Tothom sap sobre l'acer inoxidable, però els no professionals generalment no saben que l'acer inoxidable es divideix en diferents tipus i fins i tot centenars de graus.
"Acer inoxidable" és un concepte molt general. Segons la norma europea EN 10088, l'acer inoxidable fa referència a una categoria de materials metàl·lics amb un contingut de crom (Cr) superior al 10,5% i funció anticorrosió. També es poden afegir altres elements d'aliatge per a altres consideracions de rendiment.
En termes generals, l'acer inoxidable es divideix en cinc categories: acer inoxidable martensític, acer inoxidable ferrític, acer inoxidable austenític, acer inoxidable dúplex i acer inoxidable endurit per precipitació.
Per distingir ràpidament aquests cinc tipus d'acer inoxidable, es pot fer un judici preliminar basat en el contingut d'aliatge del material.
Acer inoxidable martensític
Figura 1 Acer inoxidable martensític
L'acer inoxidable martensític pertany a l'aliatge Fe-Cr-C-(Ni-Mo): els principals elements d'aliatge són ferro, crom i carboni, i alguns graus contenen níquel i molibdè.
La característica d'aquest tipus de material és que el contingut de crom (Cr) està entre l'11,5~18%. En comparació amb altres tipus d'acer inoxidable, el seu contingut de carboni (C) és molt elevat, entre 0,15~1,2%. Cal tenir en compte que el contingut de carboni de l'acer d'aliatge general com el Q355B és només d'aproximadament 0,2%.
Aquest tipus de material es pot endurir mitjançant tractament tèrmic per obtenir una major resistència i duresa. L'acer inoxidable martensític és bàsicament magnètic, i aquesta característica també es pot utilitzar com a mètode preliminar per jutjar el tipus de material.
L'acer inoxidable martensític s'utilitza sovint per fabricar productes que requereixen una duresa més alta, com ara ganivets de cuina, instruments quirúrgics o coixinets.
Acer inoxidable ferrític
Figura 2 Acer inoxidable ferrític
L'acer inoxidable ferrític pertany a l'aliatge Fe-Cr-(Mo): els principals elements d'aliatge són el ferro i el crom, i alguns graus contenen molibdè.
En comparació amb la martensita, l'acer inoxidable ferrític té un contingut de carboni més baix, generalment per sota del 0,08%, però un rang molt més ampli de contingut de crom - 10,5~30%.
La ferrita també és magnètica. Aquest tipus de material és difícil d'endurir mitjançant tractament tèrmic i s'utilitza generalment en situacions en què la duresa no és un requisit elevat, però la resistència a les esquerdes per corrosió per tensió de clorur és alta, com ara sistemes d'escapament d'automòbils, guarnicions d'automòbils, torres d'aigua calenta i altres equips.
Acer inoxidable austenític
Figura 3 Acer inoxidable austenític
L'acer inoxidable austenític pertany a l'aliatge Fe-Cr-Ni (Mo): els principals elements d'aliatge són ferro, crom, níquel i alguns graus contenen molibdè.
De manera similar a la ferrita, l'acer inoxidable austenític sol controlar el contingut de carboni per sota del 0,08%, el contingut de crom està entre el 16 i el 28% i el rang de contingut de níquel és molt més gran del - 3,5 al 32% .
El contingut d'aliatge d'aquests materials garanteix que sempre mantinguin una estructura austenítica des de les temperatures criogèniques fins al punt de fusió. Igual que la martensita, l'austenita també es pot endurir mitjançant tractament tèrmic per canviar les seves propietats mecàniques.
Cal tenir en compte que l'acer inoxidable austenític és generalment no magnètic, però generalment esdevindrà magnètic si es treballa en fred sense tractament amb solució. La característica més important de l'austenita és la seva excel·lent resistència a la corrosió, ductilitat i duresa.
A partir de les seves excel·lents propietats, l'austenita s'utilitza generalment per fabricar estris de cuina de qualitat alimentària, equips industrials químics, productes de construcció, etc.
Dúplex d'acer inoxidable
Fiture 4 Dúplex d'acer inoxidable
L'acer inoxidable dúplex pertany a l'aliatge Fe-Cr-Ni-(Mo)-N: els principals elements d'aliatge són ferro, crom, níquel, nitrogen i alguns graus contenen molibdè.
L'anomenada "fase dual" significa que l'estructura de ferrita i l'estructura d'austenita representen cadascuna el 50%, i el seu rendiment també combina els avantatges de la ferrita i l'austenita en una: té una resistència elàstica i una resistència a la tracció més elevada que l'austenita i és magnètic.
Es pot dir que el contingut de carboni de l'acer inoxidable dúplex és el més baix entre tots els acers inoxidables, inferior al 0,03%. El límit inferior de contingut de crom és superior al d'altres acers inoxidables - 21~26%. El contingut de níquel és del 3,5 ~ 8%. Alguns graus individuals contenen molibdè, però generalment no superarà el 4,5%.
L'acer inoxidable dúplex es pot utilitzar generalment en equipaments marítims, instal·lacions de plantes petroquímiques, intercanviadors de calor, equips de fabricació de paper, etc.
Acer inoxidable endurit per precipitació
Figura 5 Acer inoxidable endurit per precipitació
L'acer inoxidable endurit per precipitació pertany a l'aliatge Fe-Cr-Ni-(Mo-Al-Cu-Nb)-N: els principals elements d'aliatge són ferro, crom, níquel i nitrogen, i alguns graus contenen molibdè, alumini, coure i niobi.
Aquest tipus d'acer inoxidable es caracteritza per una resistència a la corrosió moderada, fàcil processament i pot produir una resistència molt alta després del tractament tèrmic a temperatures relativament baixes (generalment 500 ~ 800 graus).
L'acer inoxidable d'enduriment per precipitació té una microestructura inicial d'austenita o martensita. L'acer inoxidable austenític es pot convertir en martensita mitjançant tractament tèrmic abans que es produeixi l'enduriment per precipitació. Quan la martensita es tempera, el tractament d'envelliment tèrmic resultant farà que els compostos intermetàl·lics durs precipitin de la gelosia i, a continuació, es produirà un enduriment per precipitació.
Després del tractament tèrmic, aquest tipus de material pot obtenir un límit elàstic de 3 o fins i tot 4 vegades superior al de l'acer inoxidable austenític - 520MPa~1500MPa. Per tant, s'utilitza principalment a la indústria aeroespacial i altres camps d'alta tecnologia que requereixen una gran resistència del material.
