¿Cómo funciona el Acero “Inoxidable”?

La mayoría de los metales “marginales” no-preciosos se oxidan a temperatura ambiente. Ejemplos de estos metales son el Aluminio, el Vanadio, el Titanio, el Niobio, el Tántalo, el Wolframio, el Renio, etc... el Cromo no es una excepción, todo lo contrario: reacciona con el Oxígeno con facilidad. Todos los metales previamente mentados forman óxidos estables. ¿Qué significa esto? Una vez oxidados, la corrosión se detendrá. Por ejemplo, los implantes de Titanio hoy en día famosos por su uso tanto en huesos del esqueleto como por ejemplo caderas (pelvis), fémures, tibias, etc... son todos casos de un metal que ya está oxidado. No ha leído usted mal. Ya está oxidado. Lo mismo pasa con el Aluminio. Apenas ha sido fundido y entra en contacto con el Oxígeno (o alguna fuente oxidante, como el agua) ya ha formado una capa de óxido que lo protege. Es como un “baño” o “barrera” de óxido superficial que lo defiende frente al ataque posterior de otras substancias químicas. Este no es el caso del Hierro, que debido a su posición en la tabla periódica puede funcionar como un oxidante o un reductor con facilidad (igual que el Manganeso) por lo que sus óxidos son muy inestables químicamente hablando. Mientras que en el resto de metales el óxido los protege, por ejemplo del agua, el alcohol, el sudor etc, esto no sucede así con el Hierro, ya que sus óxidos son fácilmente solubles en estas substancias, con una segunda desventaja, aún mayor: dado que los óxidos de Hierro ocupan más volumen que el Hierro metálico, tienden a desprenderse del mismo, habilitando la corrosión progresiva del metal. Es por esto que el Hierro/Acero debe pintarse o “caparse” con un baño de otro metal, a saber, Cromo (Cromado), Níquel (Niquelado), Zinc (Zincado), Estaño (Estañado), etc... de otro modo, el Hierro inicialmente gris-azulado (impera recordar que el Hierro puro es atractivo estéticamente) pronto dejará paso a una serie de óxidos de varios colores que denotarán el desgaste químico del metal. 

En España y otros países de herencia Hispánica, este fenómeno es conocido como “herrumbre” en el caso del Hierro. 

Esta herrumbre, que posee un amplio abanico de colores que varían desde el amarillo más chillón pasando por el naranja, el rojo intenso, el marrón/granate y el negro metálico, fue durante milenios el gran cáncer del Hierro, por decirlo de alguna manera. En efecto, se trata de un metal muy reactivo, con la peculiaridad de que su óxido es muy inestable, y a diferencia de a cómo sucede en el caso de otros metales “similares” como el propio Cromo, el Titanio, el Vanadio o el Molibdeno, esta película de óxido es muy perjudicial para el metal ya que se “desprende” con facilidad de la superficie de la pieza, sin importar la forma que tenga. 

Ya sea una tuerca de cinco milímetros de diámetro como una farola de parque de cuatro metros de altura, el efecto será el mismo: el Acero, inicialmente de color gris macizco perfecto, irá poco a poco cediendo el paso a la formación de una variedad inmensa de óxidos (en este caso nos referimos a estados de oxidación) cuyos colores y demás características físicas dependerán de su composición química. La tendencia es simple en cuanto a la formación de los mismos: el Hierro (y por tanto, el Acero) forman herrumbre de distinto color en función de su composición química. Existen tres modificaciones principales: FeO (Monóxido de Hierro – muy inestable), Fe2O3 (“Hematita” - estable) y finalmente, la composición química más estable desde el punto de vista químico, Fe3O4 (“Magnetita”). En el caso de la primera y la última el color por definición es el negro mate, en ocasiones con lustre “metálico”. En el caso de la Hematita, la formación de óxidos amarillentos, naranjas o rojos depende del contenido en agua, es decir, de la hidratación del óxido crudo. Mientras que la Hematita de máxima pureza (seca/deshidratada) es de un color rojo intenso, la presencia de moléculas de H2O (agua) atenúan su color hasta alcanzar el amarillo. Ninguno de estos óxidos, a excepción quizás del Fe3O4, es lo suficientemente estable químicamente como para “proteger” la pieza metálica. 

