201 vs 202 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Elegir entre los aceros inoxidables de grados 201 y 202 es una decisión recurrente de diseño y adquisición para ingenieros, planificadores de producción y gerentes de compras. Las compensaciones típicas incluyen el equilibrio entre costo y resistencia a la corrosión, conformabilidad y resistencia mecánica, y facilidad de fabricación y rendimiento a lo largo de su vida útil. Ambas aleaciones pertenecen a la serie 200 de aceros inoxidables austeníticos, desarrollados para reducir el contenido de níquel mediante la sustitución de manganeso y nitrógeno; se utilizan ampliamente en láminas, bobinas y componentes conformados para aplicaciones de consumo e industria ligera.

La principal diferencia técnica entre las aleaciones 201 y 202 radica en su composición: ambas emplean distintas combinaciones y cantidades de manganeso, níquel y cromo para estabilizar la estructura austenítica. Esta diferencia en la composición produce ligeras diferencias en las propiedades mecánicas, el endurecimiento por deformación y la resistencia a la corrosión; la aleación 202 suele ofrecer un comportamiento ligeramente superior frente a la corrosión y características de conformado y resistencia ligeramente diferentes en comparación con la aleación 201.

1. Normas y designaciones

• AISI / UNS: comúnmente referenciado como UNS S20100 (201) y UNS S20200 (202) en la literatura de la industria y las bases de datos de materiales.
• ASTM/ASME: Las calidades se utilizan bajo especificaciones generales de láminas y placas de acero inoxidable (por ejemplo, ASTM A240 abarca muchas aleaciones de acero inoxidable en forma de lámina o placa), pero las normas específicas de producto y las prácticas de suministro varían según el país y la fábrica. Los compradores deben confirmar la especificación de compra aplicable al formato del producto (lámina, bobina, fleje, alambre).
• EN / JIS / GB: Las normas europeas (EN), japonesas (JIS) y chinas (GB) no siempre enumeran designaciones directas uno a uno para 201/202; existen equivalentes disponibles comercialmente, pero deben verificarse según los requisitos químicos y mecánicos.
• Clasificación: tanto el 201 como el 202 son aceros inoxidables austeníticos (no magnéticos en estado totalmente recocido), no aceros al carbono, aceros para herramientas ni aceros de alta resistencia y baja aleación (HSLA). Pertenecen al subgrupo de aceros austeníticos con bajo contenido de níquel y estabilizados con manganeso y nitrógeno.

2. Composición química y estrategia de aleación

Tabla: Rangos de composición típicos (en % peso) para los productos comerciales 201 y 202. Estos son rangos representativos que se encuentran en las hojas de datos de fábricas comerciales para productos de lámina/bobina; los compradores deben utilizar los límites de composición exactos del informe de prueba de fábrica o de la especificación de compra.

Elemento	201 (rango comercial típico, % en peso)	202 (rango comercial típico, % en peso)
do	≤ 0,15	≤ 0,15
Minnesota	5,5 – 7,5	6,5 – 9,5
Si	≤ 1.0	≤ 1.0
PAG	≤ 0,06	≤ 0,06
S	≤ 0,03	≤ 0,03
Cr	16.0 – 18.0	17.0 – 19.0
Ni	3,5 – 5,5	4.0 – 6.0
norte	traza – 0,25 (controlada)	traza – 0,25 (controlada)

Notas: - La estrategia de la serie 200 reduce el níquel en relación con los grados de la serie 300 y lo compensa con un mayor contenido de manganeso y nitrógeno controlado para mantener la estabilidad de la austenita. - La aleación 202 se formula normalmente con un contenido ligeramente superior de cromo y níquel (y a menudo de manganeso) en comparación con la aleación 201. Esta combinación tiene como objetivo mejorar la resistencia general a la corrosión y la ductilidad en relación con algunas composiciones de la aleación 201, manteniendo al mismo tiempo una competitividad en costes con las aleaciones de la serie 300. - Resumen de los efectos de aleación: el cromo aumenta la oxidación general y la estabilidad de la película pasiva; el níquel estabiliza la austenita y mejora la resistencia a la corrosión y la tenacidad; el manganeso y el nitrógeno sustituyen parcialmente al níquel para mantener la fase austenítica y aumentar la resistencia a través de efectos de solución sólida e intersticiales.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• Microestructura (estado recocido): ambas calidades son totalmente austeníticas (cúbica centrada en las caras) en estado recocido. Pueden contener pequeñas cantidades de ferrita delta o carburos, dependiendo de la composición química y el proceso de solidificación, pero las composiciones comerciales están diseñadas para mantener una austenita estable a temperatura ambiente.
• Efectos del trabajo en frío y de la deformación: tanto el 201 como el 202 presentan un endurecimiento sustancial por deformación cuando se forman en frío; grandes grados de trabajo en frío pueden introducir martensita inducida por deformación en algunos lotes dependiendo de la composición y la temperatura de deformación.
• Tratamiento térmico:
• El recocido (recristalización) a temperaturas típicas de recocido del acero inoxidable (aproximadamente 1000–1100 °C) restaura la ductilidad y produce una microestructura austenítica libre de tensiones.
• El tratamiento con soluciones y el enfriamiento rápido se utilizan generalmente para disolver los precipitados y lograr una resistencia óptima a la corrosión.
• Los procesos de temple y revenido o los métodos de endurecimiento convencionales utilizados para los aceros ferríticos/templados no son aplicables; los aceros inoxidables austeníticos no se endurecen mediante transformaciones martensíticas de la misma manera que los aceros al carbono templados.
• El procesamiento termomecánico (laminación en frío + recocido) controla el tamaño del grano y la textura; ambas aleaciones responden bien a la laminación más recocido para producir láminas/bobinas con buena conformabilidad y calidad superficial.

