Acero inoxidable austenítico vs martensítico vs ferrítico

Para resistencia a la corrosión, conformabilidad y uso industrial general elija austenítico (por ejemplo, 304 / 316). Para alta dureza, resistencia al desgaste y piezas tratables térmicamente, elija martensítico (por ejemplo, 410 / 420). Para aplicaciones magnéticas, estabilidad térmica y fabricación sensible a los costes en las que es aceptable una resistencia moderada a la corrosión, elija ferrítico (por ejemplo, 430). Cada familia tiene una estructura cristalina, una química de aleación, una respuesta al tratamiento térmico y unos usos comunes distintos; la selección de la familia adecuada depende de la combinación necesaria de resistencia a la corrosión, resistencia, tenacidad, tratamiento térmico, mecanizado y coste.

¿Qué significa austenítico martensítico y ferrítico?

Las tres etiquetas - austenítico, martensíticoy ferrítico - proceden de la dominante estructura cristalina (fase) presente en el acero a temperatura ambiente o tras el enfriamiento. Dicha fase controla cómo se alojan el carbono y los elementos de aleación y, por tanto, controla el comportamiento mecánico y de corrosión del acero. Los aceros austeníticos tienen una estructura de austenita cúbica centrada en la cara (FCC) estabilizada por el níquel y otros estabilizadores de la austenita; los aceros ferríticos tienen una microestructura de ferrita cúbica centrada en el cuerpo (BCC) estabilizada por el cromo con poco o nada de níquel; los aceros martensíticos se forman cuando la austenita se enfría rápidamente y la red cristalina se deforma en una fase de martensita sobresaturada y dura; esta es la base de los aceros inoxidables tratables térmicamente.

Productos químicos típicos y grados representativos

A continuación se describen de forma concisa las tendencias químicas y las calidades comerciales representativas que encontrará en las especificaciones y la adquisición.

• Austenítico (con níquel)

  • Elementos clave: cromo (≈16-20%), níquel (≈6-12%), bajo contenido en carbono (≤0,08% a menos que esté estabilizado).

  • Grados representativos: 304, 316, 321, 310 (serie 300).

  • Usos: equipos alimentarios, tanques, tuberías, arquitectura, recipientes criogénicos.

• Martensítico (aceros al cromo termotratables)

  • Elementos clave: cromo (≈11-17%), carbono superior a los austeníticos (0,1-1,2%) para permitir el endurecimiento; níquel bajo/ausente.

  • Grados representativos: 410, 420, 440A/C, 416 (a veces de mecanizado libre).

  • Usos: cuchillas, ejes, cojinetes, piezas de válvulas, componentes de desgaste.

• Ferrítico (cromo estabilizado, bajo en níquel)

  • Elementos clave: cromo (≈10,5-27%), muy bajo contenido en carbono, níquel mínimo.

  • Grados representativos: 430, 409, 446 (alto contenido en cromo).

  • Usos: tapicería de automóviles, sistemas de escape, electrodomésticos, componentes de hornos en los que la conductividad térmica y la respuesta magnética son importantes.

Comportamiento mecánico y respuesta al tratamiento térmico

Austenítico: normalmente no endurecible mediante temple convencional. Siguen siendo dúctiles y resistentes en una amplia gama de temperaturas, y muchos austeníticos siguen siendo dúctiles incluso a temperaturas criogénicas. La resistencia puede aumentarse mediante trabajo en frío o aleaciones endurecidas por precipitación, pero las series 300 típicas se recuecen o trabajan en frío en lugar de templarse/endurecerse.

Martensítico: diseñado para ser tratable térmicamente - austenitización, temple, revenido - que produce una gran dureza y resistencia debido a la transformación martensítica. La martensita es mucho más dura pero, en general, menos resistente a la corrosión y más tenaz que la austenita. Los programas de tratamiento térmico influyen mucho en la relación entre dureza y tenacidad.

Ferrítico: No se endurecen por temple convencional (como los austeníticos), pero tienen mejor conductividad térmica y menor dilatación térmica. Las propiedades mecánicas son moderadas; muchos ferríticos se eligen por su estabilidad y propiedades magnéticas más que por su resistencia máxima.

Resistencia a la corrosión y orientación medioambiental

• Austenítico aceros (304, 316) ofrecen el mejor resistencia general a la corrosión entre los tres, especialmente cuando están presentes el níquel y el molibdeno (el 316 contiene Mo para la resistencia al cloruro). Elija austeníticos para entornos húmedos con cloruros, alimentos y servicios sanitarios.

• Martensítico grados tienen menor resistencia a la corrosión que los austeníticos porque el aumento de carbono y la menor cantidad de níquel reducen la estabilidad de la película pasiva; requieren revestimientos protectores o la elección de aleaciones específicas si la corrosión es un problema.

• Ferrítico aceros ofrecen buena resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión y tienen una resistencia general a la corrosión aceptable cuando el cromo es suficiente; a menudo son una alternativa rentable cuando la resistencia extrema a la corrosión no es crítica.

Notas de fabricación: soldadura, conformado, mecanizado, acabado superficial

• Soldadura:

  • Los austeníticos se sueldan muy bien; los metales de aportación y las prácticas de postsoldadura están bien desarrolladas. La sensibilización (precipitación de carburo de cromo en los límites del grano) puede ser un problema en determinadas zonas afectadas por el calor, a menos que se utilicen calidades estabilizadas o de bajo contenido en cromo.

  • Por lo general, los martensíticos requieren un precalentamiento y un tratamiento térmico posterior controlado para evitar el agrietamiento y controlar la dureza. La soldadura de los inoxidables martensíticos es más exigente.