Mucha gente no lo sabe, pero de hecho, la gran mayoría de metales de transición no presentan este problema: los metales refractorios y sus cabezas de serie (Ejemplo: Titanio, Cromo, Vanadio, Níquel, etc) forman óxidos superficiales de forma espontánea que protegen de forma excelente al metal, pasivándose. Los óxidos del Hierro, en cambio, no son pasivos. Esto significa que ante el contacto con una substancia química ligeramente agresiva (incluso el aire húmedo ya es amenaza), el óxido “abandonará” la “piel” de la pieza, habilitando la penetración del oxígeno, ya sea seco (oxígeno diatómico – el que respiramos, como seres vivos que somos) o el oxígeno presente en agua. Recordemos, H2O, el agua es una substancia moderadamente oxidante. Ni que decir tiene que expuesto al contacto de ácidos el efecto es devastador. 

Este es el motivo por el cual el Hierro se “oxida” tan fácilmente. Y se preguntará porqué he dicho “oxida” entre comillas...

Lo que el 99% de la gente que conozco no sabe, es que de hecho, sólamente los metales preciosos Rodio, Iridio, Paladio, Platino, Plata y Oro no se oxidan de forma natural, es decir, no forman óxidos a la interperie. El 100% de los metales restantes forman óxidos más o menos estables que les proporcionan su “resistencia” a la corrosión. Por ejemplo, el Titanio, un metal cada vez más famoso por sus excelentes cualidades entre las cuales destaca su resistencia a la corrosión, no es un metal precioso, ni muchísimo menos. Lo que ocurre en el caso del Titanio es que una vez que usted obtiene el metal en bruto, éste se oxida espontáneamente, formando TiO2 sobre su superficie. En efecto, el 100% del Titanio metálico que usted haya visto en su vida está oxidado. ¿Cómo? ¿No me cree, verdad? Pues le sorprenderá que el mismo mecanismo es el que protege al Acero Inoxidable de la corrosión. El gran, gran problema con el entendimiento de esta aleación nace de su mismo nombre: Acero “Inoxidable” transmite la sensación errónea a la persona media que no posee conocimientos de metalúrgica que este Acero no se oxida, ¡cuando lo que pasa es exactamente lo contrario! ¡Ya está oxidado! No hace falta ni siquiera mojarlo: apenas ha salido de la fábrica y ha entrado en contacto con el oxígeno de la misma, se ha producido una oxidación espontánea, mucho más rápida que en el Acero normal. ¿Qué ha sucedido? 

Como ya sabrá, una aleación es una mezcla (liga) de dos o más metales. En el caso del Acero Inoxidable, la mezcla es Hierro – Cromo. La presencia de Carbono afecta a sus características, pero de momento, centrémonos en la combinación Hierro – Cromo. 

El Cromo es un metal que en estado puro se oxida rápidamente, justo como en el caso del Hierro, pero a mayor velocidad. ¿Porqué? Porque aunque parezca increíble, el Cromo es más reactivo que el Hierro. La diferencia es que los óxidos que el Cromo forma son estables frente a los que forma el Hierro. Esto significa que cuando el Cromo se oxida, la película “corrosiva” que lo recubre es mucho más -estable- que la que produce el Hierro. ¿Porqué? Porque el Cromo tiene mayor afinidad por el Oxígeno que el Hierro. Teniendo en cuenta esto, pregúntese el porqué se agrega Cromo metálico al Acero fundido para la fabricación del Acero Inoxidable. ¿Lo tiene? Es realmente fácil de entender: debido al alto contenido de Cromo en masa, este metal produce el óxido de Cromo con fórmula Cr2O3 que -pasiva- la pieza metálica frente a la corrosión posterior debido a que este óxido además de ser más tenaz que los óxidos de Hierro es también más estable, lo cual significa que no se desprenderá y por lo tanto no permitirá que se produzca una corrosión en la masa interna del metal. No hace falta pintarlo, ni pulirlo ni lavarlo: es automático. Cuando usted alea el Acero con la cantidad suficiente de Cromo, los átomos de éste metal se unen al oxígeno en detrimiento del Hierro, logrando así que una pieza de Acero “Inoxidable” sea resistente a la corrosión. La pregunta es retórica pero, ¿cómo se va a corroer algo que ya está corroído? No te miento. Créeme. 

