Contenido
Acero inoxidable ferrítico: Definición, composición, propiedades, procesamiento, grados, aplicaciones y más
- John
El acero inoxidable es un material flexible conocido por su gran resistencia a la oxidación y su calidad duradera. Se presenta en varias formas, como el acero inoxidable austenítico, ferrítico, martensítico, dúplex y endurecido por precipitación.
El acero inoxidable ferrítico es diferente del acero austenítico. Tiene una disposición cúbica centrada en el cuerpo (BCC) y contiene menos níquel. El acero inoxidable ferrítico también se siente atraído por los imanes y se utiliza en situaciones en las que estas características son ventajosas.
Este artículo se centrará en el acero inoxidable ferrítico y tratará su definición, composición, propiedades clave, métodos de procesado y calidades más comunes. Nuestro objetivo es ofrecerle una visión clara de cuándo y por qué el acero inoxidable ferrítico puede ser la elección adecuada para sus necesidades.
¿Qué es el acero inoxidable ferrítico?
El acero inoxidable ferrítico es un acero inoxidable con una disposición cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC) similar a la del hierro puro a temperatura ambiente. La composición suele contener de 10,5% a 18% de cromo (pero un grado específico puede llegar a 30%) con poco o nada de níquel y bajo contenido de carbono.
Es una de las cinco clases de acero inoxidable, muy utilizado en sistemas de escape de automóviles, electrodomésticos y equipos industriales. Los grados más comunes son 430, 409 y 439. Es magnético y no puede endurecerse mediante tratamiento térmico. Es magnético y no puede endurecerse mediante tratamiento térmico.
Composición química del acero inoxidable ferrítico
El acero inoxidable ferrítico se compone principalmente de hierro, cromo y carbono. El hierro es el elemento principal, constituyendo la mayor parte de la composición. El cromo, que constituye 10,5-30%, es el principal aditivo que confiere resistencia a la corrosión. El contenido de carbono es bajo, normalmente inferior a 0,1%, lo que mantiene el acero blando y maleable. Otros elementos como el molibdeno, el aluminio y el titanio pueden estar presentes en menores cantidades para mejorar propiedades específicas.
| Hierro, Fe | Cromo, Cr | Carbono, C | Manganeso, Mn | Silicio, Si | Fósforo, P | Azufre, S | Níquel, Ni | Molibdeno, Mo |
| Saldo | 10.5-30% | ≤ 0,12% | ≤ 1.00% | ≤ 1.00% | ≤ 0,040% | ≤ 0,030% | ≤ 0,50% | ≤ 1.00% |
Propiedades del acero inoxidable ferrítico
Las 3 características siguientes son las más destacadas del acero inoxidable ferrítico.
- Resistencia a la corrosión: El acero inoxidable ferrítico resiste bien la corrosión, especialmente en ambientes clorados, debido a su contenido en cromo 11-30%.
- Magnetismo: Es magnético, a diferencia del acero inoxidable austenítico, lo que lo hace útil en el calentamiento por inducción.
- Formabilidad: Tiene una buena conformabilidad, similar a la del acero al carbono, ideal para piezas complejas.
Estas características están relacionadas con las propiedades químicas, físicas y mecánicas del acero inoxidable ferrítico, que garantizan su fiabilidad y eficacia. Analicémoslas en detalle.
