430 vs 446 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

La elección entre los aceros inoxidables de grados 430 y 446 es una decisión común para ingenieros, gerentes de compras y planificadores de producción, quienes deben equilibrar la resistencia a la corrosión, la estabilidad a altas temperaturas, la facilidad de fabricación y el costo. Entre los contextos típicos de decisión se incluyen la selección del material para carcasas de electrodomésticos y molduras interiores (donde el costo y la conformabilidad son importantes) y la selección de aleaciones para sistemas de gases de combustión a alta temperatura, componentes de hornos o sistemas de escape (donde la resistencia a la oxidación y la resistencia a la formación de incrustaciones a largo plazo son cruciales).

La principal diferencia técnica radica en que tanto el 430 como el 446 son aceros inoxidables ferríticos, pero el 446 es una aleación ferrítica con alto contenido de cromo, diseñada para una resistencia superior a la oxidación y corrosión a altas temperaturas; el 430 es un grado ferrítico de uso general con menor contenido de cromo, optimizado para el costo, la conformabilidad y una resistencia a la corrosión moderada. Debido a que ambos son ferríticos (estructura cúbica centrada en el cuerpo), se comparan frecuentemente en trabajos de diseño donde confluyen la metalurgia ferrítica, la soldabilidad y las decisiones basadas en el costo.

1. Normas y designaciones

• 430: UNS S43000 — comúnmente especificado en las normas ASTM/ASME (p. ej., A240 para placas/láminas), EN (p. ej., 1.4016), JIS (SUS430) y GB. Clasificación: acero inoxidable ferrítico.
• 446: UNS S44600 — común en ASTM/ASME (p. ej., variantes A240 para ferríticos de alto cromo), EN (p. ej., 1.4762/1.4763 según la subcalidad), JIS (SUS446) y equivalentes GB. Clasificación: acero inoxidable ferrítico de alto cromo (ferrítico).

Ambos son aceros inoxidables (no aceros al carbono, para herramientas ni HSLA). Los números de designación y las composiciones exactas pueden variar según la norma regional y la subcalidad; consulte siempre la norma específica indicada en los planos o las órdenes de compra.

2. Composición química y estrategia de aleación

Tabla: Rangos de composición típicos (en % peso) — consulte la norma específica o el certificado de fábrica para conocer los límites exactos.

Elemento	430 (rango típico)	446 (rango típico)
do	≤ 0,12	≤ 0,20 (varía según las especificaciones)
Minnesota	≤ 1.0	≤ 1.0
Si	≤ 1.0	0,5–1,5
PAG	≤ 0,04	≤ 0,04
S	≤ 0,03	≤ 0,03
Cr	16.0–18.0	23.0–27.0
Ni	≤ 0,75	≤ 1.0
Mes	— (normalmente 0)	0–1,5 (algunas subcalidades)
V	—	—
Nótese bien	—	—
Ti	—	—
B	—	—
norte	rastro	rastro

