También conocido como punto de licuefacción, el punto de fusión del acero inoxidable es la temperatura en la cual este tipo de metal cambia del estado sólido a líquido. Es decir; se trata del instante justo donde la materia se transforma gracias a que mantiene una temperatura constante. Dicho cambio no está ligado directamente a la cantidad de sustancia o tamaño del cuerpo, lo que la convierte en una propiedad física intensiva.
En la industria metalúrgica, es un proceso muy común donde los minerales y metales se funden para que tengan una forma específica previo a que se enfríen y recuperen su solidez. En ocasiones, los puntos de fusión de algunos materiales se alcanzan con valores negativos, esto es, que a partir de temperaturas bajo cero, una sustancia congelada regresará a su estado líquido inicial.
Tomando en cuenta lo anterior, se puede decir que el punto de fusión es un proceso químico que se lleva a cabo cuando un elemento es dispuesto a un incremento constante de temperatura, logrando que los átomos que la componen se muevan con mayor velocidad, choquen entre ellos, rompan su estructura rígida y puedan fluir.
Por qué es fundamental conocer el punto de fusión del acero inoxidable
Conocer el punto de fusión del acero inoxidable permite tomar decisiones críticas de manera correcta. Entre estas se encuentran la viabilidad de uno u otro proceso de unión, los parámetros de temperatura para el tratamiento térmico posterior a la soldadura y el grado de acero idóneo para un entorno de alta temperatura continua.
Diferencias en procesos de soldadura industrial, en obra o en taller
Cuando un operador configura los parámetros de un proceso de soldadura no siempre tiene presente que está trabajando con temperaturas que se acercan, o incluso superan, los rangos donde el comportamiento del material empieza a cambiar.
El punto de fusión del acero inoxidable 304, por ejemplo, se ubica entre 1,400 y 1,455 °C. Este rango parece lejano, hasta que se considera que una soldadura TIG mal ejecutada puede generar temperaturas locales que comprometen la microestructura del material en la zona de unión, incluso sin llegar a fundir la pieza completa.
El grado 316L, por otra parte, tiene un rango de fusión de 1,375–1,400 °C, ligeramente inferior al del 304. Esa diferencia de décimas no cambia el uso general del material, pero sí afecta los parámetros óptimos de soldadura y la selección del proceso correcto cuando ambos grados conviven en una misma instalación.
Especificar el procedimiento de soldadura del 304 para una pieza en 316L es un posible error no siempre visible en el resultado inmediato, pero que puede manifestarse como corrosión intergranular meses después de la puesta en operación.
¿Cómo se determina el punto de fusión del acero inoxidable?
Para determinar el punto de fusión del acero inoxidable se utiliza el principio de determinación que se basa en la alteración de la conducción de luz de un material, es decir, cuando un sólido cristalino alcanza un punto claro en su estado líquido, lo cual se constata en un laboratorio mediante una prueba capilar.
Dicha prueba consiste en disponer una pequeña muestra sólida en un tubo capilar de composición fina que permite el óptimo tránsito de luz y no interfiere en la transmisión de calor. Luego, el tubo se sitúa junto a un termómetro de precisión y a una fuente de calor continua que incrementa la temperatura un grado por minuto; una vez que el material se torna líquido y deja pasar la luz a través de él, quiere decir que ha alcanzado su punto de fusión.
¿Cuál es el punto de fusión del acero inoxidable?
El punto de fusión del acero inoxidable está registrado entre los 2 mil 550 y 2 mil 790 °F o los mil 400 y mil 530 °C dependiendo del tipo de aleación del que se trate. Esto quiere decir que cada grado AISI (American Iron & Steel Institute) de este material tiene un punto de fusión determinado por su composición química exacta.
A continuación te mostramos los distintos puntos de licuefacción de cada elemento que compone al acero inoxidable:
- Hierro puro 1,535 °C
- Cromo 1,890 °C
- Níquel 1,453 °C
¿El punto de fusión del acero inoxidable es el miso para todos los grados?
La lista que presentamos contiene algunos de los diferentes grados de acero inoxidable y las temperaturas a las que alcanzan su punto de fusión, dichos datos fueron tomados de la BSSA (British Stainless Steel Assosiation), estos grados los puedes encontrar en Inoxidables Victoria:
- T 304. 1400-1450 °C
- T 316. 1375-1400 °C
- T 430. 1425-1510 °C
- T 434. 1426-1510 °C
- T 420. 1450-1510 °C
- T 410. 1480-1530 °C
La razón por la cual el listado anterior presenta un rango de temperaturas y no un número exacto, se debe a que incluso dentro de una aleación específica del acero inoxidable, existe la posibilidad de que se presenten alteraciones en la estructura química que alteren el punto de fusión. Existen alrededor de 150 grados de acero inoxidable divididos en cinco familias, cada una de estas variaciones contiene un porcentaje exacto de hierro, níquel y cromo.
¿El punto de fusión del acero inoxidable y el punto de ebullición son iguales?
Contrario a lo que ocurre con el punto de fusión, el punto de ebullición es la temperatura a la cual un elemento pasa del estado líquido al gaseoso. Se produce cuando la presión de vapor de un líquido es igual a la presión atmosférica del gas fuera de él, por ende, a medida que cambia la presión exterior, también lo hace el punto de ebullición del líquido, generando una presión establecida que determina el punto de hervor normal del líquido.
¿En qué escala se mide el punto de fusión del acero?
La temperatura a la que un elemento alcanza su punto de fusión se registra comúnmente en la escala Celsius (°C), dicho temple se refiere a la cantidad de energía de un objeto y se trata de una medida relativa que se basa en puntos de referencia. Aunado a la escala en grados centígrados, como también se le conoce, existen otras dos que se utilizan de igual forma con este objetivo: la escala Fahrenheit (°F) y la escala Kelvin (K).
Cada una de estas tres escalas permite medir la temperatura de una manera ligeramente distinta, sin embargo, una medición de la temperatura en cualquiera de estas escalas, puede trocarse a otra usando esta tabla de conversión:
| Temperatura de partida | Hacia Fahrenheit | Hacia Celsius | Hacia Kelvin |
|---|---|---|---|
| °F | F | (°F – 32)/1.8 | (°F – 32)*5/9+273.15 |
| °C | (°C*1.8)+32 | C | °C+273.15 |
| K | (K-273.15)*9/5+32 | K-273.15 | K |
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