Acero inoxidable AISI 304 (UNS S30400, SS 304)
El acero inoxidable AISI 304 (UNS S30400) es el acero inoxidable más utilizado y contiene entre 18 y 20 % de Cr y entre 8 y 10,5 % de Ni, y también se conoce como acero inoxidable 18-8. SS 304 no es magnético en condiciones de recocido, pero después del trabajo en frío (como estampado, estiramiento, doblado, laminado), parte de la estructura de austenita puede convertirse en martensita y, por lo tanto, ser débilmente magnética. El tipo 304 tiene buena resistencia a la corrosión y oxidación atmosférica. El alto contenido de aleación de níquel-cromo le confiere una excelente resistencia a la corrosión y se utiliza ampliamente en la industria alimentaria como acero inoxidable estándar de calidad alimentaria.
Hay varias variantes de acero inoxidable de grado 304, como la versión con contenido de carbono ultrabajo tipo 304L, la versión que contiene nitrógeno 304N, el 304H con rendimiento de fluencia mejorado y el tipo 302 con mayor contenido de carbono. El segundo acero inoxidable de grado 316 más utilizado, en comparación con el AISI 304, redujo el contenido de cromo, aumentó el contenido de níquel y agregó entre un 2% y un 3% de molibdeno. La adición de molibdeno puede mejorar la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas causada por el cloruro. Por lo tanto, el acero inoxidable 316 se utiliza ampliamente en aplicaciones marinas.
Propiedades del acero inoxidable SS 304
Las siguientes tablas brindan las propiedades y especificaciones del acero inoxidable SS 304 (hoja de datos), incluida la composición química, las propiedades físicas y mecánicas, el tratamiento térmico, la resistencia a la corrosión, la maquinabilidad y el mecanizado, la soldadura, etc.
Composición química
La composición química del acero inoxidable AISI 304 se detalla en la siguiente tabla.
Composición de acero inoxidable tipo 304, %
Norma ASTM AISI (UNS) C, ≤ Sí, ≤ manganeso, ≤ P, ≤ S, ≤ cr Ni norte, ≤
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 0,07 0,75 2.00 0.045 0,03 17,5-19,5 8,0-10,5 0.1
ASTM A276/A276M 0,08 1.00 2.00 0,045 0,03 18,0-20,0 8.0-11.0 –
ASTM 666;
SAE J405 0,08 0,75 2.00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 0.1
ASTM A313/A313M 0,08 1.00 2.00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 0.1
ASTM A479/A479M 0,08 1.00 2.00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 –
ASTM A314;
ASTM A580/A580M 0,08 1.00 2.00 0.045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 0.1
ASTM A473 0,08 1.00 2.00 0,045 0,03 18,0-20,0 8.0-11.0 0.1
ASTM A959 0,07 1.00 2.00 0,045 0,03 17,5-19,5 8.0-11.0 –
Notas:
ASTM A240/A240M: Placas, láminas y tiras de acero inoxidable al cromo y cromo-níquel para recipientes a presión y aplicaciones generales
ASTM A276/A276M: Barras y formas de acero inoxidable
ASTM A313/A313M: Alambre para resortes de acero inoxidable
ASTM A314: Barras y palanquillas de acero inoxidable para forja
ASTM A473: Forjas de acero inoxidable
ASTM A479/A479M: Barras y formas de acero inoxidable para uso en calderas y otros recipientes a presión
ASTM A580/A580M: Alambre de acero inoxidable
ASTM 666: Hojas, tiras, placas y barras planas de acero inoxidable austenítico recocido o trabajado en frío
ASTM A959: Guía estándar para especificar composiciones de grado estándar armonizadas para aceros inoxidables forjados
SAE J405: Composición química de los aceros inoxidables forjados SAE
Propiedades físicas
Las propiedades físicas del acero inoxidable SS 304 se enumeran en la siguiente tabla, como densidad, punto de fusión, calor específico, resistividad eléctrica, módulo elástico (módulo de elasticidad), conductividad térmica y coeficiente de expansión térmica (CTE).