Notas: Los valores son indicativos y dependen de la norma y la fábrica específicas. El acero inoxidable 430 es un acero inoxidable ferrítico con un contenido nominal de cromo de entre el 16 % y el 18 %, muy bajo en níquel y prácticamente sin adiciones de aleación de refuerzo. El acero inoxidable 446 es un acero inoxidable ferrítico con alto contenido de cromo; su elevado contenido de cromo (generalmente entre el 23 % y el 27 %) es la estrategia de aleación clave para maximizar la resistencia a la oxidación a altas temperaturas y reducir la formación de incrustaciones. Algunas especificaciones del acero 446 incluyen pequeñas cantidades de molibdeno o un mayor contenido de silicio para mejorar aún más la resistencia a la corrosión y la oxidación. Estrategia de aleación: el cromo favorece la formación de película pasiva y la adhesión a la capa de óxido a altas temperaturas. El silicio mejora la resistencia a la oxidación a altas temperaturas. Un bajo contenido de carbono mantiene la ferrita estable y mejora la ductilidad; un mayor contenido de carbono (siempre que se encuentre dentro de ciertos límites) puede aumentar la resistencia, pero podría comprometer la resistencia a la corrosión.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• Microestructura (en estado de fabricación, recocida): Ambos grados son ferríticos, con granos de ferrita predominantemente equiaxiales o bandeados y, en algunos productos trabajados en frío, morfología fibrosa. Ninguno de los dos grados se transforma en austenita a temperatura ambiente (a diferencia de los grados austeníticos) y ambos son prácticamente inaplicables mediante tratamiento térmico para aumentar su resistencia por endurecimiento por cambio de fase.
• Efecto de la aleación: el mayor contenido de Cr y posible Si del 446 mejora la formación y la estabilidad de la capa de óxido a alta temperatura; la química de los límites de grano puede influir en la resistencia a la incrustación y la carburización a temperaturas elevadas.
• Tratamiento térmico y procesamiento:
• El recocido (alivio de tensiones) se aplica comúnmente para restaurar la ductilidad y reducir las tensiones residuales. El recocido de solubilización típico para ferritas se realiza a temperaturas superiores a 900 °C, seguido de un enfriamiento controlado; las temperaturas exactas se ajustan a la norma aplicable.
• Los ciclos de normalización o temple y revenido no se suelen utilizar para aumentar la resistencia, como en los aceros al carbono; los aceros inoxidables ferríticos no se endurecen por transformación martensítica. El procesamiento termomecánico (laminación en frío + recocido) controla las propiedades mecánicas finales (límite elástico, resistencia a la tracción, ductilidad) mediante endurecimiento por deformación y recristalización.
• El control del tamaño de grano mediante laminación y recocido controlados es importante para la tenacidad y la resistencia a la fluencia a temperaturas moderadas. La microestructura con alto contenido de cromo del acero 446 está diseñada para lograr estabilidad frente a la formación de óxido, más que templabilidad.

4. Propiedades mecánicas

Tabla: Rangos típicos de propiedades mecánicas (recocido, temperatura ambiente). Los valores son indicativos; verificar con el informe de ensayo de fábrica.

Propiedad	430 (recocido, típico)	446 (recocido, típico)
Resistencia a la tracción (MPa)	400–600	450–650
Límite elástico (0,2% de deformación, MPa)	200–350	220–400
Alargamiento (en 50 mm, %)	20–40	15–35
Resistencia al impacto (Charpy, J)	Moderado; dúctil a temperatura ambiente; reducido a temperaturas bajo cero.	Generalmente inferior a 430 a baja temperatura; buena a temperatura ambiente dependiendo del producto.
Dureza (HB / HRB)	~120 HB (varía con el endurecimiento por deformación)	Es posible un valor ligeramente superior cuando se trabaja en frío.

Interpretación: - Resistencia: El grado 446 puede mostrar una resistencia ligeramente superior en algunas formas de producto debido a la química y el procesamiento, pero ninguno de los dos grados se utiliza principalmente para aplicaciones de alta resistencia; sus resistencias están dominadas por el nivel de trabajo en frío y la forma del producto. Tenacidad y ductilidad: El acero 430 tiende a ser más dúctil y conformable a temperatura ambiente, mientras que el 446 —con mayor contenido de Cr (y a veces de C o Si)— suele presentar una ductilidad algo reducida y una menor tenacidad al impacto, especialmente a bajas temperaturas. Ambos presentan un rendimiento inferior al de los aceros inoxidables austeníticos en cuanto a tenacidad al impacto criogénico. Estas propiedades mecánicas dependen en gran medida del proceso (lámina, placa o tubo) y deben confirmarse con los datos del proveedor.

5. Soldabilidad

La soldabilidad depende del equivalente de carbono, la aleación y la expansión térmica. Los aceros inoxidables ferríticos generalmente se sueldan fácilmente utilizando procesos comunes, pero tienen inconvenientes específicos (el crecimiento del grano y el control de la ferrita delta frágil no son relevantes aquí ya que ambos son ferríticos, pero la sensibilización y la formación de la fase sigma a temperaturas elevadas pueden ser problemáticas en servicio).

