Aço Inoxidável AISI 304 (UNS S30400, SS 304)
O aço inoxidável AISI 304 (UNS S30400) é o aço inoxidável mais amplamente utilizado, contendo 18-20% Cr e 8-10,5% Ni, e também conhecido como aço inoxidável 18-8. SS 304 não é magnético sob condições de recozimento, mas após trabalho a frio (como estampagem, alongamento, dobra, laminação), parte da estrutura de austenita pode ser convertida em martensita e, portanto, fracamente magnética. O tipo 304 possui boa resistência à corrosão e oxidação atmosférica. O alto teor de liga de níquel-cromo confere excelente resistência à corrosão e é amplamente utilizado na indústria alimentícia como aço inoxidável de qualidade alimentar padrão.
Existem diversas variantes de aço inoxidável grau 304, como versão com ultrabaixo carbono tipo 304L, versão contendo nitrogênio 304N, 304H com desempenho de fluência aprimorado e tipo 302 com maior teor de carbono. O segundo aço inoxidável grau 316 mais utilizado, em comparação com o AISI 304, reduziu o teor de cromo, aumentou o teor de níquel e adicionou 2-3% de molibdênio. A adição de molibdênio pode aumentar a resistência à corrosão por pites e frestas causada pelo cloreto. Portanto, o 316 SS é amplamente utilizado em aplicações marítimas.
Propriedades do aço inoxidável SS 304
As tabelas a seguir fornecem propriedades e especificações do aço inoxidável SS 304 (folha de dados), incluindo composição química, propriedades físicas e mecânicas, tratamento térmico, resistência à corrosão, usinabilidade e usinagem, soldagem, etc.
Composição Química
A composição química do aço inoxidável AISI 304 está listada na tabela a seguir.
Composição do aço inoxidável tipo 304,%
Padrão ASTM AISI (UNS) C, ≤ Si, ≤ Mn, ≤ P, ≤ S, ≤ Cr Não N, ≤ __AINDA_SEG_14__ ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 0,07 0,75 2h00 0,045 0,03 17,5-19,5 8,0-10,5 0,1 __AINDA_SEG_15__ ASTM A276/A276M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-11,0 – __AINDA_SEG_16__ ASTM 666; __AINDA_SEG_17__ SAE J405 0,08 0,75 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 0,1 __AINDA_SEG_18__ ASTM A313/A313M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 0,1 __AINDA_SEG_19__ ASTM A479/A479M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 – __AINDA_SEG_20__ ASTM A314; __AINDA_SEG_21__ ASTM A580/A580M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 0,1 __AINDA_SEG_22__ ASTM A473 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-11,0 0,1 __AINDA_SEG_23__ ASTM A959 0,07 1,00 2h00 0,045 0,03 17,5-19,5 8,0-11,0 –
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 0,07 0,75 2h00 0,045 0,03 17,5-19,5 8,0-10,5 0,1
ASTM A276/A276M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-11,0 –
ASTM 666;
SAE J405 0,08 0,75 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 0,1
ASTM A313/A313M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 0,1
ASTM A479/A479M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 –
ASTM A314;
ASTM A580/A580M 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-10,5 0,1
ASTM A473 0,08 1,00 2h00 0,045 0,03 18h00-20h00 8,0-11,0 0,1
ASTM A959 0,07 1,00 2h00 0,045 0,03 17,5-19,5 8,0-11,0 –
Notas:
ASTM A240/A240M: Placas, chapas e tiras de aço inoxidável de cromo e cromo-níquel para vasos de pressão e para aplicações gerais
ASTM A276/A276M: Barras e formas de aço inoxidável
ASTM A313/A313M: Fio de mola de aço inoxidável