Notas:
10 -6 ·K -1 = 10 -6 /K
1 Ω·mm²/m = 1 μΩ·m
1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1000 kg/m3
1 GPa = 1 kN/mm2
1 MPa = 1 N/mm2
Propiedades físicas del acero inoxidable tipo 304
Densidad, g/cm3 (lb/in3) 7,93 (0,286)
Punto de fusión, °C (°F) 1400-1450 (2550-2650)
Capacidad calorífica específica, J/kg·K (Btu/lb ·°F) 500 (0,12) a 20 °C (68 °F)
Resistividad eléctrica, μΩ·m 0,72 a 20 °C (68 °F)
Conductividad, %, IACS 2.5
Permeabilidad magnética 1,02 (aproximado)
Módulo elástico (Módulo de elasticidad), GPa (10 6 psi) 193 (28)
Difusividad térmica, mm2/s (in2/s) 3,84 (0,006)
Conductividad térmica, W/m·K (Btu/ft·h·°F) 16,2 (9,4) a 100 °C (212 °F)
21,5 (12,4) a 500 °C (932 °F)
Coeficiente de expansión térmica (CTE), 10 -6 /K (μin./in·°F) 17,2 (9,6) a 0-100 °C (32-212 °F)
17,8 (9,9) a 0-315 °C (32-600 °F)
18,4 (10,2) a 0-538 °C (32-1000 °F)
Propiedades mecánicas del acero inoxidable AISI 304
Las propiedades mecánicas del acero inoxidable AISI 304 se proporcionan en la hoja de datos a continuación, incluida la resistencia a la tracción, el límite elástico, el alargamiento, la reducción del área, la dureza Brinell y Rockwell, etc.
Los datos provienen de normas ASTM profesionales, autorizadas y confiables.
Propiedades mecánicas del acero inoxidable ASTM A276 tipo 304
ASTM AISI (UNS) Resistencia a la tracción, Mpa (ksi), ≥ 0,2% límite elástico, Mpa (ksi), ≥ Alargamiento en 2 pulg. (50 mm), %, ≥ Reducción de área, %, ≥ Condiciones
ASTM A276/A276M 304 (UNS S30400),
304LN (UNS S30453) 515 (75) 205 (30) 40 50 Recocido, acabado en caliente
620 (90) 310 (45) 30 40 Recocido, acabado en frío, diámetro ≤ 1/2 pulg. (12,7 mm)
515 (75) 205 (30) 30 40 Recocido, acabado en frío, diámetro > 1/2 pulg. (12,7 mm)
Propiedades mecánicas del acero ASTM A240 tipo 304
ASTM AISI (UNS) Resistencia a la tracción, Mpa (ksi), ≥ 0,2% límite elástico, Mpa (ksi), ≥ Alargamiento en 2 pulg. (50 mm), %, ≥ Dureza Brinell, HB, ≤ Dureza Rockwell, HRB, ≤
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 201 92
ASTM A666 Tipo 304 Propiedades mecánicas
Norma ASTM Tipo AISI (UNS) Condiciones Resistencia a la tracción, MPa (ksi), ≥ 0,2% límite elástico, MPa (ksi), ≥ Alargamiento en 50 mm (2 pulg.), %, ≥ Dureza Brinell (HB), ≤ Dureza Rockwell (HRB), ≤
ASTM A666 304 (UNS S30400) recocido 517 (75) 205 (30) 40 201 92
1/2 Duro (Medio Duro) 1035 (150) 760 (110) 6 (<0,015 pulgadas);
7 (≥ 0,015 pulgadas)
1/4 (cuarto de dureza) Duro 862 (125) 517 (75) 10 (≤ 0,03 pulgadas);
12 (> 0,03 pulgadas)
1/8 Duro 690 (100) 380 (55) 35
placa, tira, hoja 1/16 Difícil 550 (80) 310 (45) 40