Lo que sucede es que el óxido que se forma en los Aceros Inoxidables es tan tenue en grosor (sólo se puede apreciar con un microscopio muy potente) que no se ve. Es decir, si yo le enseño dos clavos de Acero, uno gris y otro rojizo con claros signos de corrosión, usted me sabrá decir que el primero es Hierro puro, sin oxidar, mientras que el segundo ya está oxidado/corroído. Pero... ¿qué me diría si le digo que el 100% de los objetos de Acero Inoxidable que ha visto/tocado en toda su vida ya estaban “oxidados”? No me creerá. O pensará que lo estoy diciendo de una forma equívoca, pero no, técnicamente ha pasado exactamente lo mismo que en el caso del clavo, con una diferencia fundamental: en el caso del clavo común, la ausencia de un metal pasivante hace que el Hierro esté expuesto al Oxígeno, Hidrógeno y otras substancias que incluso a temperatura ambiente pueden hacerle mucho daño. En el caso del Acero Inoxidable, el Cromo es el que carga con esta responsabilidad: precisamente porque es más reactivo que el Hierro, produce óxidos más resistentes que impedirán la corrosión posterior. 

Analogía con los Planetas del Sistema Solar

Para facilitar el entendimiento del cómo funciona el Acero Inoxidable, utilizaré una analogía con los Planetas “rocosos” del Sistema Solar. Como sabrás, los cuatro primeros planetas en orden de cercanía al Sol son: Mercurio, Venus, La Tierra y Marte. Estos cuatro planetas se asemejan mucho entre sí en lo tocante a su estructura: son “esferas” que rotan en torno al Sol cada cierto tiempo. Si viajas a la superficie de cada uno de estos planetas, aterrizarás sobre “tierra” o “arena”, por decirlo de alguna manera. Justo como en el caso de nuestro planeta, la capa exterior de los tres planetas restantes de su tipo (Mercurio, Venus y Marte) es básicamente un aluminosilicato complejo, mientras que si nos adentrásemos en el núcleo, nos encontraríamos con “bolas” o “esferas” de una aleación de Hierro – Níquel en estado líquido (o sólido, dependiendo del planeta) que le proporciona su campo magnético, y también su fuerza gravitacional. Pues bien, resulta que en el caso de Mercurio, el núcleo ferroso del planeta es proporcionalmente más grande que en el caso de la Tierra, y sin embargo es un planeta que no tiene atmósfera: mala suerte, cada vez que un asteroide se aproxime, el planeta lo “absorberá” a través de su fuerza gravitatoria, logrando que impacte contra el. Si alguna vez tiene el goce de ver el planeta Mercurio a través de un telescopio lo suficientemente potente (yo nunca he tenido esa suerte) verá usted que la “bola” que es el planeta al fin y al cabo está repleta de cráteres. ¿Porqué? Porque los asteroides que colapsan contra él lo perforan, como si disparásemos a una bola de piedra gigante con balas de plomo, lograríamos perforarla. Claro que, el proceso lleva millones de millones de años, pero los efectos se la no-presencia de una barrera que protega la piel del planeta son evidentes. La ausencia de una atmósfera en el planeta Mercurio es la razón por la cual éste sufre y padece de tanta “guerra” con respecto a los asteroides y demás cuerpos celestes. 

Lo mismo sucede con Marte, el “planeta rojo”. No tiene atmósfera, luego es para el imposible “defenderse” en caso de la penetración de asteroides de tamaño considerable. Por ello, cuando usted observa Marte a través de un telescopio, se encuentra con grandes cráteres, de inmenso tamaño. 

La Luna, aunque no es técnicamente un planeta sino un satélite, también es un ejemplo, quizás el mejor, para explicar el porqué de la importancia de la barrera protectora de la Tierra. Si usted alguna vez ha mirado a la Luna, incluso con prismáticos (en algunos países de América llamados “anteojos” o “binoculares”) podrá observar en ella la presencia de grandes cráteres de forma redonda. Estos cráteres se deben al impacto de asteroides que el Satélite ha recibido a lo largo de su vida. Ahora, procedamos al ejemplo opuesto: Venus y la Tierra. 

