Ingrese a cualquier ferretería náutica y verá "acero inoxidable de grado marino" estampado en todo, desde pernos hasta accesorios de rieles. Una parte es 316. Mucho, especialmente el material barato, es 304 con un departamento de marketing. Saber la diferencia te cuesta un eje de hélice en un mal día, o una cubierta que se disuelve lentamente en uno peor.

El único número que importa es PREN (Número equivalente de resistencia a las picaduras). La fórmula es sencilla:

La concentración de cloruro en el agua de mar es de 19.000 a 35.000 ppm. El umbral generalmente aceptado para el servicio de agua de mar es PREN 23 o superior. 304 no lo borra. 316 lo hacen, con un pequeño margen. Ese margen es la diferencia entre una prueba que dura 5 años y otra que dura 20.

Donde esto se vuelve real es en la corrosión por grietas, del tipo que ocurre debajo de las cabezas de los pernos, los bordes de las juntas y cualquier lugar donde se asiente agua sin intercambio de oxígeno. La corrosión en grietas ocurre aproximadamente 10 veces más rápido que las picaduras en la superficie. Hemos visto 304 arandelas en 316 pernos corroerse hasta convertirse en polvo en 3 años mientras el perno de debajo todavía estaba bien. Siempre haga coincidir el grado de su hardware con el grado de su componente.

El 316 es más difícil de mecanizar que el 304 y ambos son más duros que el acero al carbono. He aquí por qué:

Endurecimiento por trabajo.316 se endurece en la superficie cuando lo cortas. Si su herramienta frota en lugar de cortar (lo que sucede con inserciones desafiladas, avances incorrectos o profundidad de corte insuficiente), la superficie se vuelve más dura que el material a granel. La siguiente pasada con la herramienta golpea una superficie endurecida y vibra o rompe el inserto. Esta es la causa número uno de fallas de herramientas en el mecanizado 316.

La solución: utilice inserciones con inclinación positiva, mantenga una profundidad de corte mínima de 0,1 mm (nunca deje que la herramienta se desplace a una profundidad cero) y cambie las inserciones antes de que muestren desgaste. Realizamos un seguimiento de la vida útil del inserto por número de piezas, no por "cuando empieza a sonar mal".

Borde construido.316 tiene tendencia a soldarse al borde de la herramienta, creando un borde acumulado que se transfiere nuevamente a la pieza de trabajo como un defecto de superficie. En un componente marino, ese defecto superficial es un sitio de inicio de corrosión. No es aceptable.

La solución: mayor velocidad de corte con suficiente refrigerante y un revestimiento de herramienta diseñado para acero inoxidable. TiAlN funciona bien. El carburo sin recubrimiento está buscando problemas.

Formación de virutas.316 produce virutas duras y fibrosas que no se rompen fácilmente. Estas virutas pueden enrollarse alrededor de la pieza de trabajo y rayar la superficie. En un eje de hélice con muñones de cojinete Ra 0,4, un solo rasguño significa reelaboración o desecho.

La solución: geometría del rompevirutas en la plaquita, ciclo de penetración en las operaciones de perforación y refrigerante a través del husillo a alta presión (más de 200 psi) para eliminar las virutas.

El acabado superficial de los componentes marinos no tiene que ver con la estética. Afecta directamente la resistencia a la corrosión y la vida útil.

Una superficie más rugosa tiene más área expuesta al ambiente corrosivo y más valles microscópicos donde se pueden concentrar los iones de cloruro. Una superficie pulida (Ra 0,2-0,4) se corroe considerablemente más lentamente que una superficie mecanizada (Ra 1,6-3,2) en el mismo entorno.

Pero aquí está el truco: el pulido por sí solo no resuelve el problema. El mecanizado deja una capa superficial deformada (quizás de 5 a 10 μm de profundidad) donde se ha alterado la estructura cristalina. Esta capa es más susceptible a la corrosión que el metal base. La pasivación elimina la capa deformada y restaura la película pasiva de óxido de cromo que le da al acero inoxidable su resistencia a la corrosión.

Entonces, la secuencia adecuada es: mecanizar hasta obtener el acabado requerido → pasivar → (opcionalmente) pulir → pasivar nuevamente si el pulido eliminó la capa pasiva.