Propiedades químicas
Las propiedades químicas de los aceros inoxidables ferríticos se refieren a su comportamiento en medios químicos, en particular la corrosión y la resistencia a la oxidación, siendo las principales propiedades:
| Propiedad química | Rendimiento | Descripción |
| Resistencia a la corrosión | Reacción leve. | Buena resistencia a la oxidación y la corrosión. |
| Resistencia al agrietamiento por tensión (SCC) | Reacción muy baja. | Mayor resistencia en comparación con los aceros inoxidables austeníticos, especialmente en ambientes clorados. |
| Resistencia a la corrosión localizada y a la corrosión por grietas | Reacción moderada. | Resistencia moderada en ambientes clorados. |
| Baja susceptibilidad a la fragilización por hidrógeno | Reacción mínima. | Menor susceptibilidad, adecuado para la exposición al hidrógeno. |
| Estabilidad química | Ninguna reacción. | Estable en diversos entornos químicos. |
| Resistencia a la oxidación | Ninguna reacción. | Gran resistencia a la oxidación a altas temperaturas. |
Propiedades físicas
Las propiedades físicas del acero inoxidable ferrítico son fundamentales a la hora de seleccionarlo para usos industriales y de ingeniería, especialmente en aplicaciones magnéticas y de intercambio de calor. A continuación, revise las características físicas importantes en la tabla siguiente:
| Propiedad física | Valores específicos | Descripción |
| Densidad | 7,7-8,1 g/cm³ | Densidad relativamente alta, que proporciona estabilidad en aplicaciones estructurales. |
| Conductividad térmica | 16-25 W/m-K | Buena capacidad de transferencia de calor, lo que la hace adecuada para usos de intercambio térmico. |
| Expansión térmica | 10-12 µm/m-K | Menor dilatación térmica en comparación con los aceros inoxidables austeníticos, lo que reduce el riesgo de distorsión térmica. |
| Resistencia al calor | Hasta 800°C | Mantiene la fuerza y resiste la oxidación a altas temperaturas. |
| Resistividad eléctrica | 600-750 nΩ-m | Resistencia eléctrica moderada, se utiliza en situaciones en las que la conductividad eléctrica no es esencial. |
| Permeabilidad magnética | 500-2000 H/m | Alta permeabilidad magnética, ideal para aplicaciones magnéticas. |
| Punto de fusión | 1425-1510°C | Alto punto de fusión, que garantiza la durabilidad en condiciones de alta temperatura. |
Propiedades mecánicas
Las características físicas del acero inoxidable ferrítico determinan su resistencia y durabilidad en aplicaciones de construcción. Lea la tabla siguiente para conocer las propiedades mecánicas clave:
| Propiedad mecánica | Valores específicos | Descripción |
| Resistencia a la tracción | 400-600 MPa | La mayor fuerza que puede soportar mientras se estira o se tira de ella. |
| Límite elástico | 250-450 MPa | La tensión a la que empieza a cambiar de forma permanentemente. |
| Alargamiento | 20-30% | La capacidad de estirarse antes de romperse. |
| Dureza | 150-200 HB | Resistencia a la indentación o al rayado. |
| Módulo de elasticidad | 200 GPa | La relación entre la fuerza y el estiramiento en la deformación elástica. |
| Resistencia a los impactos | Moderado | Capacidad para absorber energía y soportar impactos. |
| Propiedad magnética | Alta | Fuertes propiedades magnéticas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones magnéticas. |
| Dureza | Moderado | Capacidad de absorber energía y deformarse permanentemente sin romperse. |
| Formabilidad | Bien | Facilidad de moldeado en las formas deseadas. |
| Soldabilidad | Bien | Puede soldarse sin perder resistencia ni durabilidad. |
| Resistencia a la fatiga | Moderado | Resistencia a los daños bajo carga cíclica. |
¿Quiere conocer las características de los aceros austeníticos? Lea esta austenítico artículo general.
Procesado del acero inoxidable ferrítico
A diferencia de los inoxidables austeníticos, martensíticos, dúplex y de endurecimiento por precipitación, los inoxidables ferríticos requieren una manipulación específica durante su producción. A continuación, exploraremos estos métodos de procesado únicos y las cuestiones que requieren atención.
1. Formando
El acero inoxidable ferrítico comienza con un sencillo proceso de fusión y fundición. A continuación, se moldea fácilmente, como el acero al carbono. A diferencia del acero inoxidable austenítico, el ferrítico no se endurece significativamente durante el conformado, por lo que no requiere un recocido frecuente.
2. Tratamiento térmico
El acero inoxidable ferrítico suele someterse a un tratamiento de disolución y recocido para aliviar tensiones y mejorar la ductilidad. A diferencia del acero martensítico, se enfría al aire en lugar de templarse. No puede reforzarse por calentamiento como los aceros de endurecimiento por precipitación.
Es necesario tener cuidado para evitar la fragilización a 475°C, que puede producirse con una exposición prolongada, dando lugar a una reducción de la tenacidad.
3. Laminado en frío
El laminado en frío del acero inoxidable ferrítico ayuda a mantener sus propiedades magnéticas, a diferencia del acero austenítico, que puede perder magnetismo durante este proceso. La resistencia y la dureza del acero ferrítico aumentan significativamente tras el laminado en frío.
