Acero Inox en Construccion

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Acero Inoxidable

520, Jesus González, Junio, 2006

Características del Acero Inoxidable

PROPIEDADES QUE SE DEMANDAN:

Resistencia a la Corrosión

Resistencia Mecánica

Acabados Superficiales

2 | July 17, 2006 | Acero Inoxidable para Exteriores

Resistencia a la Corrosión:

HA DE TENERSE EN CUENTA:

A) RESPECTO DEL MEDIO AGRESIVO:

Naturaleza del Medio.Concentración del Medio Agresivo.Temperatura.

B) RESPECTO AL ACERO INOXIDABLEACERO INOXIDABLE:

Composición Química del Acero Inox.

PRE = %Cr + 3,3 · %Mo + 16 · %NPRE = %Cr + 3,3 · %Mo + 16 · %N

Acabado Superficial3 | July 17, 2006 | Acero Inoxidable para Exteriores

Resistencia a la Corrosión del Acero Inoxidable.OTK ASTM EN Cr Ni Mo C N Otros PRE4006 410 1.4006 12,5 0,08 124028 420 1.4028 12 0,35 124016 430 1.4016 16 0,35 164301 304 1.4301 17,5 8 0,07 17,54307 304L 1.4307 17,5 8 0,03 17,54541 321 1.4541 17 9 0,08 Ti 174401 316 1.4401 16,5 10 2 0,07 23,14404 316L 1.4404 16,5 10 2 0,03 23,14436 316HMo 1.4436 16,5 10,5 2,5 0,05 24,754432 316LHMo 1.4432 16,5 10,5 2,5 0,03 24,754571 316Ti 1.4571 16,5 10,5 2 0,08 Ti 23,1

LDX-2101 S32101 1.4162 21,5 1,5 0,3 0,03 0,22 5Mn 25,5SAF-2304 S32304 1.4362 23 4,8 0,3 0,02 0,1 26,5OTK-2205 S31803 1.4462 22 5,7 3,1 0,02 0,17 35SAF-2507 S32750 1.4410 25 7 4 0,02 0,27 43


Resistencia a la Corrosión del Inox.Elementos clave:

Cr (Elemento Alfágeno, ferritizante, clave para la pasivación y deprecio bajo).

Mo (Elemento Alfágeno, mayor influencia que el Cr en resistencia a la corrosión, debe compensarse con mas Ni para mantener el carácter austenítico, y su precio es muy elevado y fluctuante).

N (Elemento Ganmágeno, austenitizante, incrementa mucho la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas, es barato pero de complicada tecnología para adicionarse al acero).

Por eso…

PRE = %Cr + 3.3 ·%Mo + 16 · %NPRE = %Cr + 3.3 ·%Mo + 16 · %N


Exteriores con fuerte influencia marina.Los ambientes de fuerte influencia marina son:

Lugares cercanos a la costa. Cuanta mas cercanía a la costa, mayor influencia de este ambiente.

Lugares afectados por ambientes o corrientes de aire con fuerte impacto de la influencia del mar.

Características de los ambientes marinos:

Alto contenido en cloruros en el ambiente.

Partículas sólidas en suspensión con alto poder abrasivo.


Aceros Inoxidables en ExterioresMecanismo de picadura incipiente:

Formación de gota en rocío matinal.Concentración de cloruros en esta gota.Con el efecto del sol se evapora parte de la gota.En consecuencia aumenta la concentración de cloruros.El efecto del sol hace aumentar la temperatura.El aumento de la temperatura, aumenta el efecto de corrosión.

En consecuencia se forma la picadura.En consecuencia se forma la picadura.

Otros factores:Acabado superficial muy rugoso acentúa la sensibilidad a la

corrosión.Las abrasiones mecánicas por partículas sólidas en suspensión

deterioran el acabado superficial y la rugosidad.


Acero inoxidable en el exterior.Gota inicialVolumen inicial V1

Concentración inicial de Cl- = [ Cl ]1

Incremento de Temperatura.

Disminuye el Volumen V2Aumenta la concentración de Cl-

Nueva concentración de cloruros [ Cl- ]2

V1 > V2 [Cl-]1 < [Cl-]2 Mayor [Cl-] y mayor T = Mayor riesgo de corrosión


Resistencia a la Corrosión del Inox.Aceros DUPLEX.

OTK ASTM EN Cr Ni Mo C N Otros PRELDX-2101 S32101 1.4162 21,5 1,5 0,3 0,03 0,22 5Mn 25,5SAF-2304 S32304 1.4362 23 4,8 0,3 0,02 0,1 26,5OTK-2205 S31803 1.4462 22 5,7 3,1 0,02 0,17 35SAF-2507 S32750 1.4410 25 7 4 0,02 0,27 43

Mayor contenido en Cr y N.Menor contenido en Ni.Mayores valores PRE (mas resistencia a la corrosión).Precios mas estables.