Barra plana 304 620 (90) 310 (45) 40 (>0,030 pulgadas)
Requisitos de resistencia a la tracción del alambre para resortes de acero inoxidable ASTM A313 tipo 304
Diámetro (d), pulg. Diámetro (d), mm Prueba de curvatura, número mínimo de curvaturas ksi MPa
≤0,009 ≤0,23 – 325-355 2240-2450
0,009<d≤0,010 0,23<d≤0,25 – 320-350 2205-2415
0,010<d≤0,011 0,25<d≤0,28 – 318-348 2190-2400
0,011<d≤0,012 0,28<d≤0,30 – 316-346 2180-2385
0,012<d≤0,013 0,30<d≤0,33 – 314-344 2165-2370
0,013<d≤0,014 0,33<d≤0,36 – 312-342 2150-2360
0,014<d≤0,015 0,36<d≤0,38 – 310-340 2135-2345
0,015<d≤0,016 0,38<d≤0,41 – 308-338 2125-2330
0,016<d≤0,017 0,41<d≤0,43 – 306-336 2110-2315
0,017<d≤0,018 0,43<d≤0,46 – 304-334 2095-2300
0,018<d≤0,020 0,46<d≤0,51 – 300-330 2070-2275
0,020<d≤0,022 0,51<d≤0,56 – 296-326 2040-2250
0,022<d≤0,024 0,56<d≤0,61 – 292-322 2015-2220
0,024<d≤0,026 0,61<d≤0,66 – 291-320 2005-2205
0,026<d≤0,028 0,66<d≤0,71 8 289-318 1995-2190
0,028<d≤0,031 0,71<d≤0,79 8 285-315 1965-2170
0,031<d≤0,034 0,79<d≤0,86 8 282-310 1945-2135
0,034<d≤0,037 0,86<d≤0,94 8 280-308 1930-2125
0,037<d≤0,041 0,94<d≤1,04 8 275-304 1895-2095
0,041<d≤0,045 1,04<d≤1,14 8 272-300 1875-2070
0,045<d≤0,050 1,14<d≤1,27 8 267-295 1840-2035
0,050<d≤0,054 1,27<d≤1,37 8 265-293 1825-2020
0,054<d≤0,058 1,37<d≤1,47 7 261-289 1800-1990
0,058<d≤0,063 1,47<d≤1,60 7 258-285 1780-1965
0,063<d≤0,070 1,60<d≤1,78 7 252-281 1735-1935
0,070<d≤0,075 1,78<d≤1,90 7 250-278 1725-1915
0,075<d≤0,080 1,90<d≤2,03 7 246-275 1695-1895
0,080<d≤0,087 2,03<d≤2,21 7 242-271 1670-1870
0,087<d≤0,095 2,21<d≤2,41 7 238-268 1640-1850
0,095<d≤0,105 2,41<d≤2,67 5 232-262 1600-1805
0,105<d≤0,115 2,67<d≤2,92 5 227-257 1565-1770
0,115<d≤0,125 2,92<d≤3,17 5 222-253 1530-1745
0,125<d≤0,135 3,17<d≤3,43 3 217-248 1495-1710
0,135<d≤0,148 3,43<d≤3,76 3 210-241 1450-1660
0,148<d≤0,162 3,76<d≤4,11 3 205-235 1415-1620
0,162<d≤0,177 4,11<d≤4,50 3 198-228 1365-1570
0,177<d≤0,192 4,50<d≤4,88 1 194-225 1335-1550
0,192<d≤0,207 4,88<d≤5,26 1 188-220 1295-1515
0,207<d≤0,225 5,26<d≤5,72 1 182-214 1255-1475
0,225<d≤0,250 5,72<d≤6,35 1 175-205 1205-1415
0,250<d≤0,278 6,35<d≤7,06 1 168-198 1160-1365
0,278<d≤0,306 7,06<d≤7,77 1 161-192 1110-1325
0,306<d≤0,331 7,77<d≤8,41 1 155186 1070-1280
0,331<d≤0,362 8,41<d≤9,19 1 150-180 1035-1240
0,362<d≤0,394 9,19<d≤10,00 1 145-175 1000-1205
0,394<d≤0,438 10,00<d≤11,12 1 140-170 965-1170
0,438<d≤0,500 11,12<d≤12,70 1 135-165 930-1140
0,500 12.70 – 130-160 895-1105
Cuando el alambre se especifica en longitudes enderezadas y cortadas, la resistencia mínima a la tracción deberá ser el 90 % de los valores enumerados en la tabla.