No es que no tengan “visitas” de asteroides con frecuencia, de hecho, dada su mayor fuerza gravitacional, los atraen (o atraían) con más fuerza que los cuerpos celestes previamente mencionados. Lo que cambia en el caso de ambos planetas es que ambos están protegidos por una barrera protectora. He tenido mucho cuidado en no decir “capa de ozono” ya que dicha capa sólo es válida en el ejemplo de la Tierra. Venus tiene su propia capa protectora, pero no es de ozono, sino de dióxido de carbono, un gas de “efecto invernadero” que hace que este sea el planeta más caliente -superficialmente- del sistema Solar. La vida allí es imposible. Es como el infierno mismo, literalmente. Si viajásemos allí, no sólamente no podríamos respirar, sino que nos abrasaríamos por el calor. Es curioso porque, Venus está más lejos del Sol que Mercurio. La diferencia es que Mercurio no tiene atmósfera: por el día, es decir, cuando el planeta enfrenta al Sol “de cara” la temperatura es extremadamente alta, mientras que de noche, cuando el Planeta le da la espalda, la temperatura es extremadamente fría. En el caso de Venus, la temperatura es constante, debido a su capa protectora que distribuye el calor uniformemente sobre toda su superficie. Esta capa, que funciona como barrera ante los asteroides, es similar a la que tenemos en la Tierra. La capa de Ozono (O3) funciona como una barrera protectora. Es como una bola de rodamientos, ni más ni menos. Yo empecé en la metalurgia por los rodamientos. Me gustaban las esferas porque recordaban a planetas en miniatura. La experiencia habla cuando dice que en el caso de las bolas de acero normal, el contacto con el agua o el aire húmedo destroza la integridad de la pieza, mientras que en el caso de las bolas de acero inoxidable la presencia de una capa pasiva de óxido de Cromo evita la penetración del oxígeno diatómico, como si los átomos de Oxígeno fuesen asteroides para una bola de rodamientos que fuese un planeta en miniatura. Es un poco gracioso, vale, pero es la realidad. Tan sencillo como eso: cuando un asteroide o meteorito  -intenta- penetrar la Tierra, antes tiene que atravesar una barrera de ozono que lo desintegra progresivamente hasta que éste llega a la Tierra, luego, la capa de ozono nos salva la vida constantemente. La capa de ozono de nuestro planeta es como la capa de óxido de Cromo en una bola de rodamientos: evita la intrusión de cuerpos extraños que puedan suponer riesgo para ambos. Sé que más de uno habrá sonreído al leer esto, pero lo cierto es que estoy seguro de que me han entendido. Como medida secundaria, he optado por la analogía de los Planetas para hacer conciencia: si seguimos envenenando nuestra atmósfera, pasaremos del “agradable” ozono al dióxido de carbono que hace de Venus el infierno de Dante. Pensemos con responsabilidad, protegamos nuestro planeta.  

Acero “Inoxidable”. El problema del nombre

Aunque ya he tratado este tema anteriormente, me gustaría reflejarlo aquí, en éste apartado, ya que es muy importante. 

El Acero Inoxidable en España, Portugal, Hispanoamérica, Francia, Italia y otros países/regiones con lenguas que toman su raíz del Latín o del Romance, el nombre para el Acero Inoxidable es bastante parecido. La idea que transmite la palabra por definición en sí misma ya provoca una idea equívoca: no es que sea inoxidable, al contrario, lo que sí es es resistente a la corrosión, lo cual es diferente. 

En inglés, el Acero Inoxidable se llama Stainless Steel. No quiero que nadie se ponga celoso, pero es una definición más acertada de la aleación. No está prometiendo que no se “oxide”, lo que promete es que no va a “mancharse”. De ahí “Stainless”, literalmente: sin manchas, entendiendo las “manchas” como la herrumbre del Hierro/Acero común de la que hablábamos al principio. 

En otros países sajones, como por ejemplo en Alemania, el nombre que recibe esta aleación es Edelstahl. De nuevo, la definición no promete cosas que no son verdad. Edel significa “noble” en la lengua Germana, mientras que Stahl significa “Acero”, luego, el “Acero Noble” destaca del “Acero normal” porque no padece de la corrosión típica de éste último. 

