¿Se oxida el acero al carbono?

SÍ. Uno de los principales inconvenientes del acero al carbono es su susceptibilidad a la oxidación. La lectura de nuestro artículo le ayudará a entender por qué se oxida el acero al carbono, cómo prevenir la oxidación y qué metales o aleaciones son menos propensos a oxidarse, ayudándole a tomar decisiones informadas sobre el uso y mantenimiento del material.

¿Qué es el acero al carbono?

El acero al carbono es un tipo de acero compuesto principalmente por hierro y carbono, con un contenido de carbono que suele oscilar entre 0,02% y 2,1%, y sus características de rendimiento se optimizan ajustando el contenido de carbono. Sin embargo, acero al carbono también puede significar acero aleado, excepto acero inoxidable.

Tipos de acero al carbono

Acero bajo en carbono (0.05% to 0.25% Carbon): Low carbon steel has good plasticity and toughness, but low strength. This steel is softer and easier to process, suitable for uses that require good weldability, such as building structures and automobile bodies.

Acero al carbono medio (0.25% to 0.60% Carbon): Medium carbon steel has good overall properties, but poor weldability. This steel has high strength and hardness and is suitable for manufacturing mechanical parts and structural parts, such as bearings and gears.

Acero con alto contenido en carbono (Over 0.60% Carbon): High carbon steel is very brittle and difficult to weld, but it has excellent hardness and wear resistance and is often used to produce high-strength parts like knives, tools, and springs.

¿Es el acero al carbono a prueba de óxido?

No, acero al carbono no es a prueba de óxido. El acero al carbono es muy susceptible a la oxidación y la corrosión cuando se expone a la humedad o a ambientes húmedos porque carece de suficiente contenido de cromo, necesario para formar una capa de óxido protectora que evite la oxidación.

¿Se oxida el acero con alto contenido en carbono?

Sí, acero con alto contenido en carbono es susceptible a la oxidación. Al igual que otros tipos de acero al carbono, carece de cantidades significativas de cromo (presente en el acero inoxidable), por lo que no forma una capa protectora de óxido para evitar la oxidación. Cuando se expone a la humedad o a ambientes corrosivos, el acero con alto contenido en carbono se oxida y forma óxido.

Para evitar la oxidación, el acero con alto contenido en carbono suele recubrirse, pintarse o tratarse con acabados protectores, o bien se requiere un mantenimiento regular para minimizar la corrosión.

¿Se oxida el acero al carbono en el agua?

Sí, acero al carbono se oxida en el agua, sobre todo si no está protegido con un revestimiento o acabado. Cuando el acero al carbono se expone al agua, sobre todo si hay oxígeno, reacciona formando óxido de hierro (óxido). Este proceso se acelera en agua salada u otros ambientes corrosivos debido a la mayor conductividad, que favorece la oxidación.

Para evitar la oxidación, el acero al carbono puede recubrirse, pintarse o tratarse con inhibidores de óxido cuando se utiliza en entornos en los que la exposición al agua es habitual.

¿Se oxida el acero al carbono en el exterior?

Sí, acero al carbono se oxidará cuando se exponga a ambientes exteriores, especialmente si no está debidamente protegido. Las condiciones exteriores, como la humedad, la lluvia y el oxígeno, crean un entorno ideal para la formación de óxido. óxido (óxido de hierro) sobre acero al carbono.

Entre los factores que aceleran la oxidación en el exterior se incluyen:

• Lluvia y humedad: Introducen humedad, lo que acelera la oxidación.
• Fluctuaciones de temperatura: La condensación puede formarse cuando cambian las temperaturas, aumentando aún más la exposición a la humedad.
• Sal (en entornos costeros): El agua salada o el aire cargado de sal aceleran enormemente la corrosión.

Para evitar la oxidación, el acero al carbono utilizado en exteriores suele recubrirse con capas protectoras como pintura, galvanización u otros acabados resistentes a la oxidación.

¿Se oxida la bandeja de acero al carbono?

Sí, un bandeja de acero al carbono puede oxidarse si no está bien curado o mantenido. El acero al carbono, al igual que el hierro fundido, es propenso a oxidarse cuando se expone a la humedad o si no se seca bien después de lavarlo.