ACABADOS SUPERFICIALES.


Los acabados superficiales menos rugosos (mas brillantes) son mas resistentes a la corrosión.

Acabado típicos:

1D: Laminado caliente, tratamiento térmico y decapado/pasivado.

2E: Laminado frío, tratamiento térmico, granallado y decapado/pasivado.

2B: Laminado frío, tratamiento térmico, decapado/pasivado y “skimpassed”

2H: 2B + temper roll (cold worked)

2R(BA):Laminado frío, tratamiento térmico ** decapado/pasivado y “skimpassed”** Atmósfera controlada.

Propiedades Mecánicas.

Límites Elásticos Rp0.2 y Rp1.0Carga de Rotura RmAlargamiento Unitario ADureza Superficial HB.

Los aceros austeníticos convencionales tienen en general, propiedades mecánicas bajas y en consecuencia requieren espesores fuertes.

Por el contrario tienen alargamientos unitarios grandes.

Además la dureza superficial de los austeníticos convencionales es mas bien baja y por lo tanto también lo es, su resistencia a la abrasión.


Propiedades MecánicasOTK ASTM Rp0.2 Rp1.0 Rm A Dureza HB4006 410 450 Mpa 730 20% 220 HB4028 420 600 Mpa 800 Mpa 10% 245 HB4016 430 240 Mpa 450 Mpa 20% 200 HB4301 304 210 Mpa 250 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4307 304L 200 Mpa 240 Mpa 500 Mpa 45% 215 HB4541 321 200 Mpa 240 Mpa 500 Mpa 40% 215 HB4401 316 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4404 316L 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4436 316HMo 220 Mpa 260 Mpa 530 Mpa 40% 215 HB4432 316LHMo 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 45% 215 HB4571 316Ti 220 Mpa 260 Mpa 520 Mpa 40% 215 HBOTK ASTM Rp0.2 Rp1.0 Rm A Dureza HB

LDX-2101 S32101 450 Mpa 490 Mpa 650 Mpa 30% 260 HBSAF-2304 S32304 400 Mpa 630 Mpa 25% 290 HBOTK-2205 S31803 460 Mpa 640 Mpa 25% 290 HBSAF-2507 S32750 530 Mpa 730 Mpa 20% 310 HB


Mejora de las Propiedades Mecánicas

Deformación en frío de los materiales. Terminación 2H

Cuando se deforma un acero inoxidable en frío se incrementan sus propiedades mecánicas (límite elástico, carga de rotura, dureza superficial, etc) a costa de reducir su capacidad de alargamiento.

Las propiedades mecánicas se restablecen en el acero con un tratamiento térmico (annealing), a una T de entre 1050 a 1150 C, dependiendo del acero y un enfriamiento posterior muy rápido.


Mejora de las Propiedades Mecánicas

La deformación en frío se puede llevar a cabo en espesores bajos, (los espesores mayores de 6-8 mm, no son deformables por laminación en frío).

Por deformación en frío se provoca un cambio estructural que hace el material mas tenaz y duro pero con deformabilidad adicional ycapacidad de predicción de su comportamiento para el diseñador yusuario.


Cold Worked o Temper Roll(Acabado 2H).Este tipo de producto laminado en frío ofrece:

TenacidadAligeramientoFácil de trabajar

Además es superficialmente muy duro por lo que:Se mantiene la resistencia a la corrosiónSe alarga el ciclo de vida del materialSe reduce prácticamente el mantenimientoEs infinitamente reciclable

En sus aplicaciones destacan sus aspectos:Estético, higiénico y fácil de limpiarNo necesita tratamiento superficialLigero, resistente y fácil de soldar

Resistente a la corrosión y a la abrasión


Cold Worked o Temper Roll(Acabado 2H).APLICACIONES TÍPICAS:

Componentes de camiones y automóviles aligerados.Componentes para absorción de energía en choques.Componentes estructurales en trenes.Instalaciones ganaderas.MobiliarioEdificaciónEquipamientos de jardínMuellesChapas de desgasteCintas de transporteTubos flexiblesCarcasas y protecciones


Cold worked stanless steelTemper Rolled (Acabado 2H).

Stress [Mpa]950

900

850

800

750

700

650

600

550

5000 5 10 15 20 25

0

10

20

30

40

A5% Hv

350

325

300

275

250

Cold Stretched [%]

Rm

Rp 1.0Rp 0.2

Hv

A5


Rango de Producción del material 2HSheet

Sheared

0.4 – 3.2* mm

400 – 1350 mm

400 – 8000 mm

Thickness

Width

Length

Slitted or trimmed

0.4 – 3.2* mm

50 – 1350 mm

7,5 kg per mm coil width (standard steels)

Thickness

Width

Length

Narrower widths can also be supplied on request.

