Propiedades del acero inoxidable 304: composición SS304, densidad, límite elástico, conductividad térmica, dureza, módulo de elasticidad

Acero inoxidable AISI 304 (UNS S30400)

El acero inoxidable AISI 304 (UNS S30400) es el material más utilizado en aceros inoxidables y generalmente se compra en estado recocido o trabajado en frío. Dado que SS304 contiene 18% de cromo (Cr) y 8% de níquel (Ni), también se lo conoce como acero inoxidable 18/8. El tipo 304 tiene buena procesabilidad, soldabilidad, resistencia a la corrosión, resistencia al calor, resistencia a bajas temperaturas y propiedades mecánicas, buena trabajabilidad en caliente, como estampado y doblado, y sin endurecimiento por tratamiento térmico. SS 304 se usa ampliamente en uso industrial, decoración de muebles, industria alimentaria y médica, etc.

AISI 304L es la versión baja en carbono del acero inoxidable 304, AISI 303 es un acero de libre mecanizado, básicamente una variante del SS304, que aumenta el contenido de fósforo (P) y azufre (S) y mejora la maquinabilidad. AISI 316 es mejor que 304 en ciertas propiedades, resistencia a la corrosión y resistencia al calor, etc. Para obtener más información, consulte Acero inoxidable 304 frente a 304L y Acero inoxidable 304 frente a 316.

Propiedades del acero inoxidable SS 304

La siguiente hoja de datos y especificaciones muestran las propiedades del acero inoxidable SS 304, incluidas las propiedades físicas y mecánicas.

Composición química

La composición del acero inoxidable tipo 304 se muestra en la siguiente tabla.

Ficha técnica 1, composición de acero inoxidable AISI 304

Propiedades mecánicas del acero inoxidable SS304

Hoja de datos-2, las tablas a continuación enumeran las propiedades mecánicas del material SS304, incluido el límite elástico, la resistencia a la tracción, el alargamiento y la dureza, etc.

Hoja de datos 3, Propiedades del acero inoxidable ASTM 304: propiedades mecánicas

Los datos provienen de estándares ASTM profesionales, autorizados y confiables.

Propiedades físicas

Ficha técnica 4, Propiedades físicas del SS304

• 1g/cm3 = 1kg/dm3 = 1000kg/m3;
• 1 μΩ·m = 1 Ω·mm²/m
• 1GPa = 1kN/mm2

propiedades magnéticas

El acero inoxidable tipo 304 no es magnético, pero puede ser ligeramente magnético después del trabajo en frío.

Resistencia al calor

Temperatura máxima de servicio en el aire.

• Temperatura de servicio intermitente: 870 °C (1600 °F);
• Temperatura de servicio continuo: 925 °C (1700 °F);

La sensibilización ocurre cuando el acero inoxidable austenítico tipo 304 se calienta entre 425 y 815 °C (800-1500 °F). El carbono y el cromo se combinan para formar carburo de cromo, que precipita en el límite del cristal, de modo que el contenido de Cr cerca del límite del grano se reduce considerablemente y se convierte en una región empobrecida en Cr. Por tanto, su resistencia a la corrosión se reduce.

Para evitar la sensibilización, se pueden utilizar los siguientes métodos para el acero inoxidable AISI 304:

• Pasando rápidamente el rango de temperatura sensibilizado de 425-815°C (800-1500°F), por lo tanto, el Cr no tiene tiempo suficiente para combinarse con el C y es imposible precipitar el carburo de cromo.
• El acero inoxidable sensibilizado se recalienta a una temperatura de 1040-1065°C (1900-1950°F) suficiente para descomponer el carburo de cromo y luego se enfría rápidamente (enfriamiento con agua si es posible) para disminuir la probabilidad de que precipite el carburo de cromo.
• El uso de aceros inoxidables austeníticos con contenido ultra bajo de carbono, como 304L y 316L, puede reducir la formación de carburo de cromo y reducir la probabilidad de una envoltura pobre en cromo.

Tratamiento térmico de acero inoxidable 304

A continuación se muestra el tratamiento térmico del acero inoxidable 304, como recocido, forjado, endurecimiento, alivio de tensiones, etc.

Recocido (recocido por solución)

El rango de temperatura de recocido del acero inoxidable tipo 304 es de 1010-1065 °C (1850-1950 °F), se recomienda 1040 °C (1900 °F) y luego se enfría rápidamente.