  • Los ferríticos pueden soldarse pero pueden desarrollar crecimiento de grano y menor tenacidad si se sobrecalientan; es importante seleccionar correctamente la aportación de material y controlar el aporte de calor.

• Conformado y embutición profunda: Los austeníticos son los mejores para el conformado pesado y la embutición profunda debido a su alta ductilidad. Los ferríticos se pueden trabajar, pero son menos dúctiles; los martensíticos en estado recocido se pueden conformar, pero después se produce el endurecimiento final.

• Mecanizado: Las aleaciones martensíticas y algunas ferríticas pueden mecanizarse bien cuando se encuentran en las condiciones adecuadas; las austeníticas pueden ser gomosas y requieren herramientas y parámetros optimizados.

Respuesta magnética y consideraciones END

• Austenítico: normalmente no magnético en estado recocido (cierto trabajo en frío puede inducir un ligero ferromagnetismo). Esto es útil para aplicaciones en las que se requiere neutralidad magnética.

• Martensítica y ferrítica: ambos magnético en la mayoría de las condiciones; esto es útil desde el punto de vista del diagnóstico en la fabricación y los END (ensayos con partículas magnéticas).

Aplicaciones típicas: normas prácticas de selección

• Elija austenítico (serie 300) si: la resistencia a la corrosión, la higiene, la alta ductilidad, la tenacidad criogénica o la fabricación compleja son prioridades (por ejemplo, equipos de plantas alimentarias, farmacéuticas o químicas).

• Elija martensítico si: se requiere resistencia al desgaste, retención de bordes o alta dureza (por ejemplo, cuchillería, ejes de bombas, discos de válvulas). Prever un tratamiento térmico posterior.

• Elija ferrítico si: respuesta magnética, buena conductividad térmica, menor coste y resistencia moderada a la corrosión son suficientes (por ejemplo, embellecedores de automóviles, piezas de escape, componentes de hornos).

Adquisiciones prácticas y oferta de MWAlloys

MWAlloys suministra aceros inoxidables y aleados desde nuestra red de producción en China, con existencias en stock de las calidades más comunes en austenítico (304/316), martensítico (410/420) y ferrítico (430/409) familiares. Ofrecemos precios directos de fábrica (ventaja del precio de fábrica 100%), entrega rápida basada en inventario para tamaños estándar y servicios personalizados de tratamiento térmico o acabado superficial a petición. Los servicios típicos que podemos incluir son: certificados de material (EN/ASTM/GB), pruebas de dureza, temple estirado en frío o recocido y corte a medida para fabricación. Si desea presupuestos para tamaños/espesores/tratamientos térmicos específicos, MWAlloys puede elaborar un presupuesto detallado con plazo de entrega y MOQ.

Cuadro comparativo (útil para la adquisición/especificación)

Fuentes para la química, grados comunes y comportamiento resumidos de las páginas técnicas y hojas de datos de la industria.

¿Cómo elegir?

1. ¿Es la corrosión la máxima prioridad? → Austenítico (316 para cloruros).

2. ¿Es crítica la dureza/desgaste? → Martensítico + tratamiento térmico adecuado.

3. ¿Necesita material magnético de bajo coste? → Ferrítico.

4. ¿Se soldará mucho el componente? → Prefiera austeníticos o diseñe para ferríticos con aporte de calor controlado.

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué familia de inoxidables es mejor para el menaje de cocina?
   El 304 austenítico es la elección habitual; el 316 se utiliza cuando se espera una exposición al cloruro o a la sal.

2. ¿Pueden soldarse los aceros inoxidables martensíticos?
   Sí, pero la soldadura de grados martensíticos suele requerir un tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento y controlar la dureza final.

3. ¿Son magnéticos los aceros inoxidables ferríticos?
   Sí, los ferríticos son magnéticos, y esa propiedad se utiliza habitualmente en aplicaciones y END.

4. ¿Por qué los aceros austeníticos no son templables por enfriamiento?
   Debido a que la química de su aleación (altos estabilizadores de Ni y Cr) mantiene la austenita FCC estable al enfriarse, no se transforman en martensita al enfriarse como los aceros al carbono.

5. ¿Qué familia tiene la mejor tenacidad a bajas temperaturas?
   Los aceros austeníticos mantienen una excelente tenacidad a temperaturas criogénicas.

6. ¿Cuáles son los tipos de inoxidable martensítico más utilizados en cuchillería?
   Las series 420 y 440 son las opciones típicas para los cuchillos porque tienen una respuesta de endurecimiento fino.

7. ¿Es magnético el acero inoxidable 304?
   Normalmente no cuando se recuece, aunque el trabajo en frío o ciertos procesados pueden producir un ligero magnetismo.

8. ¿Qué familia resiste mejor el agrietamiento por corrosión bajo tensión?
   Los aceros inoxidables ferríticos y dúplex suelen resistir mejor que los austeníticos estándar el agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros.

9. ¿Puede chapar, pulir o acabar aceros martensíticos?
   Sí; los aceros martensíticos pueden pulirse hasta alcanzar un acabado superior y aceptar el chapado, pero el tratamiento superficial debe tener en cuenta la dureza y las tensiones residuales.

10. Si el presupuesto es limitado pero se necesita cierta resistencia a la corrosión, ¿qué es lo mejor?
    Los grados ferríticos (por ejemplo, 430) suelen ofrecer una resistencia aceptable a un coste inferior que los austeníticos que contienen níquel.