El acero como componente de ingeniería encuentra diferentes usos. Los elementos básicos de todos los materiales de acero son el hierro y el carbono. Aunque el acero significa una amplia gama de mezclas de metales ferrosos, la mayoría de las personas lo segmenta en dos grandes categorías: Acero al Carbono y Acero Inoxidable. En este artículo, aprenderás sobre las primordiales diferencias entre estas dos amplias categorías, es decir, acero al carbono frente a acero inoxidable.
Formado primordialmente de hierro y hasta un 2,1 % de carbono, el acero al carbono también incluye otros componentes de aleación como manganeso (1,65 % máx.), silicio (0,6 % máx.), cobre (6 % máx.), cromo, cobalto, molibdeno, níquel, niobio, titanio, tungsteno, vanadio, circonio, etc. El acero al carbono, en un sentido más amplio, en ocasiones contiene acero aleado, donde se añaden algunos elementos de aleación específicos para obtener algunas propiedades solicitadas.
El acero al carbono se segmenta en dos tipos: Acero de bajo carbono y acero de alto carbono. Los aceros con alto contenido de carbono son muy compactos, capaces de soportar la abrasión y conservar la estructura. Mientras que los aceros de bajo carbono son moldeables.
¿QUÉ ES EL ACERO INOXIDABLE?
El acero inoxidable es un conjunto de mezclas ferrosas que soportan a la corrosión que incluyen más del 10,5 % de cromo y menos del 1,2 % de carbono. El cromo añadido aumenta la capacidad de resistir la corrosión. Dependiendo de la microestructura, en generales, hay tres segmentos primordiales de acero inoxidable disponibles: Acero inoxidable austenítico, acero inoxidable ferrítico, acero inoxidable martensítico.
PRINCIPALES DIFERENCIAS
RESISTENCIA A LA CORROSIÓN
Una de las grandes diferencias entre el acero inoxidable y el acero al carbono es la resistencia a la corrosión. El acero inoxidable está hecho para soportar la oxidación o la corrosión. Al acero inoxidable le añaden una gran cantidad de cromo que forma una capa de óxido de cromo para evitar la corrosión. Por otro lado, el acero al carbono no contiene suficiente cromo para crear esa capa y, por lo tanto, es vulnerable a la corrosión y la oxidación.
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS
Las características físicas del acero al carbono y el acero inoxidable varían:
Parámetro físico | Acero al carbono | Acero inoxidable |
Densidad promedio | La Densidad media del Acero al Carbono es de 7850 Kg/m 3 | La Densidad media del Acero Inoxidable es de 8000 Kg/m 3. Entonces, el acero inoxidable es un poco más pesado que el acero al carbono. |
Coeficiente de expansión térmica lineal | El coeficiente de expansión térmica del acero al carbono suele ser menor que el del acero inoxidable y varía en el rango de (10,8 – 12,5) X 10 -6 m/(m °C) | El coeficiente de expansión del acero inoxidable es comparativamente mayor que el del acero al carbono. Dependiendo del grado, el coeficiente varía en el rango de (10-17.3) X10 -6 m/(m °C). Entonces, el crecimiento térmico del acero inoxidable es más que un material de acero al carbono. |
Punto de fusión | El punto de fusión del acero al carbono es mayor que el del acero inoxidable. Por lo general, el acero con bajo contenido de carbono tiene un punto de fusión de 1410 °C. El punto de fusión del acero con alto contenido de carbono oscila entre 1425 y 1540 °C. | El punto de fusión del acero inoxidable varía entre 1375 y 1530 grados C. |
PROPIEDADES MECÁNICAS
DUCTILIDAD
Los grados austeníticos del acero inoxidable son más dúctiles que el acero de carbono. No obstante, los grados martensíticos del acero inoxidable son grados quebradizos del acero inoxidable que pueden ser más quebradizos que el acero de carbono.
RESISTENCIA MECÁNICA
El acero inoxidable es más blando y débil debido a la menor cantidad de carbono presente en él.
PROPIEDADES MECÁNICAS | Acero al carbono | Acero inoxidable |
Límite elástico | Acero de bajo carbono: 180 a 260 MPa; Acero de alto carbono: 325 a 440 Mpa. | Acero Ferrítico: 280 Mpa; Acero austenítico: 230 MPA; Acero Martensítico: 480 MPA |
Resistencia a la tracción | Acero de bajo carbono: 325 a 485 MPa; Acero de alto carbono: 460 a 924 Mpa. | Acero Ferrítico: 450 Mpa; Acero austenítico: 540 MPA; Acero Martensítico: 660 MPA |
Módulos elásticos | 2100000 MPa | 1900000 MPa |
Módulo de corte | Módulo de corte | 740000 MPa |
CAPACIDADES DE TEMPERATURA
El acero inoxidable puede envolver fácilmente fluidos que tengan una temperatura superior a los 426 grados C. En el caso del acero al carbono, después de los 426 0 C comienza la grafitación y, por lo tanto, la aplicación del acero al carbono se limita a temperaturas de 426 grados C. El acero inoxidable es muy conocido por su alta capacidad de soportar el calor.
APARIENCIA
En lo estético, el acero inoxidable es mucho mejor en comparación con el acero al carbono. El acero inoxidable se luce muy bien tal como está, pero el acero al carbono necesita pintar las superficies para evitar la oxidación.
COSTO
El aspecto económico siempre es importante a la hora de elegir qué material usar. En general, el acero inoxidable es más costoso que el acero al carbono. No obstante, el costo puede variar según los grados del material.
MAQUINABILIDAD Y SOLDABILIDAD
El acero al carbono se puede mecanizar fácilmente y tiene buenas capacidades de soldadura. Por el contrario, el acero inoxidable requiere técnicas especializadas de soldadura y mecanizado. Para las máquinas herramienta, el acero inoxidable es más duro que el acero al carbono.
OTRAS DIFERENCIAS
Acero al carbono | Acero inoxidable |
Mayor conductividad térmica. | La conductividad térmica es comparativamente más baja |
Mala resistencia al desgaste. | Excelente resistencia al desgaste |
El acero al carbono puede someterse fácilmente a un tratamiento térmico. | El tratamiento térmico del acero inoxidable es difícil |
La capacidad de limpieza del acero al carbono es menor que la del acero inoxidable. | El acero inoxidable es fácil de limpiar. |