Saltarse la pasivación es el error más común que vemos en talleres que no se especializan en trabajos marítimos. Entregan una pieza 316 con una superficie bellamente mecanizada y el cliente la instala y se pregunta por qué se oxida después de 6 meses. La respuesta es que el proceso de mecanizado destruyó la capa pasiva y nadie la restauró.

El 316L tiene un menor contenido de carbono (<0,03 % frente a <0,08 % para el estándar 316). El efecto práctico: el 316L es más resistente a la sensibilización (la formación de carburos de cromo en los límites de los granos cuando el material se calienta por encima de 450°C). El acero inoxidable sensibilizado pierde su resistencia a la corrosión porque el cromo queda atrapado en carburos y no está disponible para formar la capa protectora de óxido.

Para la mayoría de las piezas mecanizadas por CNC que no se sueldan, la diferencia es insignificante. El estándar 316 es ligeramente más resistente (más carbono = límite elástico ligeramente mayor) y se mecaniza esencialmente de la misma manera. Utilice 316L cuando la pieza vaya a soldarse o cuando las especificaciones de su cliente lo requieran. No lo utilices como opción "premium" predeterminada; no siempre es mejor.

Hay situaciones en las que ni siquiera 316 es suficiente:

Corrosión en grietas a temperaturas elevadas.Si su componente opera en agua de mar a más de 60 °C con una geometría propensa a tener grietas (bridas atornilladas, juntas tóricas, juntas con empaquetaduras), el 316 puede presentar picaduras en los sitios de las grietas. Duplex 2205 o Super Duplex 2507 manejan esto mejor.

Fisuración por corrosión bajo tensión.Bajo tensión de tracción en ambientes de cloruro a temperatura elevada, los aceros inoxidables austeníticos (incluido el 316) pueden desarrollar grietas por corrosión bajo tensión. Esto es insidioso: sin previo aviso, sin picaduras, sólo un crujido repentino. Si su componente está sometido a una gran tensión estática en agua de mar caliente, Duplex o una aleación de níquel es la decisión correcta.

Erosión por cavitación.Los ejes de hélice cerca de la hélice, los impulsores de la bomba y cualquier superficie expuesta al flujo de agua a alta velocidad pueden sufrir erosión por cavitación. 316 es adecuado para condiciones de cavitación moderada. Para cavitación severa, puede ser necesaria una aleación más dura como 17-4 PH con un tratamiento superficial adecuado.

ASTM A967 es el estándar al que la mayoría de la gente hace referencia para la pasivación de acero inoxidable. Cubre múltiples métodos: pasivación con ácido nítrico, pasivación con ácido cítrico y combinaciones. Para Marine 316, la pasivación con ácido nítrico (Método 1 o 2 en A967) es la más común y efectiva.

El proceso es simple en concepto: sumergir la pieza mecanizada en una solución de ácido nítrico durante un tiempo específico, enjuagar bien con agua desionizada y secar. El ácido elimina el hierro libre y la capa superficial dañada del mecanizado, y el enjuague permite que la película pasiva de óxido de cromo se reforme de forma natural.

Qué puede salir mal: baño ácido contaminado, enjuague insuficiente, cloruros en el agua de enjuague o tocar la pieza con las manos desnudas después de la pasivación (los aceites para dedos contienen cloruros). Usamos tanques de pasivación exclusivos con productos químicos nuevos, enjuagues con agua desionizada y guantes de nitrilo para el manejo posterior a la pasivación.

• Especifique siempre la pasivación; no asuma que el taller lo hará automáticamente

• Haga coincidir el grado de su sujetador con el grado de su componente (316 pernos con 316 piezas)

• Evite el contacto con metales diferentes (el contacto del aluminio con 316 crea corrosión galvánica)

• Especifique el acabado de la superficie solo donde sea importante: Ra 0,4 en un muñón de rodamiento, Ra 1,6 en una superficie sin contacto

• Utilice filetes en lugar de esquinas internas afiladas: concentración de tensión + cloruro = inicio de grieta

• Si no estás seguro de 316 vs Duplex, envíanos tus condiciones de solicitud y te ayudaremos a decidir