4. Propiedades mecánicas

Tabla: Propiedades mecánicas típicas — identifique estos como valores típicos recocidos para láminas/bobinas comerciales (los valores varían según la forma del producto, el trabajo en frío y el proveedor).

Propiedad (recocida)	201 (típico)	202 (típico)
Resistencia a la tracción (MPa)	~480 – 620	~500 – 640
0,2% de prueba / rendimiento (MPa)	~205 – 310	~215 – 330
Alargamiento (A%)	~35 – 50	~30 – 45
Impacto Charpy (cualitativo)	Buena resistencia a temperatura ambiente	Buena resistencia a temperatura ambiente
Dureza (rangos HRB / HV)	Moderado (se endurece rápidamente con el trabajo)	Moderado (ligeramente superior en algunos lotes)

Interpretación: - Ambos grados muestran envolventes mecánicas similares en estado recocido; el 202 a menudo exhibe valores de tracción y límite elástico ligeramente superiores debido a su equilibrio de aleación (mayor Ni/Cr/Mn), mientras que la elongación puede ser ligeramente inferior dependiendo de la química y el procesamiento exactos. Ambos materiales experimentan un endurecimiento significativo durante el proceso de conformado; las propiedades finales de las piezas trabajadas en frío deben evaluarse teniendo en cuenta el nivel de trabajo en frío previsto. - La tenacidad al impacto a temperatura ambiente suele ser adecuada para aplicaciones estructurales y de consumo comunes; ninguno de los dos grados se elige para aplicaciones críticas de tenacidad a bajas temperaturas donde se requieren aleaciones especializadas.

5. Soldabilidad

La soldabilidad de los austeníticos con bajo contenido de níquel es generalmente buena, pero la aleación y el contenido de nitrógeno afectan la susceptibilidad al agrietamiento en caliente y el rendimiento mecánico/anticorrosivo posterior a la soldadura.

Índices relevantes: - El equivalente de carbono del IIW:
$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - El índice Pcm más detallado para la tendencia al agrietamiento en frío:
$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación cualitativa: - El bajo contenido de carbono (≤ 0,15 % en peso) reduce el riesgo de precipitación de carburos y ataque intergranular tras la soldadura. Esto resulta beneficioso para ambos grados. - Un mayor contenido de manganeso y nitrógeno puede aumentar la templabilidad y la tendencia al endurecimiento localizado cerca de las soldaduras; sin embargo, los aceros inoxidables austeníticos normalmente no requieren precalentamiento y son menos propensos al agrietamiento en frío inducido por hidrógeno que los aceros al carbono. - Uso de metales de aporte: los consumibles de soldadura seleccionados para igualar la resistencia a la corrosión (p. ej., aportes convencionales de acero inoxidable austenítico) preservan el rendimiento de la unión. Para entornos con alta corrosión, seleccione un aporte con un equilibrio de níquel/cromo al menos equivalente. - Puede ser necesario un decapado y pasivado posterior a la soldadura para restaurar la resistencia a la corrosión superficial en los conjuntos soldados.

6. Corrosión y protección de superficies

• Corrosión general: El acero 202 generalmente ofrece una resistencia a la corrosión general ligeramente superior a la del 201 debido a su contenido de cromo y níquel un poco mayor. Ambos presentan menor resistencia a la corrosión que los aceros de la serie 300 (por ejemplo, el 304) en ambientes clorados o agresivos.
• Corrosión localizada: no se recomienda la exposición prolongada a ambientes marinos o ricos en cloruros sin medidas de protección; la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas es limitada en comparación con los grados que contienen molibdeno.
• Cuándo utilizar los índices de corrosión: El PREN (Número Equivalente de Resistencia a la Picadura) es útil cuando el contenido de Mo y N es significativo:
  $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
  Para 201/202, el Mo suele estar ausente o ser insignificante, y el N se controla; PREN tiene una utilidad limitada porque estas aleaciones no están formuladas para la resistencia a la corrosión por picaduras.
• Protección de superficies para aplicaciones que no son de acero inoxidable (no relevante aquí): para componentes donde se requiere una mayor resistencia a la corrosión pero no se elige el acero inoxidable, la galvanización, la pintura o los recubrimientos protectores son las alternativas.
• Orientación práctica: Elija 202 en lugar de 201 cuando el servicio implique atmósferas ligeramente corrosivas o humectación ocasional; elija 304 o superior cuando se prevea una exposición persistente al cloruro o un servicio exterior a largo plazo.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Conformabilidad: ambas calidades presentan buena conformabilidad en estado recocido. La serie 200 se suele especificar para embutición profunda y bienes de consumo conformados. Las calidades 201 y 202 tienen un alto índice de endurecimiento por deformación; los diseñadores deben tener en cuenta la recuperación elástica y considerar recocidos intermedios para conformados severos.
• Maquinabilidad: los aceros inoxidables austeníticos suelen ser más difíciles de mecanizar que los aceros ferríticos o al carbono debido a su baja conductividad térmica y su alta endurecimiento por deformación. Los aceros 201 y 202 presentan una maquinabilidad similar; algunos lotes recocidos en fábrica pueden mecanizarse con mayor facilidad que las variantes con alto contenido de aleación. Utilice herramientas afiladas, configuraciones rígidas y velocidades de avance controladas.
• Acabado: tanto el pulido como el grabado deben ser adecuados; la selección del acabado superficial (acabado de fábrica, 2B, n.° 4) influye en el comportamiento frente a la corrosión y la estética. El electropulido y la pasivación mejoran la resistencia a la corrosión tras la fabricación.

