El acero inoxidable

Introducción.

El acero inoxidable es un material perteneciente a la familia de las aleaciones del hierro resistentes a la corrosión y que contiene al menos un 11% de cromo.

Es el contenido en cromo el que confiere al acero inoxidable la propiedad de formar una película superficial pasivante, que se adhiere a la superficie y se autosella cuando es dañada. La resistencia a la corrosión hace que el acero inoxidable sea muy adecuado cuando se requieren materiales que trabajen en medios agresivos.

Fue el inglés Harry Brearley quien, en 1913, realizó la primera aleación de acero con adición exclusiva de cromo. A partir de ese momento se iniciaron investigaciones para l desarrollo de nuevas aleaciones, para conocer las propiedades del material y estudios para mejorar los métodos de producción. En la actualidad el acero inoxidable se usa en diversos campos, como la alimentación, la medicina, la automoción, la aviación, la industria, la arquitectura y la ingeniería. La producción de acero inoxidable es un 2% de la producción total de acero. A pesar que el acero inoxidable se usa en aplicaciones estructurales o arquitectónicas, son pocas y recientes las investigaciones sobre el comportamiento estructural de este material.

El acero inoxidable no sólo tiene buenas cualidades frente a la corrosión, sino que también presenta muy buenas propiedades mecánicas y de ductilidad. La primera normativa relativa al empleo del acero inoxidable la publicó el American Iron and Steel Institute en l968 y hacía referencia a estructuras ligeras con secciones conformadas.

En Europa, después de varios proyectos de investigación, apareció Eurocódigo 3 Parte 1-4 (European Committee for Standardisation, 1996), un compendio de reglas de diseño para el acero inoxidable. La tendencia europea actual es no tener normativas distintas para el acero inoxidable y para el acero al carbono, sino disponer de reglas de diseño para el acero inoxidable que sustituyan las del acero al carbono en aquellos ámbitos que se vean afectados por las diferencias mecánicas existentes entre ambos materiales.

A pesar de la similitud de las bases de diseño, es necesaria una reglamentación distinta para el diseño de estructuras de acero inoxidable porque las propiedades mecánicas de este material son muy diferentes a las del acero al carbono.

El acero inoxidable tiene una ecuación constitutiva no lineal que afecta de manera significativa a las reglas de diseño. La no linealidad del material y las características de endurecimiento del acero inoxidable hacen que el análisis tenso-deformacional de las estructuras de acero inoxidable sea complejo y dificultan la obtención de reglas de dimensionamiento para proyectar estructuras.

1. Acero inoxidable.

En metalurgia, el acero inoxidable se define como una aleación de acero con un mínimo de 10% de cromo contenido en masa.

El acero inoxidable es un acero de elevada resistencia a la corrosión, dado que el cromo, u otros metales aleantes que contiene, poseen gran afinidad por el oxígeno y reacciona con él formando una capa pasivadora, evitando así la corrosión del hierro (los metales puramente inoxidables, que no reaccionan con oxígeno son oro y platino, y de menor pureza se llaman resistentes a la corrosión, como los que contienen fósforo). Sin embargo, esta capa puede ser afectada por algunos ácidos, dando lugar a que el hierro sea atacado y oxidado por mecanismos intergranulares o picaduras generalizadas. Algunos tipos de acero inoxidable contienen además otros elementos aleantes; los principales son el níquel y el molibdeno.

El agregado de otros elementos a la aleación permite formar un amplio conjunto de materiales, conocidos como la familia de los aceros inoxidables.

2. Un metal muy diferente.

Como todos los tipos de aceros, el acero inoxidable es un material simple. Lo que tienen en común todos los aceros es que el principal componente (elemento que forma la aleación) es el hierro, al que se añade una pequeña cantidad de carbono. El acero inoxidable fue inventado a principios del siglo XX cuando se descubrió que una pequeña cantidad de cromo (el mínimo para conseguir propiedades inoxidables es del 12%) añadido al acero común, le daba un aspecto brillante y lo hacía altamente resistente a la suciedad y a la oxidación. Esta resistencia a la oxidación, denominada «resistencia a la corrosión», es lo que hace al acero inoxidable diferente de otros tipos de acero.

3. Revestimiento.

El acero inoxidable es un material sólido y no un revestimiento especial aplicado al acero común para darle características "inoxidables". Aceros comunes, e incluso otros metales, son a menudo cubiertos o “bañados” con metales blancos como el cromo, níquel o zinc para proteger sus superficies o darles otras características superficiales. Mientras que estos baños tienen sus propias ventajas y son muy utilizados, el peligro radica en que la capa puede ser dañada o deteriorarse de algún modo, lo que anularía su efecto protector. La apariencia del acero inoxidable puede, sin embargo, variar y dependerá en la manera que esté fabricado y en su acabado superficial.

4. Donde se encuentran los haceros inoxidables.

El acero inoxidable está en todas partes; Su resistencia a la corrosión es lo que da al acero inoxidable su nombre. Sin embargo, justo después de su descubrimiento se apreció que el material tenía otras muchas valiosas propiedades que lo hacen idóneo para una amplia gama de usos diversos. Las posibles aplicaciones del acero inoxidable son casi ilimitadas, hecho que puede comprobarse con tan solo unos ejemplos:

En el hogar: cubertería y menaje, fregaderos, sartenes y baterías de cocina, hornos y barbacoas, equipamiento de jardín y mobiliario.

En la ciudad: paradas de autobús, cabinas telefónicas y resto de mobiliario urbano, fachadas de edificios, ascensores y escaleras, vagones de metro e infraestructuras de las estaciones.

En la industria: equipamiento para la fabricación de productos alimentarios y farmacéuticos, plantas para el tratamiento de aguas potables y residuales, plantas químicas y electroquímicas, componentes para la automoción y aeronáutica, depósitos de combustible y productos químicos.

5. Familia de los aceros inoxidables.

La forma original del acero inoxidable todavía es muy utilizada, los ingenieros tienen ahora muchas opciones en cuanto a los

...