Acero Inoxidable 410
El acero inoxidable 410 (UNS S41000) es un acero inoxidable martensítico de uso general que contiene entre 11,5 % y 13,5 % de cromo. Ofrece una combinación de alta resistencia mecánica, templabilidad y resistencia moderada a la corrosión, que puede mejorarse mediante pulido, temple y revenido. Se suministra principalmente en forma de barras, alambres, piezas forjadas y placas, y se utiliza donde se requieren propiedades mecánicas elevadas y exposición a ambientes corrosivos leves.
Composición química
Sección titulada «Composición química»| Elemento | Mínimo (%) | Máximo (%) |
|---|---|---|
| Carbono (C) | – | 0,15 |
| Manganeso (Mn) | – | 1,0 |
| Silicio (Si) | – | 1,0 |
| Fósforo (P) | – | 0,04 |
| Azufre (S) | – | 0,03 |
| Cromo (Cr) | 11,5 | 13,5 |
| Níquel (Ni) | – | 0,75 |
| Hierro (Fe) | Balance | – |
Propiedades mecánicas
Sección titulada «Propiedades mecánicas»Condición de recocido (Annealed)
Sección titulada «Condición de recocido (Annealed)»| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción, mín. | 480 MPa | 69,6 ksi |
| Límite elástico (0,2 %), mín. | 275 MPa | 39,9 ksi |
| Elongación en 50 mm, mín. | 16 % | 16 % |
Propiedades tras temple y revenido
Sección titulada «Propiedades tras temple y revenido»| Temp. revenido (°C) | Resist. tracción (MPa / ksi) | Lím. elástico (MPa / ksi) | Elong. (%) | Dureza Brinell (HB) | Impacto Charpy V (J) |
|---|---|---|---|---|---|
| 204 | 1475 / 214 | 1005 / 146 | 11 | 400 | 30 |
| 316 | 1470 / 213 | 961 / 139 | 18 | 400 | 36 |
| 427 | 1340 / 194 | 920 / 133 | 18,5 | 405 | (1) |
| 538 | 985 / 143 | 730 / 106 | 16 | 321 | (1) |
| 593 | 870 / 126 | 675 / 98 | 20 | 255 | 39 |
| 650 | 300 / 44 | 270 / 39 | 29,5 | 225 | 80 |
(1) El revenido en el intervalo 425–600 °C provoca una fuerte caída de la resiliencia; se desaconseja su uso en ese rango.
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Densidad | 7800 kg/m³ | 0,282 lb/in³ |
| Módulo elástico | 200 GPa | 29,0 × 10⁶ psi |
| Resistividad eléctrica | 570 nΩ·m | 22,4 µΩ·in |
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»| Propiedad | Valor (SI) | Valor (Imperial) |
|---|---|---|
| Coef. expansión térmica (0–100 °C) | 9,9 µm/m·°C | 5,5 µin/in·°F |
| Coef. expansión térmica (0–315 °C) | 11 µm/m·°C | 6,1 µin/in·°F |
| Coef. expansión térmica (0–538 °C) | 11,5 µm/m·°C | 6,4 µin/in·°F |
| Conductividad térmica a 100 °C | 24,9 W/m·K | 14,4 Btu·ft/(h·ft²·°F) |
| Conductividad térmica a 500 °C | 28,7 W/m·K | 16,6 Btu·ft/(h·ft²·°F) |
| Calor específico (0–100 °C) | 460 J/kg·K | 0,11 Btu/lb·°F |
Tratamiento térmico
Sección titulada «Tratamiento térmico»El temple se realiza calentando entre 980 °C y 1010 °C (1800–1850 °F) con enfriamiento en aceite o al aire, dependiendo de la sección. El revenido posterior se ajusta en función de las propiedades deseadas; las temperaturas más bajas (200–315 °C) proporcionan alta resistencia y dureza, mientras que las superiores a 600 °C mejoran la ductilidad y la resiliencia. Se debe evitar el revenido en el intervalo 425–600 °C porque en esa zona se produce una marcada pérdida de tenacidad. El recocido se efectúa a 815–900 °C (1500–1650 °F) con enfriamiento lento en horno.
Soldabilidad
Sección titulada «Soldabilidad»El acero 410 puede soldarse mediante procesos de arco convencionales (TIG, MIG, electrodo revestido). Para reducir el riesgo de fisuración en frío se requiere precalentamiento entre 200 °C y 300 °C (400–570 °F) y un tratamiento térmico post‑soldadura (revenido) inmediato. Como material de aporte se recomienda el alambre E/ER 410 (composición similar a la del metal base según EN ISO 14343), que contiene ≤0,12 % C y 11,5‑13,5 % Cr.