Índices útiles de soldabilidad (orientación cualitativa): - Fórmula de equivalencia de carbono de uso común: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Índice de soldadura relacionada con picaduras/corrosión: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación cualitativa: - 430: Su bajo contenido en carbono y aleación generalmente proporciona una buena soldabilidad con los métodos comunes de soldadura por fusión y resistencia. La resistencia a la corrosión posterior a la soldadura es aceptable para muchos entornos interiores y de servicio. La distorsión es baja debido a que su coeficiente de expansión térmica es menor que el de los aceros austeníticos. - 446: Un mayor contenido de cromo y, en ocasiones, de carbono o silicio, puede aumentar la susceptibilidad al crecimiento del grano y a la fragilización localizada en la zona afectada por el calor si no se siguen procedimientos adecuados. El precalentamiento rara vez es necesario, pero la selección del material de aporte y el control del calor son importantes para evitar aumentos de dureza localizada y cambios microestructurales. El acero 446 es menos tolerante a errores que el 430; se requiere mayor atención a la composición química del metal de aporte y a los tratamientos posteriores a la soldadura. - Planifique siempre las especificaciones del procedimiento de soldadura (WPS) y la selección del material de aporte con la información proporcionada por el proveedor; realice pruebas de soldadura para los conjuntos críticos.

6. Corrosión y protección de superficies

• Comportamiento del acero inoxidable:
• 430: Resistencia moderada a la corrosión en ambientes ligeramente corrosivos (atmosféricos, interiores y ligeramente ácidos). No apto para ambientes ricos en cloruros ni marinos. Ofrece buena resistencia a ambientes ligeramente oxidantes a temperatura ambiente.
• 446: Su alto contenido en cromo mejora notablemente la resistencia a la oxidación y la formación de incrustaciones a altas temperaturas; ofrece un mejor rendimiento que el acero 430 en gases de combustión, atmósferas de hornos y en ciertos entornos de sulfuración o carburación. Además, es más resistente a la corrosión por picaduras y por hendiduras a temperaturas elevadas.
• La resistencia a la corrosión por picaduras (PREN) se aplica normalmente a los aceros austeníticos/dúplex, pero puede consultarse en otros contextos. $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Interpretación: El PREN tiene una utilidad directa limitada para los grados ferríticos porque su comportamiento ante la corrosión por picaduras de cloruros es diferente; sin embargo, el mayor contenido de Cr (y cualquier Mo) en el 446 le dará una mayor resistencia efectiva a la corrosión por picaduras/oxidación que al 430.
• Protección superficial para aceros no inoxidables: no aplica en este caso, ya que ambos son inoxidables; sin embargo, para mejorar la estética o brindar mayor protección, ambos pueden pintarse, pasivarse o someterse a un pulido mecánico. Para entornos agresivos, considere recubrimientos o alternativas de aleación superior.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Formabilidad:
• 430: Buena conformabilidad en estado recocido; adecuado para embutición profunda, doblado y estampado comunes en aplicaciones de electrodomésticos y arquitectura.
• 446: Menos dúctil; la conformabilidad es menor, especialmente en secciones más gruesas. Los radios de curvatura y la compensación de las herramientas deben tener en cuenta el mayor endurecimiento por deformación y la recuperación elástica.
• Maquinabilidad:
• Ambos grados ferríticos se mecanizan razonablemente bien con las herramientas y velocidades adecuadas. El 430 se considera generalmente más fácil de mecanizar que el 446 debido a su menor contenido de cromo y a una formación de viruta más favorable.
• La tendencia del acero 446 a formar incrustaciones duras a temperaturas de corte elevadas y su mayor aleación pueden aumentar el desgaste de la herramienta; utilice herramientas de carburo y refrigerante adecuado.
• Acabado superficial: Ambos admiten pulido mecánico, esmerilado y cepillado. El acero 446 puede requerir un acabado más agresivo para eliminar la capa de óxido resistente cuando se forma en caliente.
• La planificación de la secuencia de soldadura y conformado es importante: el conformado antes del recocido final mejora la ductilidad y reduce el riesgo de agrietamiento para 446.