Para evitar la oxidación en una sartén de acero al carbono:

1. Sazonar la sartén: Una capa protectora de aceite se cuece en la sartén mediante el aliño, creando una superficie antiadherente y protegiéndola de la humedad.
2. Secar inmediatamente: Después del lavado, la olla debe secarse bien para eliminar cualquier resto de humedad.
3. Aplicar aceite: Debe aplicarse una ligera capa de aceite después de cada uso para evitar la oxidación.

Si se forma óxido, normalmente puede eliminarse con estropajos de acero o frotando y, a continuación, volver a sazonar la cubeta.

¿Por qué se oxida el acero al carbono?

El problema de la oxidación del acero al carbono está relacionado principalmente con su composición química y las condiciones ambientales. El principal componente del acero al carbono es el hierro, que es propenso a la oxidación en un entorno húmedo o con oxígeno.

Reacción de oxidación

El hierro reacciona con el oxígeno bajo la acción del oxígeno y la humedad para formar óxido de hierro (herrumbre). El óxido de hierro se oxida aún más para formar óxido de color marrón rojizo.

Ampliación de óxido

Una vez formado el óxido, éste absorberá más humedad y se oxidará, haciendo que continúe el proceso de corrosión. El óxido no sólo daña la belleza original del metal, sino que también corroe gradualmente su material, haciendo que el espesor del metal disminuya gradualmente, debilitando en última instancia la capacidad de carga y la durabilidad del metal.

Impacto medioambiental

Las condiciones ambientales tienen un gran impacto en la corrosión del acero al carbono. Por ejemplo, la humedad elevada, la niebla salina, el ambiente ácido, etc. acelerarán el proceso de corrosión. 

Tipos de corrosión del acero al carbono

Corrosión uniforme

La corrosión uniforme se refiere a la distribución uniforme de la corrosión en la superficie del metal, normalmente causada por el contacto prolongado entre el metal y medios corrosivos (como agua o gases ácidos). La corrosión uniforme hará que el grosor del metal disminuya gradualmente, afectando a su resistencia estructural.

Corrosión local

La corrosión local incluye las picaduras y la corrosión por intersticios. Las picaduras suelen aparecer en forma de pequeños agujeros en la superficie metálica, mientras que la corrosión por intersticios se produce en grietas o huecos de la superficie metálica. La corrosión local tiende a concentrarse en ciertas zonas específicas, lo que puede deberse a daños en la capa protectora local o a un entorno de corrosión desigual.

Agrietamiento por corrosión bajo tensión

Este tipo de corrosión se produce en superficies metálicas sometidas a tensiones externas, sobre todo cuando están expuestas a ambientes corrosivos. El agrietamiento por corrosión bajo tensión puede causar grietas frágiles y la fractura del material, afectando gravemente a su rendimiento.

Fragilización por hidrógeno

La fragilización por hidrógeno se refiere a la acumulación de hidrógeno en el interior del metal, lo que reduce la tenacidad del material y provoca su fractura frágil. Este fenómeno suele producirse en metales en entornos de hidrógeno, como los materiales metálicos utilizados en equipos de compresión de hidrógeno.

Corrosión galvánica

La corrosión galvánica se refiere a un fenómeno de corrosión localizada en el que cuando dos metales con potenciales diferentes entran en contacto en un medio corrosivo, el metal con un potencial más bajo (ánodo) se corroerá más rápidamente debido a la diferencia de potencial, mientras que el metal con un potencial más alto (cátodo) se corroerá más lentamente.

Eliminación del óxido del acero al carbono

Eliminación mecánica

El uso de herramientas mecánicas como papel de lija, cepillos de alambre o muelas abrasivas puede eliminar eficazmente el óxido de la superficie. Adecuado para óxido ligero. Los métodos de eliminación mecánica son rápidos y eficaces, pero pueden dejar pequeños arañazos que afectan al aspecto del metal.

Eliminación química

Sumergir o limpiar la superficie metálica con un producto químico para eliminar el óxido o un limpiador ácido (como ácido fosfórico o ácido clorhídrico) puede disolver el óxido. Cuando utilice eliminadores químicos, tenga cuidado de no dañar la superficie metálica y siga las instrucciones. Los métodos de eliminación química son adecuados para grandes superficies o herrumbre severa.

