El acero inoxidable SAE 304 es el acero inoxidable más común . Es una aleación de hierro , carbono , cromo y níquel . Es un acero inoxidable austenítico y, por lo tanto, no es magnético. Es menos conductor eléctrico y térmico que el acero al carbono . Tiene una mayor resistencia a la corrosión que el acero normal y se usa ampliamente debido a la facilidad con la que se le da varias formas. [1]
La composición fue desarrollada por WH Hatfield en Firth Brown en 1924 y se comercializó bajo el nombre comercial "Staybrite 18/8". [2]
SAE International lo especifica como parte de sus grados de acero SAE . También se lo conoce como: [3]
El acero inoxidable 304 tiene una excelente resistencia a una amplia gama de entornos atmosféricos y a muchos medios corrosivos. Está sujeto a corrosión por picaduras y grietas en entornos cálidos con cloruros y a corrosión bajo tensión por encima de aproximadamente 60 °C (140 °F). Se considera resistente a la corrosión por picaduras en agua con hasta aproximadamente 400 mg/L de cloruros a temperatura ambiente, reduciéndose a aproximadamente 150 mg/L a 60 °C.
El acero inoxidable 304 también es muy sensible a temperatura ambiente a los aniones tiosulfato liberados por la oxidación de la pirita (como ocurre en el drenaje ácido de minas ) y puede sufrir graves problemas de corrosión por picaduras cuando está en estrecho contacto con materiales arcillosos ricos en pirita o sulfuro expuestos a la oxidación. [ cita requerida ]
Para condiciones de corrosión más severas, cuando el acero inoxidable 304 es demasiado sensible a la corrosión por picaduras o grietas por cloruros o la corrosión general en aplicaciones ácidas, comúnmente se reemplaza por acero inoxidable 316. Los aceros inoxidables 304 y 302 están sujetos a fallas por fractura bajo tensión por cloruro cuando se utilizan en condiciones de agua salada tropical, como plataformas de petróleo o gas. El acero inoxidable 316 es la aleación preferida para estas condiciones.
El acero inoxidable 304 no se puede tratar con calor, sino que se puede reforzar mediante el trabajo en frío. Es más débil en el estado recocido y más fuerte en el estado completamente endurecido. La resistencia a la tracción varía de 210 a 1050 MPa (30 000 a 153 000 psi).
La densidad es de 7.900 kg/m3 ( 0,286 lb/cu in) y su módulo de elasticidad varía de 183 a 200 GPa (26,6 × 10 6 a 29,0 × 10 6 psi). [7]
El acero inoxidable 304 se utiliza para una variedad de aplicaciones domésticas e industriales, como equipos de manipulación y procesamiento de alimentos, tornillos, [4] piezas de maquinaria, utensilios y colectores de escape . El acero inoxidable 304 también se utiliza en el campo arquitectónico para acentos exteriores como elementos de agua y fuego. También es un material de bobina común para vaporizadores.
Las primeras naves espaciales de SpaceX utilizaron acero inoxidable SAE 301 en su construcción, [8] antes de pasar a SAE 304L para el tanque de prueba SN7 [ ancla rota ] [9] y la Starship SN8 en 2020. [10]
Se utilizó acero inoxidable 304 para revestir el Gateway Arch en St. Louis, Missouri. [11] [12]
Los aceros 304, 304H y 304L poseen el mismo contenido nominal de cromo y níquel y también poseen la misma resistencia a la corrosión, facilidad de fabricación y soldabilidad. La diferencia entre los aceros 304, 304H y 304L es el contenido de carbono, que es < 0,08, < 0,1 y < 0,035 % respectivamente (consulte también las designaciones UNS S30400, S30409 y S30403 respectivamente). El acero 304 tiene las variantes H=Alto y L=Bajo contenido de carbono.
El contenido de carbono de 304H (UNS S30409) está restringido a 0,04–0,10 %, lo que proporciona una resistencia óptima a altas temperaturas.
El contenido de carbono del acero inoxidable 304L (UNS 30403) está limitado a un máximo de 0,035 %, lo que evita la sensibilización durante la soldadura. La sensibilización es la formación de carburos de cromo a lo largo de los límites de grano cuando el acero inoxidable se expone a temperaturas en el rango aproximado de 480 a 820 °C (900 a 1500 °F). La formación posterior de carburo de cromo da como resultado una resistencia a la corrosión reducida a lo largo del límite de grano, lo que deja al acero inoxidable susceptible a una corrosión imprevista en un entorno en el que se esperaría que el acero inoxidable 304 fuera resistente a la corrosión. Este ataque corrosivo en el límite de grano se conoce como corrosión intergranular. [13]
El contenido de carbono del 304 (UNS 30400) está restringido a un máximo de 0,08 % y no es útil para aplicaciones corrosivas donde se requiere soldadura, como tanques y tuberías donde intervienen soluciones corrosivas, y se prefiere el 304L. Su falta de un contenido mínimo de carbono no es ideal para aplicaciones de alta temperatura donde se requiere una resistencia óptima, por lo que generalmente se prefiere el 304H. Por lo tanto, el 304 generalmente se limita a barras que se mecanizarán en componentes donde no se requiere soldadura o láminas delgadas que se forman en artículos como fregaderos de cocina o utensilios de cocina que tampoco están soldados.
El contenido de carbono tiene una fuerte influencia en la resistencia a temperatura ambiente y, por lo tanto, las propiedades de tracción mínimas especificadas del 304L son 34 MPa (5000 psi) más bajas que las del 304. Sin embargo, el nitrógeno también tiene una fuerte influencia en la resistencia a temperatura ambiente y una pequeña adición de nitrógeno produce 304L con la misma resistencia a la tracción que el 304. Por lo tanto, prácticamente todo el 304L se produce como 304/304L con doble certificación, lo que significa que cumple con el contenido mínimo de carbono del 304L y también cumple con la resistencia mínima a la tracción del 304. [14] [ cita completa requerida ]
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