Claro que, el nombre del Acero Inoxidable no cambiará. No podemos simplemente rebautizarlo. Eso no tendría sentido. Lo que sí quiero, y para ello pongo todo mi esfuerzo y deseo, es que usted, sea Español, Argentino, Mexicano, Portugués, Italiano, Peruano, Cubano, Boliviano o simplemente esté leyendo esto en el idioma Castellano, tenga claro que el Acero Inoxidable no es que no se oxide, sino que su óxido es tan pequeño que no se ve, por lo que estéticamente parece que no existe, pero sí existe. ¿Puede usted “ver” el oxígeno? No, tampoco yo puedo. Es como si hinchamos un balón para jugar al baloncesto. Tanto usted como yo sabemos que necesita aire. ¿Podemos ver el “aire” que tiene dentro? No. Pero sabemos que está allí, porque la pelota se ha hinchado y está lista para jugar, ya sea en la net del Volley, como en una cancha de Fútbol, Baloncesto, etc... ¿se entiende, verdad?

El Acero Inoxidable es una aleación sólida, no un recubrimiento

Una cosa a tener en cuenta respecto a los Aceros Inoxidables es que, por mucho o poco que le sorprenda, la mayoría de la gente no sabe diferenciar entre un Acero cromado y un Acero Inoxidable. Es increíble, pero cierto: la verdad es que estéticamente no hay mucha diferencia. No hay que ir muy lejos para poder poner un ejemplo “cotidiano”. El brillo de las llantas de los coches... ¿a qué cree usted que se debe? ¿Son de Acero, o de Acero Inoxidable? Es difícil saberlo. Cuando le venden un coche de gama baja-media, las llantas suelen ser de Acero cromado o de Aluminio. Si el coche es de gama media-alta, es posible que las llantas sean de Acero Inoxidable sólido. En este caso, el vendedor se referirá a ellas como “llantas de aleación”. Dicha “aleación” es Acero Inoxidable, o Aluminio, el porqué se refieren a ellas como “Aleación” es simplemente un trámite comercial que evoca mayor calidad.

La diferencia de color entre Aluminio y Acero es reconocible para un metalúrgico o mecánico a primera vista, para una persona inexperta basta con acercar un imán, si bien esto no determinará si es un Acero cromado o bien un Acero Inoxidable, ya que tanto los Aceros Inox Ferríticos como Martensíticos son ferromagnéticos: es decir, los imanes se “pegan” a ellos. Dado que el Hierro puro por sí mismo es Ferromagnético, resulta difícil diferenciar a veces entre un cromado y un Acero verdaderamente inoxidable. La diferencia entre ambos es radical: el Acero cromado es bueno, sí, pero sólo se trata de un “baño” del metal Cromo, mientras que en el Acero Inoxidable nos encontramos ante una mezcla del metal con el Hierro. Esto se traduce, por ejemplo, en que una carrocería de 1 tonelada de peso de Acero cromado llevará como mucho 1 kilogramo de Cromo en masa, mientras que una carrocería de Acero Inoxidable llevará, de promedio, al menos 150 kilogramos de Cromo. La diferencia debería resultar más que obvia a estas alturas. 

El Acero Inoxidable es un material asequible en objetos relativamente pequeños, pero cuando hablamos de producción en masa, la cosa cambia. Por ejemplo, no hay ningún impedimento para que este material pueda ser usado en la fabricación de armas de fuego, sencillamente, resultaría muy caro. Piense en una pistola. No importa qué tipo de pistola. La pistola que ha imaginado... es de color negro mate, ¿verdad? La razón de esta coloración se debe a la oxidación (o fosfatación) controlada del fabricante sobre la pieza de Acero al carbono. Pongamos otro ejemplo. Piense en un coche de los 70's o de los 80's. No importa la marca ni el país de origen. ¿De qué material está hecha la carrocería? ¡De hierro! Gritaría más de uno. Siendo esto verdad, no es motivo de sorpresa que pocos sean los modelos que se hayan construido con Acero Inoxidable. El único ejemplo de coche del que tengo conocimiento fue fabricado en Acero Inoxidable en lugar de “Hierro” es el DMC DeLorean, famoso por la saga cinematográfica “Regreso al Futuro”. Si se fija en la carrocería, verá que todos tienen el mismo color: en efecto, el Acero Inoxidable no requiere de pintura para su mantenimiento, al contrario, la pintura podría destruir su capa protectora. El DeLorean es un coche legendario, pero que nunca llegó a triunfar más allá de la gran pantalla; de más está decir que las carrocerías de Aluminio se impusieron rápidamente, a día de hoy se llegan a fabricar con Fibra de Carbono.