8. Aplicaciones típicas

Tabla: Usos comunes para cada grado y por qué se seleccionaron.

201 — Usos típicos	202 — Usos típicos
Electrodomésticos interiores sensibles al costo (salpicaderos, molduras)	Electrodomésticos con necesidades de resistencia a la corrosión ligeramente superiores (fregaderos de cocina, paneles de utensilios de cocina)
Molduras decorativas y elementos arquitectónicos (interiores)	Molduras y herrajes interiores para automóviles
Utensilios de cocina en líneas de productos económicos	Elementos de fijación y herrajes conformados donde se requiere una resistencia o corrosión ligeramente superior
Conductos de climatización y conductos interiores	Componentes y conjuntos estructurales ligeros para exposición moderada al exterior (con precaución en el diseño).

Justificación de la selección: - Elija 201 para aplicaciones de corrosión no críticas, de gran volumen y orientadas a costos, en interiores, donde se necesita la máxima conformabilidad y no se requiere una resistencia a la corrosión a muy largo plazo. - Elija 202 cuando se requiera una resistencia a la corrosión ligeramente mejor, una resistencia ligeramente mayor o una especificación del proveedor concreta, pero cuando el coste más elevado en relación con 201 sea aceptable.

9. Costo y disponibilidad

• Costo: tanto el acero 201 como el 202 se posicionan como alternativas más económicas a los aceros austeníticos de la serie 300 debido a su menor contenido de níquel; el 201 suele ser la opción más económica. El 202 generalmente tiene un precio ligeramente superior al del 201 debido a su mayor contenido de níquel y cromo.
• Disponibilidad: Los formatos comunes de producto (chapa laminada en frío, bobina, fleje y algunos productos de alambre/sujetadores) están disponibles en todo el mundo. La disponibilidad de perfiles gruesos, placas o temple especial es más limitada que la de grados convencionales como el 304.
• Nota de adquisición: los precios del níquel en el mercado y la producción de las fábricas locales influyen en la diferencia de precio entre 201 y 202; considere el costo total de propiedad (fabricación, vida útil esperada, mantenimiento) en lugar del costo inicial del material solamente.

10. Resumen y recomendación

Tabla: comparación concisa (calificaciones cualitativas)

Característica	201	202
Soldabilidad	Buenas prácticas (austeníticas estándar)	Buenas prácticas (austeníticas estándar)
Resistencia-Tenacidad (recocido)	Resistencia moderada, alta ductilidad	Resistencia ligeramente superior, tenacidad comparable
Resistencia a la corrosión	Ideal para uso en interiores/con temperaturas suaves	Ligeramente mejor para entornos ligeramente corrosivos.
Formabilidad	Muy bueno (alta capacidad de endurecimiento por trabajo)	Muy bueno (comportamiento de recuperación elástica ligeramente diferente)
Costo	Más bajo	Un poco más alto

Recomendaciones: Elija la aleación 201 si necesita la opción austenítica más económica para componentes de gran volumen, para interiores o con poca exposición, donde la capacidad de embutición profunda/conformabilidad y el costo son factores clave. La aleación 201 es ideal para molduras decorativas, elementos arquitectónicos de interior y muchos bienes de consumo. Elija la aleación 202 si su aplicación requiere una ligera mejora en la resistencia a la corrosión y/o en la resistencia mecánica, sin superar el precio típico de la serie 300. Utilice la aleación 202 cuando la exposición sea intermitente, el servicio sea ligeramente corrosivo o cuando un producto específico requiera una composición de aleación 202.

Notas operativas finales: - Para cualquier componente crítico, confirme el informe de pruebas de fábrica del proveedor para obtener los resultados químicos y mecánicos y solicite los tratamientos de acabado superficial y pasivación adecuados para los conjuntos críticos a la corrosión. - Para soldadura y fabricación, siga las mejores prácticas para aceros inoxidables austeníticos: controle el aporte de calor, utilice metales de aporte compatibles y realice limpieza y pasivación posteriores a la fabricación cuando la estética o el rendimiento frente a la corrosión sean importantes.