El acero inoxidable martensítico es un tipo de aleación de acero inoxidable que tiene una estructura cristalina de martensita . Puede endurecerse y templarse mediante envejecimiento y tratamiento térmico. [1] [2] [3] [4] Los otros tipos principales de acero inoxidable son el austenítico , el ferrítico , el dúplex y el endurecido por precipitación . [5]
En 1912, Harry Brearley, del laboratorio de investigación Brown-Firth en Sheffield, Inglaterra , mientras buscaba una aleación resistente a la corrosión para cañones de armas, descubrió y posteriormente industrializó una aleación de acero inoxidable martensítico. El descubrimiento fue anunciado dos años después en un artículo periodístico de enero de 1915 en The New York Times . [6] Brearly solicitó una patente estadounidense durante 1915. Posteriormente, Firth Vickers la comercializó bajo la marca " Staybrite " en Inglaterra y se utilizó para el nuevo dosel de entrada del Hotel Savoy en 1929 en Londres . [7]
La característica microestructura tetragonal de martensita centrada en el cuerpo fue observada por primera vez por el microscopista alemán Adolf Martens alrededor de 1890. En 1912, Elwood Haynes solicitó una patente estadounidense sobre una aleación de acero inoxidable martensítico . Esta patente no se concedió hasta 1919. [8]
Los aceros inoxidables martensíticos pueden ser aceros con alto o bajo contenido de carbono construidos con una composición de hierro, 12% hasta 17% de cromo, carbono desde 0,10% (Tipo 410) hasta 1,2% (Tipo 440C): [9]
Pueden contener algo de Ni (Tipo 431) lo que permite un mayor contenido de Cr y/o Mo, mejorando así la resistencia a la corrosión y como el contenido de carbono también es menor, se mejora la tenacidad . El grado EN 1.4313 (CA6NM) con bajo C, 13%Cr y 4%Ni ofrece buenas propiedades mecánicas, buena moldeabilidad y buena soldabilidad. Se utiliza en casi todas las turbinas hidroeléctricas del mundo, incluidas las de la enorme presa de las "Tres Gargantas" en China.
Las adiciones de B, Co, Nb, Ti mejoran las propiedades a altas temperaturas, particularmente la resistencia a la fluencia . Se utiliza para intercambiadores de calor en turbinas de vapor.
Un grado específico es el Tipo 630 (también llamado 17-4 PH), que es martensítico y se endurece por precipitación a 475 °C (887 °F).
Hay muchos grados patentados que no figuran en las normas, particularmente para cubiertos.
Son endurecibles mediante tratamiento térmico (específicamente mediante enfriamiento y alivio de tensiones, o mediante enfriamiento y revenido (denominado QT). [10] [11] La composición de la aleación y la alta velocidad de enfriamiento del enfriamiento permiten la formación de martensita. La martensita tiene poca tenacidad y, por lo tanto, quebradiza. La martensita templada le da al acero buena dureza y alta tenacidad, como se puede ver a continuación; se utiliza principalmente para herramientas médicas (escalpelos, navajas y abrazaderas internas) [12] .
En la columna de tratamiento térmico, QT se refiere a templado y revenido, P se refiere a endurecido por precipitación.
Cuando en la fabricación se requiere conformabilidad, suavidad, etc., a menudo se utiliza acero con un máximo de 0,12% de carbono en condiciones blandas. Con un aumento del carbono, es posible mediante endurecimiento y revenido obtener una resistencia a la tracción en el rango de 600 a 900 MPa (87 a 131 ksi), combinada con una tenacidad y ductilidad razonables. En esta condición, estos aceros encuentran muchas aplicaciones generales útiles donde se requiere una resistencia suave a la corrosión. Además, con la gama más alta de carbono en la condición endurecida y ligeramente revenida, se puede desarrollar una resistencia a la tracción de aproximadamente 1.600 MPa (230 ksi) con una ductilidad reducida.
Un ejemplo común de acero inoxidable martensítico es el X46Cr13 .
El acero inoxidable martensítico se puede probar de forma no destructiva utilizando el método de inspección por partículas magnéticas , a diferencia del acero inoxidable austenítico .
Los aceros inoxidables martensíticos, dependiendo de su contenido de carbono, se utilizan a menudo por su resistencia a la corrosión y alta resistencia en bombas, válvulas y ejes de embarcaciones. [4]
También se utilizan por su resistencia al desgaste en cuchillería, instrumentos médicos (bisturíes, navajas y pinzas internas), [12] rodamientos de bolas, hojas de afeitar, moldes de inyección de polímeros y discos de freno para bicicletas y motos.