Eliminación electrolítica del óxido

El óxido se elimina utilizando electrolito y corriente eléctrica mediante el proceso electrolítico. Este método es adecuado para piezas metálicas con formas complejas y puede eliminar eficazmente el óxido profundo. La eliminación electrolítica del óxido requiere equipos y tecnología especiales, pero puede lograr buenos resultados de eliminación del óxido.

Chorro de arena

El uso de partículas de arena pulverizadas a alta velocidad para tratar la superficie metálica puede eliminar eficazmente el óxido y desbastar la superficie metálica para mejorar la adherencia de los revestimientos posteriores. El chorro de arena es adecuado para operaciones de limpieza a gran escala, pero requiere equipos profesionales.

¿Cómo evitar que el acero al carbono se oxide?

Protección del revestimiento

La aplicación de una capa de pintura antioxidante o una capa protectora, como pintura, cincado, etc., sobre la superficie del acero al carbono puede impedir eficazmente que el oxígeno y la humedad entren en contacto con la superficie metálica, reduciendo así la corrosión. Este método es eficaz en diversas aplicaciones, especialmente al aire libre y en entornos difíciles. Entre las protecciones de revestimiento más utilizadas se encuentran el galvanizado por inmersión en caliente, el electrogalvanizado y la pintura en aerosol.

Utilizar inhibidores de óxido

La aplicación de agente antioxidante o aceite antioxidante sobre la superficie del acero al carbono puede formar una película protectora y retrasar el proceso de corrosión. Este método es adecuado para piezas metálicas que necesitan protección temporal. Los agentes antioxidantes pueden dividirse en lubricantes, protectores e inhibidores. Se debe elegir el agente antioxidante adecuado.

Mantenimiento regular

Inspeccione y limpie periódicamente las piezas de acero al carbono, elimine a tiempo el óxido y las sustancias corrosivas y mantenga seca y limpia la superficie metálica. Esto incluye eliminar el agua y los sedimentos acumulados, y comprobar si hay capas protectoras dañadas. Un mantenimiento regular puede prolongar eficazmente la vida útil de las piezas de acero al carbono.

Evitar el contacto con sustancias corrosivas

Al diseñar y utilizar productos de acero al carbono, hay que evitar exponerlos a productos químicos corrosivos, como ácidos y álcalis. Por ejemplo, en plantas de tratamiento químico o entornos de agua salada, deben tomarse las medidas de protección adecuadas, como utilizar materiales anticorrosión e instalar dispositivos de sellado.

Utilizar aleaciones adecuadas

En caso necesario, pueden seleccionarse aleaciones que contengan elementos anticorrosivos (como níquel, cromo, etc.) para mejorar la resistencia a la corrosión del material. Por ejemplo, el uso de acero galvanizado puede mejorar la resistencia a la corrosión. El método de aleación puede mejorar eficazmente la resistencia a la corrosión del acero al carbono.

Prevenir la corrosión galvánica

Aislar diferentes metales: Tome medidas para aislar los metales a diferentes potenciales de modo que no entren en contacto directo. Si no puede evitarse, pueden utilizarse materiales aislantes para separarlos y evitar la corrosión galvánica. Las juntas y revestimientos aislantes pueden prevenir eficazmente la corrosión galvánica.

Elija la combinación de metales adecuada: Utilizar los mismos materiales metálicos para las piezas de contacto puede reducir la posibilidad de corrosión galvánica.

Inspección y mantenimiento periódicos: Inspeccione periódicamente las zonas en las que pueda producirse corrosión galvánica para asegurarse de que no se produce el efecto batería, y realice el mantenimiento y las reparaciones necesarias. El uso de un comprobador de diferencia de potencial puede ayudar a detectar e identificar posibles problemas de corrosión galvánica.

¿Qué metales o aleaciones no son fáciles de oxidar?

Acero inoxidable: El acero inoxidable puede formar una película protectora en la superficie debido a su alto contenido en cromo, con lo que resiste eficazmente la corrosión. En muchas aplicaciones se utiliza el acero inoxidable, sobre todo cuando se requiere una gran resistencia a la corrosión.