Antes del recocido, se debe limpiar cuidadosamente la superficie y, para evitar la formación de una capa de óxido durante el proceso de recocido, se debe utilizar protección al vacío, hidrógeno o gas inerte.

Temperatura de forjado

La temperatura de forjado típica del acero inoxidable tipo 304 es de 925 a 1260 °C (1700 a 2300 °F).

Endurecimiento

El acero inoxidable AISI SAE ASTM 304 no se puede endurecer mediante tratamiento térmico, pero se puede endurecer mediante trabajo en frío.

Temperatura de alivio del estrés

Cuando la soldadura no es adecuada para un recocido completo, la tensión residual del acero inoxidable de grado SS 304 se puede reducir moderadamente por debajo de 450 °C (840 °F).

Trabajo frio

SS304 es adecuado para operaciones de trabajo en frío, incluido el estampado en frío, el estirado en frío, la extrusión en frío y el remachado en frío, pero es más difícil que el trabajo en frío del acero al carbono.

Mecanizado

El acero inoxidable tipo 304 es más difícil de mecanizar que el acero al carbono y el acero de baja aleación debido a su mayor resistencia y mayor tasa de endurecimiento por trabajo. Por lo tanto, se requiere más potencia y una velocidad de procesamiento más lenta, lo que resulta en una vida útil más corta de la herramienta y dificultad para obtener una superficie lisa.

Soldadura

SS 304 tiene un excelente rendimiento de soldadura y no requiere precalentamiento, pero requiere una composición de material de relleno similar pero un alto contenido de aleación. Asegúrese de que la soldadura contenga entre un 5 y un 10 % de ferrita al soldar para evitar que se agriete. Reduzca el contenido de carbono, como usando 304L, acero inoxidable estabilizado o agregando niobio (Nb), para evitar la corrosión de la soldadura. SS 304 puede requerir un recocido posterior después de la soldadura o el tratamiento térmico para lograr una resistencia a la corrosión, suavidad y ductilidad óptimas. Porque el carburo de cromo corrosivo intergranular se disuelve durante el proceso de recocido.

Tratamiento térmico posterior a la soldadura: 949-1149 °C (1740-2100 °F), si se realiza, o alivio de tensión por debajo de 649 °C (1200 °F) para evitar la corrosión de la soldadura.

Resistencia a la corrosión

La razón por la que el acero inoxidable de grado AISI 304 exhibe una excelente resistencia a la corrosión atmosférica se debe a la formación de una película de pasivación de cromo en su superficie. Pero cuando el SS304 se encuentra en un ambiente de cloruro caliente, la corrosión es incluso más rápida que la del acero al carbono sin alear. A continuación se muestra el rango de aplicación del acero inoxidable en medio de iones de cloruro como referencia.

Ejemplos de entorno de oxidación del acero inoxidable ASTM 304: agua de mar, viento de mar, sal, transpiración, etc.

Formularios

El acero inoxidable AISI 304 se utiliza ampliamente en la industria química y petrolera, maquinaria metalúrgica, industria aeroespacial, equipos de procesamiento de alimentos, instrumentos, electrodomésticos y ferretería.

El material SS304 se procesa en muchos productos intermedios, como láminas y placas de acero, tubos y tuberías de acero, barras y planos de acero, varillas y alambres, etc.

Productos finales como todo tipo de utensilios de cocina, vajillas, dispositivos médicos, máquinas y piezas, mallas metálicas, filtros, productos arquitectónicos y decorativos, etc.

Titulación equivalente a AISI 304

El material equivalente del acero inoxidable ASTM tipo 304 se enumera en la siguiente tabla, incluidos ISO, EN europeo (DIN de Alemania, BSi británico, NF de Francia...), JIS japonés y el estándar chino GB (como referencia).

Los grados:

1. DIN 17440 ha sido sustituida por DIN EN 10088-2.
2. El grado de acero inoxidable chino 0Cr18Ni9 es una designación antigua y ha sido reemplazada por el nuevo nombre 06Cr19Ni10.
3. ASTM A240/A240M: especificación estándar para placas, láminas y tiras de acero inoxidable de cromo y cromo-níquel para recipientes a presión y aplicaciones generales.
4. ASTM A276/A276M: especificación estándar para barras y formas de acero inoxidable.
5. JIS G4304:2005 – Chapa, placa y fleje de acero inoxidable laminados en caliente.
6. GB/T 1220: 2007 – Barras de acero inoxidable.
7. GB/T 3280: 2015 – Chapas, placas y flejes de acero inoxidable laminados en frío.