Tipos principales de acero inoxidable

Los aceros inoxidables se suelen clasificar por su microestructura:

• Austeníticos: (serie 200 y 300, p. ej. 304, 316). Contienen cromo y níquel; son los más usados por su buena resistencia a la corrosión, ductilidad y soldabilidad. El 316 contiene molibdeno para mejorar la resistencia al ataque por cloruros.
• Ferríticos: (p. ej. 430). Principalmente ricos en cromo, sin o con poco níquel; son magnéticos, con buena resistencia a la corrosión atmosférica y buenas propiedades mecánicas a temperatura ambiente.
• Martensíticos: (p. ej. 410, 420). Tienen mayor contenido de carbono, pueden endurecerse y afilarse; se usan en cuchillería, válvulas y herramientas cortantes.
• Duplex: (p. ej. 2205). Combinan fases ferrítica y austenítica; ofrecen mayor resistencia mecánica y mejor resistencia a la corrosión por cloruros que los austeníticos convencionales.
• Precipitation-hardening (endurecimiento por precipitación): (p. ej. 17-4 PH). Permiten altas resistencias mediante tratamientos térmicos y se usan en la industria aeroespacial y petroquímica.

Existen además variantes de alto contenido en aleantes (por ejemplo 904L, 6Mo o superausteníticos) para entornos muy agresivos.

Formas de corrosión y limitaciones

• Pitting (picaduras): Muy relacionado con la presencia de iones cloruro (sal). Es una forma localizada y peligrosa de corrosión.
• Corrosión por grietas (crevice): Ocurre en hendiduras o juntas donde el acceso de oxígeno es limitado.
• Corrosión intergranular: Resultado de la precipitación de carburos de cromo en zonas de grano tras soldadura o calentamiento prolongado, que puede reducir la protección pasiva.
• Fragilización por hidrógeno y cracking por tensión y corrosión (SCC): En condiciones específicas (tensión más ambiente agresivo) puede producirse.

Procesos de fabricación y tratamiento

• Fusión y colada: En hornos eléctricos o de oxígeno básico con alto reciclado de chatarra.
• Laminado y conformado: Laminado en caliente y en frío para producir bobinas, placas y tubos; seguido de recocido para restaurar la ductilidad.
• Decapado y pasivado: Decapado con ácidos para eliminar óxidos de laminación y suciedad; la pasivación química favorece la formación de la capa protectora de óxido de cromo.
• Soldadura: Requiere consideraciones para evitar la sensibilización; algunas aleaciones necesitan aporte específico o tratamientos posteriores (solución, recocido).
• Acabados superficiales: Desde mill finish hasta pulidos espejo y cepillados. Códigos como 2B o BA describen acabados típicos.

Historia breve y desarrollo

Aunque la idea de aleaciones con gran resistencia a la oxidación fue estudiada desde el siglo XIX, el desarrollo industrial sólido tardó décadas. Investigadores y metalurgistas en Francia, Reino Unido y Estados Unidos realizaron ensayos y composiciones hasta principios del siglo XX. La invención del acero inoxidable moderno suele fecharse en 1913 con los trabajos de Harry Brearley en Sheffield, Yorkshire, quien buscaba un acero que resistiera la erosión en los cañones y observó su gran resistencia a la corrosión. A partir de ahí la tecnología y la industria evolucionaron rápidamente: nuevos grados, adiciones de elementos de aleación y procesos de fabricación permitieron su expansión masiva en muchas industrias durante el siglo XX.

Aplicaciones

Las propiedades específicas del acero inoxidable lo hacen apropiado para multitud de usos:

• Menaje y cubertería: Cuchillos, tenedores, cucharas, ollas y utensilios de cocina (serie 300, especialmente 304 y 316).
• Construcción y arquitectura: Fachadas, barandillas, cubiertas y elementos decorativos por su durabilidad y estética.
• Industria alimentaria y farmacéutica: Tanques, tuberías, equipos de proceso y superficies que requieren higiene y limpieza frecuente.
• Medicina: Instrumental quirúrgico e implantes en algunos casos, por su biocompatibilidad y resistencia a la corrosión.
• Química y petroquímica: Equipos expuestos a medios corrosivos; los grados especiales (con Mo, alto Ni) se usan para resistir cloruros y ácidos.
• Naval y offshore: Componentes expuestos a agua de mar, aunque en zonas muy agresivas se seleccionan aleaciones especiales o se protegen adicionalmente.
• Aeroespacial y automoción: Elementos estructurales, sistemas de escape y componentes que requieren resistencia a temperaturas y corrosión.
• Instrumental de precisión y energética: Intercambiadores de calor, válvulas y bombas.

Mantenimiento y buenas prácticas

• Limpiar regularmente con agua y jabón neutro; evitar limpiadores con cloruros y lejía en aceros de la serie 300 si no se enjuagan correctamente.
• Para restaurar superficies dañadas usar decapado químico seguido de pasivado o electropulido según la recomendación del fabricante.
• En uniones y soldaduras, realizar tratamientos térmicos si procede para evitar la sensibilización; usar consumibles adecuados.
• Seleccionar el grado apropiado para el ambiente: por ejemplo, en presencia de cloruros es preferible 316, duplex o grados con molibdeno/níquel mayores en función de la agresividad.

En resumen, el acero inoxidable es una familia versátil de aleaciones que combina resistencia a la corrosión, variedad de propiedades mecánicas y acabados estéticos, lo que explica su amplia adopción en sectores domésticos, industriales y de ingeniería. La correcta selección del grado, el diseño y el mantenimiento son claves para asegurar su durabilidad y rendimiento en cada aplicación.

Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es el acero inoxidable?

P: ¿Quién inventó el acero inoxidable moderno?

P: ¿Cuánto tiempo se tardó en desarrollar un método industrial fiable para producir acero inoxidable?

P: ¿Cuáles son algunos de los usos habituales del acero inoxidable?

P: ¿Existe más de un grado de acero inoxidable?

P: ¿Todos los aceros inoxidables son resistentes a las manchas?

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