Sin embargo, su conformabilidad es relativamente pobre, por lo que es propenso a arrugarse y deformarse durante el proceso. Para garantizar una buena calidad de conformado, los parámetros de laminado, como la reducción y la velocidad de laminado, deben controlarse cuidadosamente.
4. Mecanizado
Trabajar con acero inoxidable ferrítico suele ser más fácil que trabajar con acero inoxidable austenítico. Su rozamiento es menor, lo que lo hace más manejable para diversas operaciones de mecanizado. Su microestructura estable contribuye a un rendimiento constante del mecanizado.
5. Soldadura
La soldadura del acero inoxidable ferrítico requiere cuidado para evitar el crecimiento del grano y la fragilidad. Los métodos más comunes son la soldadura TIG, MIG y por puntos. A diferencia del acero austenítico, el ferrítico puede necesitar un tratamiento térmico posterior a la soldadura para recuperar la tenacidad.
Su menor dilatación térmica ayuda a reducir la distorsión de la soldadura. Para evitar la sensibilización, es importante soldar a temperaturas más bajas y minimizar el aporte de calor.
Transformación de fase del acero inoxidable ferrítico
La transformación de fases en los aceros inoxidables ferríticos, vital en la soldadura y el tratamiento térmico, depende principalmente de su composición de aleación, especialmente el cromo y otros elementos. Esta sección cubre los aspectos clave de estas transformaciones.
Fase de ferrita estable:
El acero inoxidable ferrítico permanece principalmente en la fase de ferrita cúbica centrada en el cuerpo (BCC). Esta fase es estable desde la temperatura ambiente hasta unos 912 °C.
Contenido de cromo y estabilidad de fase:
- Alto contenido en cromo (11-30%): El acero suele resistir la transformación en otras fases, incluso a altas temperaturas.
- Temperatura de transformación de fase:
- Suele producirse por encima de 950°C.
- A esta temperatura, la ferrita puede transformarse en austenita, especialmente cuando se ve influida por determinados elementos de aleación.
Efectos de los niveles de cromo:
- Alrededor de 13% Cromo: El acero pasa de ferrita a austenita y de nuevo a ferrita al enfriarse.
- Enfriamiento rápido con carbono: Esto puede formar martensita, que más tarde puede ser templado de nuevo a ferrita.
- Más de 17% Cromo: El acero permanece en la fase ferrítica a todas las temperaturas.
- Superior a 25% Cromo: Puede formarse la fase σ, lo que provoca fragilidad a temperatura ambiente.
Sensibilización en acero inoxidable ferrítico
La sensibilización se produce cuando el acero inoxidable ferrítico se expone a temperaturas comprendidas entre 450°C y 850°C. En este intervalo, se forman carburos de cromo en los límites de grano, lo que reduce el cromo y disminuye la resistencia a la corrosión. Esto hace que el acero sea más propenso a la corrosión intergranular. Para evitarlo, es necesario controlar cuidadosamente el calor durante la soldadura y el tratamiento térmico.
¿Cuáles son las ventajas y desventajas del acero inoxidable ferrítico?
Aunque el acero inoxidable ferrítico tiene ventajas únicas que lo hacen adecuado para aplicaciones específicas, también presenta ciertos inconvenientes debido a sus propiedades inherentes. Estos inconvenientes pueden abordarse mediante diversos métodos. Comprender estos pros y contras es crucial para elegir el material adecuado a sus necesidades.
Ventajas del acero inoxidable ferrítico
- Resistencia a la corrosión: El acero inoxidable ferrítico ofrece una buena resistencia a la oxidación y la corrosión, sobre todo en ambientes templados.
- Propiedades magnéticas: Conserva propiedades magnéticas, lo que puede ser ventajoso en ciertas aplicaciones como el calentamiento por inducción.
- Formabilidad: Es fácil de moldear y puede trabajarse como el acero al carbono, por lo que resulta adecuado para diseños complejos.
- Fuerza y resistencia: El acero inoxidable ferrítico ofrece una buena combinación de resistencia y durabilidad para muchos usos.
- Rentable: Suele costar menos que los aceros inoxidables austeníticos debido a los menores gastos de aleación.
