Aceros para tubos de escape

El sistema de escape es uno de los componentes más solicitados del automóvil. Durante su funcionamiento, está expuesto simultáneamente a altas temperaturas, humedad y sustancias químicas agresivas. ¿Qué aceros son los más adecuados para los sistemas de escape desde un punto de vista práctico y económico?

Corrosión del sistema de escape

​Los sistemas de escape están expuestos a dos tipos de corrosión:

• ​Corrosión externa, causada por el agua salpicada desde la superficie de la carretera y, especialmente, por la sal utilizada en el salado de las vías.
• ​Corrosión interna, causada por la condensación que se forma a partir de los gases de escape en la parte fría del sistema de escape.

​Además, los sistemas de escape se sueldan, lo que puede exponer a los aceros inoxidables a la corrosión intergranular.

Sistema de escape de acero no aleado

​El acero no aleado tradicional es la opción más económica, pero también presenta la menor resistencia a la corrosión. Un sistema de escape de este tipo requiere su sustitución tras solo 18 meses, mientras que la vida útil prevista del motor y del tren motriz es de aproximadamente 10 años. Con los precios actuales del acero y del coste de la mano de obra, no es una solución económicamente viable.

Sistema de escape de acero aluminizado

​El acero no aleado se puede recubrir con una capa de aluminio. Este elemento es mucho más resistente a la corrosión; sin embargo, en la práctica, esto alarga la vida útil de dichos sistemas de escape solo hasta unos 30 meses. En esto influyen las difíciles condiciones de trabajo de los componentes del chasis del vehículo, especialmente del escape. Es una solución económicamente más rentable que el uso de acero convencional.

Sistema de escape de acero resistente a la corrosión

​La composición del acero 1.412 (conocido comúnmente como acero 409) es de aproximadamente un 0,02 % de C, 0,6 % Si, 0,3 % Mn, 11,4 % Cr y un 0,4 % de Ti. El cromo aumenta claramente la resistencia a la corrosión externa e interna, mientras que el titanio estabiliza y proporciona una microestructura ferrítica gracias a la cual el material es más fácil de conformar en frío, presenta mejor soldabilidad y está menos expuesto a la corrosión intergranular. La vida útil de los sistemas de escape fabricados con este acero es de 4 a 5 años, y su coste es solo 1,5 veces superior al del acero convencional sin recubrir, por lo que resulta una opción económicamente viable.

​Una alternativa es el acero 304 / 1.4301, que cuenta con un mayor contenido de Cr y la adición de níquel como elemento de aleación, pero carece de titanio.

Aceros para catalizadores

​Para los catalizadores se utilizan aceros que contienen entre un 11,5 y un 19 % de cromo, estabilizados con niobio, circonio y titanio en diversas configuraciones. El cromo proporciona resistencia a la corrosión, mientras que el niobio, el circonio y el titanio —elementos con una gran afinidad por el carbono— protegen contra la corrosión intergranular. El titanio y el circonio previenen la formación de alteraciones desfavorables durante la soldadura, y el niobio aumenta la resiliencia en la zona de influencia térmica y la resistencia a la fluencia. Ejemplos de aleaciones con estas características son el AISI 441 y el AISI 444.

Bibliografía

Marek Blicharski, Inżynieria materiałowa STAL, Wydawnictwo WNT, ISBN 978-83-01-18955-6, Warszawa 2017