Coil

* Max thickness depending on strength classification.


Composiciones típicas para las calidades mas habituales.

Typical values, %C Cr Ni Mo

0.10

OutokumpuEN/ASTM

Temper rolled1.4301/301

Temper rolled1.4307/304L

Temper rolled1.4404/316L

17 7 -

0.02 18.3 9.2 -

0.02 17.5 11 2.2

A steel which can be cold rolled to high, preset, yield strength and tensile strength values. This steel offers an excellent combination of strength and formability.

Elongation at rupture is slightly lower. Manufactured with a tensile strength of up to 1300MPa.

This steel should be chosen where high corrosion resistance is required. It has superior resistance to pitting, crevice corrosion and general corrosion. The mechanical properties are equivalent to those of 1.4307/304L Temper rolled.

Description


Tipos de “Cold worked” según su grado de deformación en frío.

Strength classificationEN ASTM approx.

C700

Productconditions

Temper rolled1.4301/301

Temper rolled1.4307/304L1.4404/316L

(1/8 Hard)

RmMPa

Rp0.2MPa

A5%typical

C850 1/4 HardC1000 (1/2 Hard)C1150 (3/4 Hard)C1300 Full Hard

700-850850-10001000-11501150-13001300-1500

-400-600-750-900-1100

4535302012

C700 1/8 HardC850 1/4 HardC1000 1/2 HardC1150 3/4 Hard

700-850850-10001000-11501150-1300

-550-750-900-1100

4025128

Normativa Aplicable:ASTM: A666EN: 10088-2 y 10151DIN: 17204


Radios de curvatura en función del endurecimiento.

Bend factor for traverse bend

0.5

Strength, rm (MPa)

0.5

1

1.5

2

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

3

5

Bend factor for longitudinal bend

0.5

1

1.5

3

4

5

Not bendable

Based on bending 1.4301/301 Temper rolled stainless steel


Mejora de las Propiedades MecánicasSi el diseño se lleva a cabo limitando la deformación en lugar de la tensión admisible, los espesores bajos están limitados y las propiedades mecánicas deben ser intrínsecas del material a utilizar.

Los aceros de nueva generación DUPLEX aportan grandes propiedades mecánicas debido a la naturaleza de su estructura ferrito-austenítica. En este tipo de estructura se obtienen las ventajasde ambas estructuras incrementándose fuertemente los límites elásticos, cargas de rotura y dureza superficial.

El alargamiento unitario no es tan elevado como en los aceros austeníticos pero se mantiene por encima del 20%.


Materiales Emergentes: DUPLEXDUPLEXLos materiales Duplex aportan unas muy buenas propiedades mecánicassin necesidad de deformación en frío.

OTK ASTM Rp0.2 Rp1.0 Rm A Dureza HBLDX-2101 S32101 450 Mpa 490 Mpa 650 Mpa 30% 230 HBSAF-2304 S32304 400 Mpa 630 Mpa 25% 290 HBOTK-2205 S31803 460 Mpa 640 Mpa 25% 290 HBSAF-2507 S32750 530 Mpa 730 Mpa 20% 310 HB


RENDIMIENTO DE USAR MATERIALES DUPLEXLas propiedades mecánicas de los aceros duplex facilitanun gran ahorro de costes:1.- Menor espesor y por tanto menos material a comprar.2.- Menor coste en preparación de bordes.3.- Menor aporte de material de soldadura.4.- Menos tiempo de soldeo.5.- Menor coste en END (Ensayos No Destructivos)6.- Menor ratio de manejo en taller Tn/hombre.7.- Menor capacidad de grua requerida.8.- Menor peso en transporte.La suma de todos estos costes es un ahorro muy considerable.

Puente de Cala Galdanaen la isla de Menorca


CALIDADES ESPECIALES

Duplex: Aceros Inoxidables de Estructura Ferrítico-Austenítica.Situación respecto a los aceros austeníticos.

1.4401

254 SMO

1.4301

Austeníticos904L

”Resistencia a la corrosión”

500

Rp0.2 [MPa]

250

750

2205

SAF2507 Duplex

LDX 2101 2304


OTROS PRODUCTOS EN INOX.

Las barras refuerzo en hormigón armado también puedenser de acero inoxidable.

Al amparo de la norma BS-6744 (2001) se fabrica alambrónde armado en construcciones de hormigón desde 5 mm hasta27 mm de diámetro, en bobinas para su prefabricación porotros.

También esta disponible en diversas calidades de inoxidable:304N (EN-1.4301)316 (EN-1.4436)316LN (EN-1.4429)S31803 (EN-1.4462)


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