¿Qué elementos de la composición del acero inoxidable tienen impacto en la microestructura?

Las estructuras metalográficas comunes del acero inoxidable son la martensita, la austenita y la ferrita. La composición elemental del acero tiene algunos efectos diferentes en estas estructuras metalográficas. Por ejemplo, en el acero inoxidable martensítico de cromo-manganeso, los elementos que tienen un impacto en su estructura metalográfica incluyen principalmente el cromo, el carbono y el molibdeno; mientras que en el acero inoxidable martensítico de cromo-manganeso-níquel, los elementos que tienen un impacto incluyen principalmente el níquel, el molibdeno, el aluminio, el cobalto, el nitrógeno y el titanio. 

En el acero inoxidable martensítico de cromo-níquel, el cromo y el carbono presentes en el material interactúan entre sí, lo que da lugar a la formación de una región de fase r relativamente estable y una región de fase a+r estable a altas temperaturas. Un aumento en el contenido de carbono expandirá la región de fase r. Sin embargo, a medida que aumenta el contenido de cromo, también disminuye el límite de solubilidad del carbono. Por lo tanto, la adición de níquel al acero inoxidable martensítico de cromo-níquel resuelve el problema del acero inoxidable martensítico, que sacrifica la dureza para aumentar la resistencia a la corrosión a costa de perder su capacidad de temple. Sin embargo, el contenido de níquel en el acero no debe ser demasiado alto, de lo contrario, debido a la expansión de la región de fase austenita por el níquel y la disminución de la temperatura Ms, el acero inoxidable se convertirá en acero inoxidable austenítico, perdiendo completamente su capacidad de temple. 

Los elementos que afectan la microestructura del acero inoxidable ferrítico incluyen principalmente cromo, molibdeno, carbono, nitrógeno y níquel. Además, algunos aceros inoxidables ferríticos también contienen elementos como titanio, niobio y cobre, que también tienen ciertos efectos en la estructura metalográfica. El propósito de agregar cromo y molibdeno es acelerar y promover la formación y precipitación de la fase α, haciendo que los granos de ferrita sean más grandes. 

Los principales elementos que afectan la microestructura del acero inoxidable austenítico son carbono, cromo, níquel, molibdeno, nitrógeno, cobre, silicio y manganeso, etc. Cuando se produce acero inoxidable austenítico fácil de mecanizar, a veces se agrega azufre como elemento. El papel del carbono en el acero inoxidable austenítico es formar, estabilizar y expandir la zona de austenita. Su capacidad para formar austenita es mucho mayor que la del níquel. 

Aunque el carbono es un elemento útil en el acero inoxidable austenítico, también es un elemento dañino. Por un lado, como elemento intersticial, el carbono puede mejorar significativamente la resistencia del acero inoxidable austenítico a través del endurecimiento por disolución sólida, y también mejorar su resistencia a la corrosión en medios corrosivos de cloruros de alta concentración. Por otro lado, bajo ciertas condiciones, el carbono puede formar Cr23C6, lo cual reducirá en gran medida la resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico. El papel del cromo en el acero inoxidable austenítico es básicamente el mismo que su papel en el acero inoxidable ferrítico.