Propriedades do aço inoxidável 304: composição SS304, densidade, resistência ao escoamento, condutividade térmica, dureza, módulo de elasticidade

Aço inoxidável AISI 304 (UNS S30400)

Aço inoxidável AISI 304 (UNS S30400) é o material mais comumente usado em aços inoxidáveis ​​e geralmente é adquirido no estado recozido ou trabalhado a frio. Como o SS304 contém 18% de cromo (Cr) e 8% de níquel (Ni), ele também é conhecido como aço inoxidável 18/8. O tipo 304 tem boa processabilidade, soldabilidade, resistência à corrosão, resistência ao calor, resistência a baixas temperaturas e propriedades mecânicas, boa trabalhabilidade a quente, como estampagem e dobra, e nenhum endurecimento por tratamento térmico. SS 304 é amplamente utilizado no uso industrial, decoração de móveis, indústria alimentícia e médica, etc.

AISI 304L é a versão de baixo carbono do aço inoxidável 304, AISI 303 é um aço de usinagem livre, basicamente uma variante do SS304, que aumenta o teor de fósforo (P) e enxofre (S) e melhora a usinabilidade. AISI 316 é melhor que 304 em certas propriedades, resistência à corrosão e resistência ao calor, etc. Para obter mais informações, verifique aço inoxidável 304 vs 304L e aço inoxidável 304 vs 316.

Propriedades de aço inoxidável SS 304

A folha de dados e especificações a seguir mostram as propriedades do aço inoxidável SS 304, incluindo propriedades físicas e mecânicas.

Composição química

A composição do aço inoxidável tipo 304 é fornecida na tabela abaixo.

Folha de dados 1, composição de aço inoxidável AISI 304

Propriedades mecânicas de aço inoxidável SS304

Folha de dados-2, as tabelas abaixo listam as propriedades mecânicas do material SS304, incluindo resistência ao escoamento, resistência à tração, alongamento e dureza, etc.

Folha de dados 3, Propriedades do aço inoxidável ASTM 304 – Propriedades mecânicas

Os dados vêm de padrões ASTM profissionais, autorizados e confiáveis.

Propriedades físicas

Folha de dados 4, propriedades físicas do SS304

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

Propriedades magneticas

O aço inoxidável tipo 304 não é magnético, mas pode ser ligeiramente magnético após trabalho a frio.

Resistência ao calor

Temperatura máxima de serviço no ar

• Temperatura de serviço intermitente: 870 °C (1600 °F);
• Temperatura de serviço contínuo: 925 °C (1700 °F);

A sensibilização ocorre quando o aço inoxidável austenítico tipo 304 é aquecido entre 425 e 815 °C (800-1500 °F). Carbono e cromo se combinam para formar carboneto de cromo, que precipita na fronteira do cristal, de modo que o conteúdo de Cr próximo à fronteira do grão é bastante reduzido e se torna uma região empobrecida de Cr. Portanto, sua resistência à corrosão é reduzida.

Para prevenir a sensibilização, os seguintes métodos podem ser utilizados para o aço inoxidável AISI 304:

• Passando rapidamente a faixa de temperatura sensibilizada de 425-815 °C (800-1500 °F), portanto, o Cr não tem tempo suficiente para se combinar com o C e é impossível precipitar o carboneto de cromo.
• O aço inoxidável sensibilizado é reaquecido a uma temperatura de 1.040-1.065 °C (1.900-1.950 °F) suficiente para decompor o carboneto de cromo e, em seguida, resfriado rapidamente (têmpera com água, se possível) para diminuir a probabilidade de o carboneto de cromo precipitar.
• O uso de aços inoxidáveis ​​austeníticos de carbono ultrabaixo, como 304L e 316L, pode reduzir a formação de carboneto de cromo e reduzir a probabilidade de envelope pobre em cromo.

Tratamento térmico de aço inoxidável 304

A seguir está o tratamento térmico do aço inoxidável 304, como recozimento, forjamento, endurecimento, alívio de tensão, etc.

Recozimento (Recozimento de Solução)

A faixa de temperatura de recozimento do aço inoxidável tipo 304 é de 1010-1065 °C (1850-1950 °F), 1040 °C (1900 °F) é recomendado e depois resfriado rapidamente.

