Los metales de aportación superausteníticos son consumibles de soldadura (como electrodos y alambres) cuyo metal depositado tiene una composición química y propiedades que igualan o superan las del metal base del acero inoxidable superaustenítico. El objetivo es producir un metal de soldadura con una resistencia excepcional a la corrosión, en particular a la corrosión por picaduras y por grietas.

一. ¿Qué son “austenítico” y “superaustenítico”?

① Aceros inoxidables austeníticos: Este es el tipo más común de acero inoxidable, caracterizado por el 304 (0Cr⁻⁻Ni⁻⁴) y el 316 (0Cr⁻⁻Ni⁻⁴Mo⁻⁴). Estos aceros inoxidables contienen altos niveles de cromo (Cr) y níquel (Ni), lo que les confiere una excelente resistencia a la corrosión y conformabilidad. Su estructura metalográfica es austenítica.

② Aceros inoxidables superausteníticos: Este es un acero inoxidable de alta gama desarrollado para soportar entornos corrosivos más agresivos, como aquellos que contienen iones de cloruro. Estos aceros inoxidables logran una resistencia excepcional a la corrosión al aumentar significativamente el contenido de elementos de aleación clave en comparación con los aceros inoxidables austeníticos convencionales. Sus características principales incluyen:
● Contenido extremadamente alto de molibdeno (Mo): típicamente >6%, a veces superior al 7,5%. El molibdeno es el elemento más crítico para mejorar la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.
● Alto contenido de níquel (Ni): típicamente >20%. El níquel estabiliza la estructura de la austenita y mejora la resistencia a la corrosión bajo tensión.
● Adición de nitrógeno (N): El nitrógeno mejora significativamente la resistencia y la resistencia a las picaduras.
● Alto contenido de cromo (Cr): típicamente >20%, lo que garantiza una resistencia básica a la corrosión en medios oxidantes.

● Los grados comunes de acero inoxidable superaustenítico incluyen: 254 SMO (UNS S31254), AL-6XN (N08367), 904L (N08904), etc.

二. Entendiendo el “Metal de Aporte Superaustenítico”

Los metales de aporte superausteníticos son consumibles de soldadura diseñados específicamente para soldar aceros inoxidables superausteníticos u otros metales que requieren una resistencia a la corrosión ultraalta. Su objetivo principal es garantizar que las uniones soldadas (especialmente el metal de aporte) presenten una resistencia a la corrosión equivalente o incluso superior a la del metal base superaustenítico.

Características principales de los metales de aporte superausteníticos:

① Composición química compatible: Los elementos de aleación (Cr, Ni, Mo, N) coinciden con los del metal base superaustenítico correspondiente. Por ejemplo, el contenido de Mo del metal de aporte utilizado para soldar 254 SMO será superior al 6 %.

② Número Equivalente de Resistencia a la Picadura (PREN) Extremadamente Alto:
● El PREN es una fórmula empírica que mide la resistencia a la corrosión por picaduras del acero inoxidable. Se calcula típicamente como: PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
● El valor PREN de los metales de aportación superausteníticos suele ser superior a 40 (por ejemplo, el acero inoxidable 254 SMO tiene un PREN >43), significativamente superior al ~26 del acero inoxidable 316. Esto cuantifica su resistencia superior a la corrosión.

③ Excelente resistencia a la corrosión por grietas: Gracias al efecto sinérgico del alto contenido de molibdeno y nitrógeno, resiste la corrosión incluso en grietas estrechas y estancadas, un requisito fundamental para muchas aplicaciones de ingeniería.

④ Buen control de la susceptibilidad a la fisuración en caliente: Los metales de soldadura con alto contenido de níquel y alta aleación son propensos a la fisuración en caliente durante la solidificación. Los metales de aportación superausteníticos suprimen esta tendencia controlando con precisión su composición química (como el equilibrio adecuado de elementos formadores de ferrita y austenita, y controlando los niveles de impurezas nocivas como el fósforo y el azufre).

⑤ Garantizar la estructura austenítica del metal de soldadura: Al equilibrar los elementos austenitizantes (Ni, N, C) y ferritizantes (Cr, Mo), el metal de soldadura es austenita pura o contiene una pequeña cantidad de ferrita, lo que evita la formación de fases nocivas y garantiza la tenacidad.

三 ¿Por qué es necesario un metal de aportación superaustenítico especializado?

El uso de consumibles de soldadura de acero inoxidable austenítico comunes (como 308L y 316L) para soldar acero inoxidable superaustenítico puede resultar en:

① Dilución de la soldadura: El metal base de alta resistencia diluye los consumibles de soldadura comunes, pero la composición de la soldadura resultante sigue estando muy por debajo de los estándares superausteníticos.

② Corrosión galvánica: La resistencia a la corrosión de la soldadura es mucho menor que la del metal base, lo que la convierte en el punto más débil de toda la estructura. En medios corrosivos, la soldadura actúa como un ánodo y se corroe rápidamente. Este fenómeno se conoce como corrosión de la soldadura.

③ Fallo de la unión: Todo el dispositivo o la estructura puede fallar prematuramente debido a la corrosión de la soldadura, incluso con el metal base intacto.

Por lo tanto, para garantizar la integridad y la vida útil de las uniones soldadas, es esencial utilizar un metal de aportación superaustenítico que coincida con las propiedades del metal base.

四. Aplicaciones:

Los metales de aportación superausteníticos se utilizan para equipos de soldadura que operan en entornos extremadamente corrosivos, como:

● Plantas de desalinización
● Sistemas de desulfuración de gases de combustión (FGD)
● Equipos químicos y petroquímicos (que manejan medios ácidos con iones cloruro)
● Plantas de blanqueo en la industria papelera
● Ingeniería offshore y construcción naval
● Equipos de alta pureza en las industrias farmacéutica y alimentaria

五. Ejemplos de grados comunes:

● Los metales de aportación utilizados para soldar 254 SMO (S31254) suelen cumplir con la norma AWS A5.14 ERNiCrMo-3.

● Los metales de aportación utilizados para soldar AL-6XN (N08367) suelen cumplir con la norma AWS A5.14 ERNiCrMo-10 o alambres de adaptación especializados.

● Tenga en cuenta que al seleccionar un metal de aportación, deben consultarse las recomendaciones de los fabricantes de metales base y consumibles de soldadura.

六. Resumen:

El metal de aportación superaustenítico es un material de soldadura de alta tecnología. Su altísimo contenido de molibdeno, cromo, níquel y nitrógeno garantiza una excelente resistencia a la corrosión por picaduras, la corrosión por grietas y la corrosión bajo tensión en entornos corrosivos agresivos, especialmente en aquellos con iones de cloruro. Es un material clave indispensable para la construcción de equipos de alta gama resistentes a la corrosión, y su correcta selección y uso están directamente relacionados con la seguridad y la vida útil de todo el equipo.