Efectos de composición sobre la permeabilidad magnética de los aceros inoxidables austeníticos

Introducción

Los aceros inoxidables austeníticos son generalmente no magnéticos con permeabilidades magnéticas de alrededor de 1.0. Las permeabilidades superiores a 1.0 están asociadas con la cantidad de fases de ferrita o martensita presentes en el acero 'austenítico' y, por lo tanto, dependen de:

• composición química

• Trabajo en frío y condiciones de tratamiento térmico

Este artículo analiza los efectos de composición.

Efectos de composición

Grados 304 (1.4301), 321 (1.4541) y 316 (1.4401) tienen composiciones 'equilibradas' para permitir que sean fácilmente soldables. Esto se logra asegurando que en su condición normal recocida (ablandada), contengan unos por ciento de Delta Ferrite. Esto da como resultado permeabilidades un poco más de 1.0.

Las adiciones de níquel y nitrógeno promueven y estabilizan la fase de austenita, mientras que el molibdeno, el titanio y el niobio estabilizan la ferrita.

Por lo tanto, los aceros inoxidables austeníticos más de baja permeabilidad son los tipos de nitrógeno que llevan 304ln (1.4311) y 316ln (1.4406) o los tipos de alto níquel 310 (1.4845) y 305 (1.4303).

En contraste, se pueden esperar mayores permeabilidades en grados como 301 (1.4310), 321 (1.4541) y 347 (1.4550), con un contenido de níquel más bajo o adiciones de titanio o niobio, que son potentes elementos estabilizadores de ferrita.

Durante la soldadura de estos aceros, se producen cambios estructurales. Parte de la austenita en el material principal puede transformarse en ferrita delta a altas temperaturas y al enfriar esto se retiene parcialmente a temperatura ambiente. Las varillas de relleno y los cables de soldadura generalmente se 'exageran' para evitar la dilución en la zona de fusión, pero lo más importante es que se equilibran para tener niveles de ferrita deliberadamente altos del 5% o al 10%, para minimizar el riesgo de grietas en caliente durante la soldadura.

En consecuencia, la permeabilidad del metal en la soldadura y la zona afectada por el calor circundante puede ser significativamente mayor que en el material principal original. Efectos similares pueden ocurrir después de plasma o corte de llama de aceros inoxidables austeníticos.

En general, las fundiciones tienen composiciones con un sesgo hacia la ferrita en comparación con los grados forjados y, en consecuencia, serán más magnéticos.

Efecto del trabajo en frío y la temperatura en la formación de martensita

La transformación de la austenita a la martensita puede desencadenarse por el trabajo en frío o por el efecto de bajas temperaturas. La estabilidad de un acero austenítico a dicha transformación se mide utilizando el MD₃₀ temperatura. Esto se define como la temperatura a la que el 50% de la austenita originalmente presente se transformará en martensita cuando se somete a una tensión verdadera fría de 0.30. Esta es aproximadamente el 35% de tensión de ingeniería. La fórmula para calcular esta temperatura fue propuesta por primera vez por Angel y posteriormente modificada para tener en cuenta el tamaño del grano.

MD30 = 551 - 462 (C + N) - 9.2SI - 8.1mn - 13.7CR - 29 (Ni + Cu) - 18.5mo - 68NB - 1.42 (tamaño de grano ASTM - 8)

Se notará que todo Los elementos contribuyen a la estabilización de austenita a la transformación martensita. La siguiente tabla proporciona un valor aproximado para algunos aceros austeníticos comunes:

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