Desventajas y cómo abordarlas
- Menor dureza: El acero inoxidable ferrítico puede ser menos tenaz a temperaturas más bajas. Mejore la tenacidad con calidades aleadas o tratamiento térmico posterior a la soldadura.
- Tratabilidad térmica limitada: No puede someterse a tratamiento térmico para aumentar su resistencia. Para estas aplicaciones se utilizan materiales como los aceros austeníticos o martensíticos.
- Susceptibilidad a la sensibilización: Puede sensibilizarse a determinadas temperaturas. Evite estas temperaturas y controle cuidadosamente las velocidades de calentamiento y enfriamiento.
- Problemas de soldabilidad: La soldadura puede resultar difícil debido a la posible fragilidad. Utilice los métodos de soldadura adecuados y aplique un tratamiento térmico tras la soldadura para solucionar estos problemas.
Calidades y aplicaciones habituales del acero inoxidable ferrítico
El acero inoxidable ferrítico incluye varios grados, cada uno con cualidades particulares para distintas aplicaciones. Conocer estos grados y sus aplicaciones ayuda a elegir el material adecuado para las distintas necesidades.
| Grado de acero ferrítico | Área de aplicación | Aplicaciones específicas |
| 304 | Uso general | Equipamiento de cocina, tapicería de automóvil, electrodomésticos |
| 430 | Electrodomésticos | Interiores de lavavajillas, revestimientos de hornos, fregaderos de cocina |
| 446 | Alta temperatura | Piezas de hornos, intercambiadores de calor, sistemas de escape |
| 409 | Automoción | Sistemas de escape, catalizadores, molduras de automóviles |
| 444 | Entornos corrosivos | Equipos de procesamiento químico, aplicaciones marinas |
| 409L | Automoción e industria | Sistemas de escape, componentes de automoción, maquinaria industrial |
| 430F | Mecanizado | Ejes, tornillos, pernos y otros elementos de fijación de precisión |
| 441 | Automoción y aeroespacial | Sistemas de escape, componentes de motores, aplicaciones aeroespaciales |
Lo que también podría interesarle
Aquí cubrimos otros aspectos importantes y preguntas frecuentes para ayudarle a tomar decisiones informadas sobre el acero inoxidable ferrítico.
¿Cómo se identifica el acero inoxidable ferrítico?
El acero inoxidable ferrítico se reconoce por sus características magnéticas y su disposición cristalina cúbica centrada en el cuerpo (BCC). Suele contener cromo y menos níquel que el acero inoxidable austenítico.
¿Es ferrítico el acero inoxidable de la serie 400?
Sí, los aceros inoxidables de la serie 400 suelen ser ferríticos. Las calidades 409 y 430 son ejemplos habituales de acero inoxidable ferrítico.
¿Es ferrítico el acero inoxidable de la serie 300?
No, el Acero inoxidable serie 300s son principalmente austeníticos. Contienen mayores cantidades de níquel y cromo, lo que da lugar a una estructura austenítica en lugar de ferrítica.
¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable ferrítico y el austenítico?
Los aceros inoxidables ferríticos tienen una estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), son magnéticos y tienen menor contenido de níquel. Aceros inoxidables austeníticos tienen una estructura cúbica centrada en la cara (FCC), no son magnéticos y contienen más níquel y cromo.
¿Es la ferrita más fuerte que la austenita?
Los aceros inoxidables ferríticos suelen ser menos resistentes que los austeníticos, pero ofrecen mayor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión. Los aceros inoxidables austeníticos suelen ofrecer mayor resistencia y tenacidad.
Resumen y más
Este artículo explica brevemente la definición, composición, propiedades, calidades, aplicaciones y otros aspectos importantes del acero inoxidable ferrítico. Para saber más sobre el acero inoxidable u otros tipos de acero, consulte nuestro blog o contacte con nuestros expertos en metal.
Grupo SteelPro es uno de los principales fabricantes y proveedores de soluciones de aceros especiales, y ofrece soluciones de aplicaciones multisectoriales y servicios personalizados con una garantía de calidad 100%. Ofrecemos productos de alta calidad y personalizables acero inoxidable y barras de acero inoxidable, comprometidos a crecer junto con nuestros clientes. Visite nuestro sitio web para obtener más información, o envíenos un presupuestoy en breve nos pondremos en contacto con usted.
