Porque se oxidan los Aceros Inoxidables?

La mayorías de las personas tienden a sobre-estimar el término inoxidable con que Harry Brearley bautizo en 1913 a las aleaciones Ferrosas que contienen Cromo (Cr), pero la realidad es que los aceros inoxidables al igual que cualquier aleación Ferrosa si se oxidan o se corroen. En la naturaleza solo algunos metales puros y en condiciones muy especiales son realmente inoxidables como el Platino y el Oro, pero la mayoría de las aleaciones e incluso algunos metales considerados como nobles como el Aluminio son fácilmente corroídos en medios donde no son resistentes.

La definición tradicional de un Acero inoxidable es aquella que indica que es una aleación ferrosa que contiene como mínimo un 10,5 % de Cromo (pero no mas de 30%) y menos de 1% de Carbón en su composición química, así pues, podemos decir que el Cromo es el principal y mas importante componente de los Aceros inoxidables. Las propiedades de resistencia a la corrosión impartida por el Cromo al Acero inoxidable se debe a su capacidad de combinarse con el Oxigeno para formar en su superficie una cubierta protectora muy delgada de oxido de Cromo (Cr2O3), esta película se adhiere fuertemente y es inerte e insoluble a una gran cantidad de medios corrosivos, esto es lo que se conoce como la capa pasiva de los Aceros inoxidables. Esta película de Oxido de Cromo tiene la particularidad de ser fácilmente regenerada o reparada en presencia del Oxigeno, por lo que, cuando sufren algún daño por abrasión, cortes, golpes o son atacadas químicamente, se restablece rápidamente y vuelve a estar en una condición pasiva.

Sin embargo, al exponerse esta capa pasiva a ciertas condiciones extremas y específicas, el proceso de regeneración o reparación puede verse comprometido. Se sabe que al someter al Acero inoxidable a ambientes acuosos con concentraciones superiores a 50 ppm de Cloruros, para SS del tipo 304 y 100 ppm de cloruros, para SS del tipo 316, se pueden producir corrosión por picadura, que no es mas que la rotura o disolución de la capa pasiva por efecto del Ion cloruro (Cl-), para dar paso a una celda de concertación entre la superficie y el metal base, provocando el fenómeno de picadura o crevice. También se sabe que cuando el Acero inoxidable es sometido a altas temperaturas (superiores a 870º C) por prolongado periodos de tiempo, como suele suceder en algunos procesos de fabricación como: soldaduras, tratamientos térmicos, laminado, estampados, etc. se produce lo que se conoce como la susceptibilidad a la corrosión intergranular, que es la formación de Carburos de Cromo en los bordes de granos del metal que evitan la formación del oxido de cromo (Cr2O3), generando agrietas extremadamente peligrosas que solo se detectan cuando se ha producido el daño y ya no es posible una medida preventiva. Estos son los dos mecanismos de corrosión más comunes de los aceros inoxidable, existe otros como: La corrosión por ataques de bacterias sulfato-reductoras, la corrosión galvánica y la corrosión bajo tensión, sin embargo, por los momentos, no profundizaremos en ellas.

Clasificación de los Aceros Inoxidables:
Comúnmente los Aceros Inoxidables se han clasificado según su contenido de Cromo y otros elementos aleantes , pero como lo hemos dicho antes, el Cromo es el que le da la característica de “Inoxidable”, así pues, clasificaremos a los Aceros Inoxidables de la siguiente manera:
a. Aleaciones con un contenido de menos de 12% Cromo. Se comportaran como el hierro puro o acero dulce.
b. Aleaciones con un contenido entre 12% a 18% de Cromo y con cantidades de Carbón altos en relación con el Cromo presente, se denominan “Martensiticos”, estos tienen como principales características:

• Son Magnéticos
• Pueden ser templados por tratamientos térmicos
• Tienen poca soldabilidad.

c. Aleaciones con un contenido entre 16% a 30% de Cromo pero con un porcentaje de Carbón muy bajo en relación con el contenido del primero, se le denomina “Ferriticos”, estos tienen como principales características:

• Son Magnéticos
• No pueden ser templados por tratamientos térmicos.
• Tienen poca soldabilidad

d. Un tercer tipo de aceros inoxidable involucra otro elemento en la aleación, en este caso el Níquel. Cuando a los Aceros inoxidables con un contenido entre 17% y 25% de Cromo se le añade Níquel entre 8% y 25% se logra obtener una aleación que se denomina ”Austenitico” estos tienen como principales características:

• No son Magnéticos
• No pueden ser templados por tratamientos térmicos, pero si pueden ser endurecidos por trabajo en frío.
• Pueden ser fácilmente soldados.

e. Otro tipo de Aceros Inoxidables lo forman aquellos que contienen entre 18% a 26% de Cromo, un bajo contenido de Níquel (entre 4% a 7%) y un alto contenido de Molibdeno (entre 2% a 3%), dan como resultado una estructura que combina la Ferritica y la Austenitica denominada “Duplex”, este tipo de acero tiene las siguientes características:

• Alta resistencia al Stress Corrosión Cracking.
• Alta resistencia al ataque por cloruros
• Alta soldabilidad
• Tiene mayor resistencia mecánica que los aceros austeniticos o ferriticos

Control de la corrosión en los aceros inoxidables.
Dado que la resistencia a la corrosión de los aceros inoxidable depende de las propiedades pasivas de su capa superficial, no es común que exista corrosión general en ellos, excepto si se presenta una oxidación catastrófica o un ataque por una dilución de acido Nítrico Hidroflurizado, no obstante los aceros inoxidable son susceptibles a ataques localizados, los cuales resultan en agrietamientos o fallas pocos visibles.

Medidas preventivas como: selección de materiales, apropiado diseño, protección Anódica, recubrimientos industriales y repasivacion química entre otros, pueden evitar estos mecanismos de fallas.