ASTM A314: Tarugos e barras de aço inoxidável para forjamento
ASTM A473: Forjados de Aço Inoxidável
ASTM A479/A479M: Barras e formatos de aço inoxidável para uso em caldeiras e outros vasos de pressão
ASTM A580/A580M: Fio de aço inoxidável
ASTM 666: Chapa, tira, placa e barra plana de aço inoxidável austenítico recozido ou trabalhado a frio
ASTM A959: Guia Padrão para Especificação de Composições de Grau Padrão Harmonizado para Aços Inoxidáveis Forjados
SAE J405: Composição Química de Aços Inoxidáveis Forjados SAE
Propriedades Físicas
As propriedades físicas do aço inoxidável SS 304 estão listadas na tabela abaixo, como densidade, ponto de fusão, calor específico, resistividade elétrica, módulo de elasticidade (módulo de elasticidade), condutividade térmica e coeficiente de expansão 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
Propriedades físicas do aço inoxidável tipo 304
Densidade, g/cm3 (lb/pol3) 7,93 (0,286)
Ponto de fusão, °C (°F) 1400-1450 (2550-2650)
Capacidade de calor específico, J/kg·K (Btu/lb ·°F) 500 (0,12) a 20 °C (68 °F)
Resistividade elétrica, μΩ·m 0,72 a 20°C (68°F)
Condutividade,%, IACS 2,5
Permeabilidade magnética 1,02 (aproximado)
Módulo elástico (Módulo de elasticidade), GPa (10 6 psi) 193 (28)
Difusividade térmica, mm2/s (in2/s) 3,84 (0,006)
Condutividade 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 expansão 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)
Propriedades Mecânicas do Aço Inoxidável AISI 304
As propriedades mecânicas do aço inoxidável AISI 304 são fornecidas na folha de dados abaixo, incluindo resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento, redução de área, dureza Brinell e Rockwell, etc.
Os dados provêm de padrões ASTM profissionais, autorizados e confiáveis.
Propriedades Mecânicas do Aço Inoxidável ASTM A276 Tipo 304 __AINDA_SEG_61__ ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Condições __AINDA_SEG_62__ ASTM A276/A276M 304 (UNS S30400),
ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Condições
ASTM A276/A276M 304 (UNS S30400),
304LN (UNS S30453) 515 (75) 205 (30) 40 50 Recozido, acabado a quente __AINDA_SEG_64__ 620 (90) 310 (45) 30 40 Recozido, com acabamento a frio, diâmetro ≤ 1/2 pol. (12,7 mm) __AINDA_SEG_65__ 515 (75) 205 (30) 30 40 Recozido, com acabamento a frio, diâmetro > 1/2 pol. (12,7 mm)
620 (90) 310 (45) 30 40 Recozido, com acabamento a frio, diâmetro ≤ 1/2 pol. (12,7 mm)
515 (75) 205 (30) 30 40 Recozido, com acabamento a frio, diâmetro > 1/2 pol. (12,7 mm)
Propriedades mecânicas do aço ASTM A240 tipo 304
ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Dureza Brinell, HB, ≤ Dureza Rockwell, HRB, ≤ __AINDA_SEG_68__ ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 201 92
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 201 92
ASTM A666 Tipo 304 Propriedades Mecânicas
Padrão ASTM Tipo AISI (UNS) Condições Resistência à tração, MPa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao escoamento, MPa (ksi), ≥ Alongamento em 50 mm (2 pol.), %, ≥ Dureza Brinell (HB), ≤ Dureza Rockwell (HRB), ≤ __AINDA_SEG_71__ ASTM A666 304 (UNS S30400) Recozido 517 (75) 205 (30) 40 201 92
ASTM A666 304 (UNS S30400) Recozido 517 (75) 205 (30) 40 201 92
1/2 Difícil (Meio Difícil) 1035 (150) 760 (110) 6 (<0,015 pol.);
7 (≥ 0,015 pol.)
1/4 (um quarto de força) Difícil 862 (125) 517 (75) 10 (≤ 0,03 pol.);
12 (> 0,03 pol.)