Aluminio y sus aleaciones: Se formará una película protectora de óxido de aluminio natural en la superficie de aluminio, que tiene una buena resistencia a la corrosión. Adecuado para aviación, automoción y construcción.

Acero galvanizado: Se forma una capa protectora recubriendo la superficie del acero al carbono con zinc para evitar eficazmente que el oxígeno y la humedad entren en contacto con el acero. Muy utilizado en la construcción y la fabricación.

Titanio y sus aleaciones: El titanio metálico presenta una excelente resistencia a la corrosión en la mayoría de los entornos y no es fácil que se oxide. Se ha utilizado ampliamente en los campos aeroespacial y médico.

Cobre y sus aleaciones: El cobre forma una capa de pátina verde (pátina) en la atmósfera, que impide la corrosión posterior. El cobre y sus aleaciones, como el latón y el bronce, también tienen una buena resistencia a la corrosión y se utilizan mucho en construcción y decoración.

Acero al carbono frente a acero inoxidable

La diferencia entre el acero al carbono y el acero inoxidable es:

Composición y contenido de aleación: Carbon steel consists mainly of carbon and iron, and contains no or only small amounts of alloying elements. In addition to iron and carbon, acero inoxidable also contains high levels of alloying elements such as chromium (Cr) and nickel (Ni), usually with a chromium content of more than 12%.

Propiedades físicas:

• El acero inoxidable contiene más elementos de aleación, por lo que su aspecto es principalmente plateado y liso. En cambio, el acero al carbono tiene principalmente el color del hierro, que es relativamente oscuro, y su superficie puede no ser tan lisa como la del acero inoxidable.

• El acero al carbono suele tener una densidad mayor que el acero inoxidable.

• El acero inoxidable es más resistente a la corrosión, mientras que el acero al carbono lo es menos.

Magnetismo: El acero al carbono es magnético y puede ser atraído por imanes, mientras que el magnetismo del acero inoxidable varía en función del tipo. Los aceros inoxidables de ferrita (F) y martensita (M) son magnéticos, mientras que los de austenita (A) son no magnéticos.

Resistencia a la corrosión: En comparación con el acero inoxidable, el acero al carbono tiene una menor resistencia a la corrosión. En un entorno rico en oxígeno y humedad, el acero al carbono es muy susceptible a la oxidación, por lo que a menudo se requieren medidas anticorrosión adicionales para mantener la integridad de su superficie. El acero inoxidable mantiene la estabilidad y durabilidad de sus materiales a pesar de las condiciones ambientales adversas.

Otras propiedades: El acero al carbono tiene ventajas como una gran resistencia, buena procesabilidad y soldabilidad, y un coste de producción relativamente bajo, pero carece de resistencia al desgaste, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión. Por el contrario, el acero inoxidable, además de una excelente resistencia a la corrosión, tiene las características de resistencia a altas temperaturas, aspecto estético, facilidad de procesamiento, protección medioambiental y resistencia al desgaste.

¿El acero al carbono se oxida más rápido que el acero inoxidable?

Sí, acero al carbono se oxida mucho más rápido que acero inoxidable. Esto se debe a que el acero al carbono carece de la capa protectora de óxido de cromo que se forma en el acero inoxidable, que evita la oxidación y la corrosión.

• Acero al carbono: Contiene principalmente hierro y carbono, por lo que es muy propenso a oxidarse cuando se expone a la humedad y al oxígeno. Sin un revestimiento o tratamiento protector, empezará a oxidarse rápidamente.
• Acero inoxidable: Contiene al menos 10,5% cromoque reacciona con el oxígeno para formar una fina capa invisible de óxido de cromo. Esta capa protege el acero de la oxidación y puede autorrepararse si se daña.

En consecuencia, el acero al carbono requiere más mantenimiento (revestimientos, secado, aceitado) para evitar la oxidación, mientras que el acero inoxidable es mucho más resistente a la oxidación, sobre todo en entornos húmedos o expuestos a la intemperie.

Lectura relacionada: ¿Se oxidará el acero inoxidable y cómo solucionarlo?

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