ASTM A473 Tipo 304 Propiedades mecánicas
ASTM AISI (UNS) Resistencia a la tracción, Mpa (ksi), ≥ 0,2% límite elástico, Mpa (ksi), ≥ Alargamiento en 2 pulg. (50 mm), %, ≥ Reducción de área, %, ≥ Secciones Condiciones
ASTM A473/A473M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 50 ≤ 5 pulg. (127 mm) recocido
485 (70)
5 pulg. (127 mm) recocido
ASTM A479 Tipo 304 Propiedades mecánicas
ASTM AISI (UNS) Resistencia a la tracción, Mpa (ksi), ≥ 0,2% límite elástico, Mpa (ksi), ≥ Alargamiento en 2 pulg. (50 mm), %, ≥ Reducción de área, %, ≥ Condiciones
ASTM A479/A479M 304, 304H, 304LN 515 (75) 205 (30) 30 40 recocido
ASTM A580 Tipo 304 Propiedades mecánicas
ASTM AISI (UNS) Resistencia a la tracción, Mpa (ksi), ≥ 0,2% límite elástico, Mpa (ksi), ≥ Alargamiento en 2 pulg. (50 mm), %, ≥ Reducción de área, %, ≥ Condiciones
ASTM A580/A580M SS 304 (UNS S30400) 620 (90) 310 (45) 30 40 Recocido, acabado en frío.
515 (75) 205 (30) 35 50 recocido
Resistencia al calor de acero inoxidable tipo 304
Temperatura máxima de servicio en el aire
Tipo AISI Servicio intermitente Servicio continuo
304 870°C (1600°F) 925°C (1700°F)
Endurecimiento
La austenita convencional, como el acero inoxidable AISI 304, no se puede endurecer mediante tratamiento térmico, porque no cambiará su estructura de red cristalina cuando se calienta, por lo que solo se puede endurecer mediante trabajo en frío. El trabajo en frío transformará una parte de austenita en martensita. A medida que aumenta la cantidad de martensita en el acero, aumenta su resistencia y disminuye su plasticidad.
Resistencia a la corrosión
La razón por la cual el material SS 304 no se oxida es porque el Cr y el Fe que contiene se oxidan para formar una película pasiva densa para evitar una mayor corrosión.
El acero inoxidable AISI 304 tiene una excelente resistencia a la corrosión en atmósferas templadas y agua dulce, e incluso la superficie no se oxida. Pero no es resistente a la corrosión por haluro (como cloruro, fluoruro, etc.), porque el haluro puede penetrar fácilmente la película pasiva y hacer que el acero inoxidable pierda resistencia.
Soldadura de Acero Inoxidable Grado AISI 304
El acero inoxidable tipo 304 tiene una excelente soldabilidad y no requiere precalentamiento. Generalmente, no se requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura, a menos que se suelden secciones transversales grandes o se pueda producir deterioro de la soldadura.
Para evitar el deterioro de la soldadura, consulte el tratamiento térmico para aliviar el estrés o recomiende el uso de acero inoxidable con muy bajo contenido de carbono, como 304L, o acero inoxidable estabilizado 321, 347.