1/8 Difícil 690 (100) 380 (55) 35
placa, tira, folha 1/16 Difícil 550 (80) 310 (45) 40
barra plana 304 620 (90) 310 (45) 40 (>0,030 pol.)
Requisitos de resistência à tração do fio de mola de aço inoxidável ASTM A313 tipo 304
Diâmetro (d), pol. Diâmetro (d), mm Teste de dobra, número mínimo de dobras 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 10h00<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 12h70 – 130-160 895-1105
Quando o fio é especificado em comprimentos endireitados e cortados, a resistência à tração mínima deve ser 90% dos valores listados na tabela.
ASTM A473 Tipo 304 Propriedades Mecânicas __AINDA_SEG_131__ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Seções Condições __AINDA_SEG_132__ ASTM A473/A473M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 50 ≤ 5 pol. (127 mm) Recozido __AINDA_SEG_133__ 485 (70)
ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Seções Condições
ASTM A473/A473M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 50 ≤ 5 pol. (127 mm) Recozido
485 (70)
5 pol. (127 mm) Recozido
ASTM A479 Tipo 304 Propriedades Mecânicas __AINDA_SEG_136__ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Condições __AINDA_SEG_137__ ASTM A479/A479M 304, 304H, 304LN 515 (75) 205 (30) 30 40 Recozido
ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Condições
ASTM A479/A479M 304, 304H, 304LN 515 (75) 205 (30) 30 40 Recozido
ASTM A580 Tipo 304 Propriedades Mecânicas __AINDA_SEG_139__ ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Condições __AINDA_SEG_140__ ASTM A580/A580M SS304 (UNS S30400) 620 (90) 310 (45) 30 40 Recozido, acabado a frio __AINDA_SEG_141__ 515 (75) 205 (30) 35 50 Recozido
ASTM AISI (UNS) Resistência à tração, Mpa (ksi), ≥ 0,2% de resistência ao rendimento, Mpa (ksi), ≥ Alongamento em 2 pol. (50 mm), %, ≥ Redução de Área, %, ≥ Condições
ASTM A580/A580M SS304 (UNS S30400) 620 (90) 310 (45) 30 40 Recozido, acabado a frio
515 (75) 205 (30) 35 50 Recozido
Resistência ao calor em aço inoxidável tipo 304
Temperatura máxima de serviço no ar
Tipo AISI Serviço intermitente Serviço contínuo __AINDA_SEG_145__ 304 870°C (1600°F) 925°C (1700°F)
304 870°C (1600°F) 925°C (1700°F)
Endurecimento
A austenita convencional, como o aço inoxidável AISI 304, não pode ser endurecida por tratamento térmico, pois não altera sua estrutura cristalina quando aquecida, portanto, só pode ser endurecida por trabalho a frio. O trabalho a frio transformará uma parte da austenita em martensita. À medida que a quantidade de martensita no aço aumenta, sua resistência aumenta e sua plasticidade diminui.
Resistência à corrosão
A razão pela qual o material SS 304 não enferruja é porque o Cr e o Fe nele contidos são oxidados para formar uma película passiva densa para evitar mais corrosão.
O aço inoxidável AISI 304 possui excelente resistência à corrosão em atmosfera amena e água doce, e até mesmo a superfície não enferruja. Mas não é resistente à corrosão por haleto (como cloreto, flúor, etc.), porque o haleto pode penetrar facilmente no filme passivo e fazer o aço inoxidável perder a resistência.
Soldagem de aço inoxidável grau AISI 304
O aço inoxidável tipo 304 possui excelente soldabilidade e não requer pré-aquecimento. Geralmente, o tratamento térmico pós-soldagem não é necessário, a menos que grandes seções transversais sejam soldadas, ou poderá ocorrer deterioração da solda.
Para evitar a deterioração da solda, consulte o alívio de tensão do tratamento térmico ou recomende o uso de aço inoxidável de ultrabaixo carbono, como 304L, ou aço inoxidável estabilizado 321, 347.