Antes do recozimento, a superfície deve ser cuidadosamente limpa, e para evitar a formação de uma camada de óxido durante o processo de recozimento, deve-se utilizar proteção a vácuo, hidrogênio ou gás inerte.

Temperatura de forjamento

A temperatura típica de forjamento do aço inoxidável tipo 304 é de 925-1260 °C (1700-2300 °F).

Endurecimento

O aço inoxidável AISI SAE ASTM 304 não pode ser endurecido por tratamento térmico, mas pode ser endurecido por trabalho a frio.

Temperatura de alívio de estresse

Quando a soldagem não é adequada para recozimento completo, a tensão residual do aço inoxidável grau SS 304 pode ser moderadamente reduzida abaixo de 450 °C (840 °F).

Trabalho a frio

O SS304 é adequado para operações de trabalho a frio, incluindo descabeçamento a frio, trefilação a frio, extrusão a frio e rebitagem a frio, mas é mais difícil do que o trabalho a frio de aço carbono.

Usinagem

O aço inoxidável tipo 304 é mais difícil de usinar do que o aço carbono e o aço de baixa liga devido à sua maior resistência e maior taxa de endurecimento por trabalho. Portanto, são necessárias mais potência e menor velocidade de processamento, resultando em menor vida útil da ferramenta e dificuldade na obtenção de uma superfície lisa.

Soldagem

SS 304 tem excelente desempenho de soldagem e não requer pré-aquecimento, mas requer composição de material de enchimento semelhante, mas alto teor de liga. Certifique-se de que a solda contenha 5-10% de ferrita durante a soldagem para evitar rachaduras na solda. Reduza o teor de carbono, como usar 304L, aço inoxidável estabilizado ou adicionar nióbio (Nb), para evitar corrosão da solda. O SS 304 pode exigir recozimento subsequente após soldagem ou tratamento térmico para obter resistência à corrosão, suavidade e ductilidade ideais. Porque o carboneto de cromo corrosivo intergranular é dissolvido durante o processo de recozimento.

Tratamento térmico pós-solda: 949-1149 °C (1740-2100 °F), se realizado, ou alívio de tensão abaixo de 649 °C (1200 °F) para evitar corrosão da solda.

Resistência à corrosão

A razão pela qual o aço inoxidável grau AISI 304 apresenta excelente resistência à corrosão na atmosfera é devido à formação de uma película de passivação de cromo em sua superfície. Mas quando o SS304 está em um ambiente quente de cloreto, a corrosão é ainda mais rápida do que o aço-carbono não ligado. Abaixo está a faixa de aplicação de aço inoxidável em meio de íon cloreto para referência.

Exemplos de ambiente de ferrugem do aço inoxidável ASTM 304: água do mar, vento marinho, sal, transpiração, etc.

Formulários

O aço inoxidável AISI 304 é amplamente utilizado na indústria química e de petróleo, máquinas metalúrgicas, indústria aeroespacial, equipamentos de processamento de alimentos, instrumentos, eletrodomésticos e indústrias de fabricação de hardware.

O material SS304 é transformado em muitos produtos intermediários, como chapas e placas de aço, tubos e canos de aço, barras e planos de aço, barras e fios, etc.

Produtos finais, como todos os tipos de utensílios de cozinha, talheres, dispositivos médicos, máquinas e peças, telas de arame, filtros, produtos arquitetônicos e decorativos, etc.

Grau equivalente a AISI 304

O material equivalente de aço inoxidável tipo 304 ASTM está listado na tabela abaixo, incluindo ISO, EN europeu (Alemanha DIN, BSi britânico, França NF…), JIS japonês e padrão chinês GB (para referência).

Notas:

1. DIN 17440 foi substituída pela DIN EN 10088-2.
2. O grau de aço inoxidável chinês 0Cr18Ni9 é uma designação antiga e foi substituída pelo novo nome 06Cr19Ni10.
3. ASTM A240/A240M – Especificação padrão para placas, folhas e tiras SS de cromo e cromo-níquel para vasos de pressão e para aplicações gerais.
4. ASTM A276/A276M – Especificação padrão para barras e formatos SS.
5. JIS G4304:2005 – Chapa de aço inoxidável laminada a quente, chapa de aço e tira de aço.
6. GB/T 1220: 2007 – Barras de aço inoxidável.
7. GB/T 3280: 2015 – Chapa de aço inoxidável laminada a frio, chapa de aço e tira de aço.