El Acero Inoxidable no es indestructible

Ni muchísimo menos. Son más las substancias químicas que pueden hacerle daño que las que son inofensivas para el. El mecanismo de defensa en una pieza de acero inoxidable es básico: mientras la capa de óxido de Cromo se mantenga, no habrá peligro, no obstante, la posible destrucción de la misma puede tomar lugar bajo diversas circunstancias. 

Para poder entender el Acero Inoxidable, debemos pensar en él como un Acero/Hierro normal que ya está oxidado: en aire seco o húmedo, hasta el grado más “resistente” de Acero no-inoxidable adquirirá una pátina inicialmente negruzca que irá aumentando de grosor con el tiempo. Mientras que este efecto en el Acero es perjudicial e indeseable, en el Acero Inoxidable ocurre exactamente lo contrario: el aire húmedo y el agua dulce refuerzan su capa protectora, debido a que suministran continuamente a la pieza del Oxígeno suficiente como para que ésta, en caso de romperse, pueda “regenerarse”.  Dicha “rotura” ocurre, por ejemplo, cuando rayamos un cuchillo de Acero Inoxidable. Piénselo bien, si usted raya con una amoladora o una lija un viejo cuchillo de Acero que ya esté oxidado, logrará que éste adquiera un tono grisáceo similar al del Hierro puro. Pues bien, ¿qué pasa si lijamos un cuchillo de cocina de Acero Inoxidable? ¿No corremos acaso el peligro de “quitarle” su óxido? La respuesta es sí, y no. Me explico: cuando lijamos una pieza de Acero Inoxidable, removemos la capa de óxido que la recubría. La diferencia con el Acero normal es que la oxidación de la piel “renovada” lecién lijada/pulida es espontánea: apenas usted la ha quitado, se ha vuelto a formar automáticamente. Por esto, el Acero Inoxidable es un material tan fantástico. Es como si estuviese “vivo”. Se defiende por inercia, es decir, por sí mismo se protege. 

El problema con el Acero Inoxidable es que, siendo su barrera un óxido, lo podemos estropear si le quitamos su protección. Para ello bastaría con exponerlo a agua salada (marina): el Cloro disuelto en el agua de mar atacaría lentamente a la capa de Óxido superficial, consiguiendo “desnudar” al metal que quedaba debajo de ésta, atacándolo y consiguiendo así la corrosión de la pieza. En este caso concreto, se ha producido una corrosión de tipo “pitting”. En castellano no existe una definición para esta palabra. Quizá no haga falta. Dicho “pitting”, o el efecto corrosivo del Cloro sobre la capa de Cr2O3 del Acero Inox es sólo un mero ejemplo de corrosión en el Acero Inoxidable. Otras substancias que pueden dañarlo incluyen sales alcalinas en caliente, halógenos y sus combinaciones, lejías y ácidos reductores. Lo cierto es que el Acero Inoxidable es muy resistente, pero algunas substancias, muchas de las cuales no podemos aislar por ejemplo de un producto alimenticio, tienen efectos adversos sobre él. Para asegurar la longevidad de una pieza de Acero Inoxidable, debemos estar seguros de que podemos “suministrarle” una fuente de Oxígeno. No una fuente oxidante, ojo, una fuente de Oxígeno. El problema con las definciones vuelve a atacarnos. El Flúor elemental es un agente oxidante, por ejemplo, pero no es Oxígeno. Si Flúor elemental y Acero Inoxidable entran en contacto, el efecto será devastador. Una fuente de Oxígeno es aquella que promueve la formación de Óxidos sobre otro elemento, en este caso, el Cromo. La fuente más barata, obvia y abundante es el agua misma: H2O. Cualquier Acero Inoxidable es resistente al agua dulce, que refuerza su barrera protectiva. 