8. Aplicaciones típicas

Grado 430 – Usos típicos	Grado 446 – Usos típicos
Electrodomésticos (cocinas, campanas extractoras, paneles)	Piezas de hornos, revestimientos de cámaras de combustión
Molduras para automóviles, molduras interiores y molduras decorativas	Revestimientos de chimenea, conductos de gases de combustión, componentes de calderas
Paneles de climatización, molduras arquitectónicas interiores	Componentes de escape e intercambiadores de calor a temperatura elevada
Equipos para servicio de alimentos (no estériles, bajo contenido de cloruro)	Sistemas de calefacción industrial y de tratamiento de gases a alta temperatura
Láminas y tiras de uso general resistentes a la corrosión	Piezas expuestas a oxidación y sulfuración cíclicas a alta temperatura

Justificación de la selección: - Elija 430 cuando el costo, la conformabilidad y una resistencia aceptable a la corrosión ambiental sean prioridades y las temperaturas de servicio sean bajas a moderadas. - Elija el 446 cuando el servicio implique temperaturas altas continuas o cíclicas, atmósferas oxidantes agresivas o cuando se requiera resistencia a la formación de incrustaciones a largo plazo a pesar del mayor costo del material y la menor capacidad de conformado.

9. Costo y disponibilidad

• Coste: El acero inoxidable 430 es un acero inoxidable ferrítico de gran volumen y amplia producción, y suele ser una de las opciones más económicas. El acero inoxidable 446, con un contenido de cromo significativamente mayor y que a menudo requiere un procesamiento más especializado, tiene un precio superior por kilogramo/metro y resulta menos económico para piezas grandes sometidas a poca tensión.
• Disponibilidad: El acero 430 está ampliamente disponible en diversos formatos (lámina, placa, bobina, fleje, tubo). El acero 446 está disponible, pero en menos formatos y calibres; los plazos de entrega pueden ser más largos y es posible que se requieran cantidades mínimas de pedido o que los fabricantes especializados apliquen requisitos para formas de producto específicas.
• Nota de adquisición: para proyectos sensibles al presupuesto, confirme los costos totales del ciclo de vida: 446 puede reducir los costos de mantenimiento y reemplazo en aplicaciones de alta temperatura incluso si su costo inicial es mayor.

10. Resumen y recomendación

Tabla: Comparación rápida (cualitativa)

Atributo	430	446
Soldabilidad	Bueno — tolera bien los rellenos estándar	Justo — requiere un aporte de calor controlado y un relleno adecuado
equilibrio entre resistencia y tenacidad	Buena ductilidad; resistencia moderada	Posible resistencia ligeramente superior; menor ductilidad/tenacidad.
Resistencia a la oxidación a altas temperaturas	Moderado	Excelente
Formabilidad	Excelente	Regular a malo (depende del indicador)
Costo	Bajo (económico)	Mayor (prima debido a la aleación)
Disponibilidad (formatos estándar)	Muy bien	Moderado — especialidad

Recomendaciones: - Elija 430 si necesita un acero inoxidable ferrítico rentable y moldeable para interiores o condiciones de servicio moderadas donde la oxidación a alta temperatura no sea una preocupación principal (electrodomésticos, paneles de climatización, molduras decorativas, piezas generales de chapa metálica). - Elija 446 si la aplicación expone el material a temperaturas altas sostenidas o cíclicas, gases de combustión o atmósferas oxidantes/carburantes donde se requiere resistencia a la oxidación y a la formación de incrustaciones a largo plazo (componentes de hornos o calderas, revestimientos de chimeneas, piezas de escape y conductos de humos de alta temperatura), y puede aceptar un mayor costo del material y requisitos de fabricación más restrictivos.

Nota final: Tanto el 430 como el 446 son aceros inoxidables ferríticos; la elección correcta depende del equilibrio entre la temperatura de servicio, el entorno (exposición a oxidantes, halógenos y cloruros), la conformabilidad, los procedimientos de soldadura y el coste del ciclo de vida. Confirme siempre la composición y los datos mecánicos con los certificados de ensayo de fábrica y valide los procedimientos de soldadura y las pruebas de conformado para los componentes críticos.