Mecanizado
Sección titulada «Mecanizado»El mecanizado del 410 es más exigente que el de los aceros estructurales al carbono, aunque resulta factible tanto en estado recocido como templado y revenido. Presenta una maquinabilidad moderada, típica de los aceros inoxidables martensíticos. Se recomienda el empleo de herramientas de corte rígidas, velocidades de corte reducidas y abundante lubricación para obtener buenos acabados superficiales.
Resistencia a la corrosión
Sección titulada «Resistencia a la corrosión»El acero inoxidable 410 ofrece buena resistencia a la corrosión en ambientes moderados: agua dulce, vapor, ácidos orgánicos diluidos y atmósferas urbanas. La máxima resistencia se alcanza con la superficie pulida o pasivada. Sin embargo, su comportamiento frente a atmósferas marinas o medios que contienen cloruros es inferior al de los aceros austeníticos como el 304; en esas condiciones puede sufrir picaduras y corrosión bajo tensión.
Resistencia al calor
Sección titulada «Resistencia al calor»El 410 conserva su resistencia mecánica hasta aproximadamente 650 °C (1200 °F) en servicio continuo. A partir de esta temperatura la pérdida de resistencia por sobre‑revenido y la oxidación progresiva limitan su utilización. En aplicaciones intermitentes puede exponerse a temperaturas algo más elevadas, aunque se recomienda no superar los 760 °C (1400 °F) para evitar el descascarillado excesivo.
Aplicaciones
Sección titulada «Aplicaciones»- Industria de válvulas y componentes para vapor: asientos y discos de válvulas, vástagos, piezas de turbinas de vapor.
- Automoción y transporte: válvulas de escape (en motores que no requieran la máxima resistencia a la corrosión), ejes, cojinetes y piezas con alto desgaste.
- Cuchillería y herramientas: cuchillas, tijeras, herramientas quirúrgicas de grado económico, espátulas.
- Equipamiento doméstico: utensilios de cocina, cubiertos, fregaderos.
- Bombas y ejes: rotores, impulsores, camisas de bomba para servicios con fluidos poco corrosivos.
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»| Grado | Tipo | Contenido de Cr (%) | Carbono típico (%) | Resistencia a la corrosión | Resistencia mecánica (recocido) |
|---|---|---|---|---|---|
| 410 | Martensítico | 11,5–13,5 | ≤0,15 | Moderada; mejor en estado pulido/pasivado | 480 MPa (69,6 ksi) de tracción |
| 420 | Martensítico | 12–14 | ≥0,15 | Similar a 410 pero ligeramente inferior tras temple | Mayor dureza; tracción >600 MPa |
| 430 | Ferrítico | 14–18 | ≤0,12 | Mejor que 410 en ambientes atmosféricos y ácidos suaves | Tracción típica 450 MPa; menor límite elástico |
| 304 | Austenítico | 18–20 | ≤0,08 | Excelente; apto para medios con cloruros | Tracción 515 MPa; límite elástico ~205 MPa |
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la resistencia a la tracción mínima del acero 410 en estado recocido?
Sección titulada «¿Cuál es la resistencia a la tracción mínima del acero 410 en estado recocido?»La resistencia a la tracción mínima es de 480 MPa (69,6 ksi) según la norma ASTM A276 para barras acabadas en frío.
¿Por qué se desaconseja el revenido entre 425 °C y 600 °C?
Sección titulada «¿Por qué se desaconseja el revenido entre 425 °C y 600 °C?»Porque en ese intervalo la resiliencia cae drásticamente (valores inferiores a 10 J en el ensayo Charpy) debido a la precipitación de carburos.
¿Qué límite elástico se obtiene tras templar y revenir a 204 °C?
Sección titulada «¿Qué límite elástico se obtiene tras templar y revenir a 204 °C?»Se alcanza un límite elástico de 1005 MPa (146 ksi), con una elongación del 11 % y una dureza Brinell de 400 HB.
¿Cuál es el coeficiente de expansión térmica medio del 410 entre 0 °C y 100 °C?
Sección titulada «¿Cuál es el coeficiente de expansión térmica medio del 410 entre 0 °C y 100 °C?»Es de 9,9 µm/m·°C (equivalente a 5,5 micro-pulgadas por pulgada por grado Fahrenheit).
¿Cuánto cromo contiene el acero inoxidable 410?
Sección titulada «¿Cuánto cromo contiene el acero inoxidable 410?»Su contenido de cromo oscila entre 11,5 % y 13,5 %, lo que le confiere su carácter inoxidable.
¿Cuál es la densidad del acero inoxidable 410?
Sección titulada «¿Cuál es la densidad del acero inoxidable 410?»La densidad es de 7800 kg/m³ (0,282 libras por pulgada cúbica), típica de los aceros al cromo.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=970
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/stainless-steel-classifications-d_368.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/steel_alloy_composition_eu.php?name_id=2118