Hierro y Cromo, primos hermanos

La afinidad de ambos metales entre sí se debe a sus características físicas, entre las que destacan su proximidad en la tabla periódica, su radio atómico, dureza, estructura cristalina, elevados puntos de fusión y de ebullición. Dado que los átomos de Cromo y los de Hierro poseen similar radio atómico y en estado natural se alinean en la estructura cúbica cristalina centrada en el cuerpo (BCC) la fusión es fácil, y ambos son miscibles entre sí a cualquier volumen, esto significa que la cantidad de Cromo en Hierro o viceversa puede variar entre un 0.01% y un 99.99%. La lógica hace pensar que a medida que subimos el contenido de Cromo el efecto beneficioso de éste se notará más y más, consiguiendo una pieza de extrema calidad, no obstante, detángase a pensar: mientras que el Hierro es un metal tenaz, dúctil y maleable, el Cromo es frágil y demasiado rígido como para poder fabricar con el alambres o planchas muy delgadas. La cantidad mínima para que el Acero sea considerado “Inoxidable” es de un 10.5%, como he mencionado al principio de este artículo, si bien la cantidad de éste metal puede llegar hasta el 25% en algunos, pocos conocidos grados de Acero Inoxidable. La cantidad ideal de Cromo en un Acero Inoxidable varía entre el 12 y el 18%, en este rango de porcentajes, las cualidades de la aleación son muy parecidas. Es obvio que un Acero con 18% de Cromo será más resistente que uno con 12%, pero no es tan fácil como eso. Debemos tener en cuenta la presencia de otros aleantes, y allí es donde entra en juego, por ejemplo, el Carbono.

El contenido de Carbono

Como he prometido al principio de este artículo, me he concentrado en la mezcla Hierro – Cromo en exclusiva sin considerar el contenido de Carbono porque sé que podía llegar a confundir al lector. Como ya sabrás a estas alturas, mi intención al redactar el libro es que sea lo suficientemente fácil de leer para que cualquier persona, sin importar su edad o formación profesional, de manera que pueda entender la mayor cantidad de conceptos posibles. Sin embargo, tarde o temprano debía llegar a este epígrafe, debía hablar del Carbono. La mezcla Hierro – Cromo en sí misma es maleable y hasta cierto punto, dúctil, pero como sucede en el caso de todos los Aceros, el contenido de Carbono en masa es crítico en cuanto a las características de los distintos grados de esta aleación tan útil y famosa. 

Justo como sucede en el caso del Acero común, la cantidad de Carbono afecta a la dureza, elasticidad, rigidez y respuesta a los cambios de temperatura en los diferentes grados de Acero Inoxidable. Mientras que en las versiones al bajo Carbono la rigidez y la dureza son bajas, en las versiones con mucho Carbono las mismas se ven muy aumentadas, particularmente tras un tratamiento térmico. El balance Carbono – Metal debe ser ajustado en acordancia a las necesidades que se buscan satisfacer, máxime si se toma en cuenta que el Carbono disminuye la resistencia a la corrosión. El porqué de está tendencia en las aleaciones de esta familia no está del todo claro, parece responder al simple hecho de que éste no-metal “neutraliza” a los átomos de Cromo al formar los respectivos Carburos en detrimiento de los Óxidos. Dado que el Carbono y el Cromo se unirán fácilmente en el momento de la fusión, el efecto “pasivador” de éste último se irá reduciendo conforme aumentemos la cantidad de Carbono. Es por esto que la resistencia a la corrosión de un Acero AISI 420A (Cromo, 12%, Carbono 0.25%) no es tan diferente a la de un Acero con un contenido elevado de Cromo, como el AISI 440C (Cromo, 18%, Carbono 0.95-1.2%). La primera impresión es que el segundo grado será mucho más resistente a la corrosión que el primero, ya que lleva más Cromo en masa que el AISI 420A. Pero esto no es del todo cierto... mientras que en el AISI 420A la cantidad de Cromo es baja, también lo es la de Carbono con respecto al AISI 440C, además, ambos poseen estructuras cristalinas distintas. En el caso del primero, se trata de la simple Ferrita. Es la estructura más estable del Acero ya que es la que adopta el Hierro puro, y también el Cromo. En el caso de la Martensita, nos encontramos ante una estructura cristalina -forzada- que se genera mediante tratamiento térmico. A diferencia de la Ferrita, es muy rígida y dura, con el sacrificio de la flexibilidad y tenacidad características de la primera. Por ejemplo, la Ferrita es útil en aplicaciones que no demanden dureza (ejemplo: cuchillos, sierras), sino una mera resistencia a la corrosión; para fines estéticos, cubertería, piezas no sujetas a presiones excesivamente grandes, etc. La Martensita es más útil en aplicaciones que requieran de una gran resistencia a la abrasión.