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Acero inoxidable SAE 304

Tubos de acero inoxidable 304.

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]

Composición química

Resistencia a la corrosión

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.

Propiedades mecánicas

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]^^

Aplicaciones

Recipientes Staybrite en una barra de ensaladas

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]

Contenido de carbono

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 ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Ficha técnica del acero inoxidable SAE 304 Archivado el 23 de julio de 2012 en Wayback Machine .
  2. ^ "Copia archivada". Archivado desde el original el 13 de agosto de 2016. Consultado el 20 de junio de 2016 .{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
  3. ^ "Calidades de acero inoxidable enumeradas en la norma internacional ISO 15510:2010 Designaciones comparativas de calidades con composición similar de otras normas importantes. (enumeradas por tipo de estructura de acero y por código intermedio creciente de 3 dígitos del nombre ISO)" (PDF) . Foro Internacional del Acero Inoxidable . Consultado el 10 de marzo de 2023 .
  4. ^ ab "Elementos de sujeción de acero inoxidable". Asociación Australiana de Desarrollo del Acero Inoxidable. Archivado desde el original el 29 de septiembre de 2007. Consultado el 13 de agosto de 2007 .
  5. ^ "X5CrNi18-10 | 1.4301 – más información". Procesamiento de materiales en Europa .
  6. ^ Propiedades del acero inoxidable AISI SAE 304 Archivado el 20 de agosto de 2020 en Wayback Machine .
  7. ^ MIL-HDBK-5J . Departamento de Defensa de los Estados Unidos. 31 de enero de 2003. pág. 2-222.
  8. ^ Wall, Mike (2020). «La nave espacial de SpaceX pronto estará hecha de un material diferente». space.com . Archivado desde el original el 5 de junio de 2020. Consultado el 30 de mayo de 2021 .
  9. ^ Greenwood, Matthew (22 de agosto de 2020). «El vehículo Starship de SpaceX supera su primer vuelo de prueba». engineering.com . Archivado desde el original el 9 de julio de 2021 . Consultado el 30 de mayo de 2021 .
  10. ^ Ali, Areeb (28 de octubre de 2020). "El vuelo de prueba del prototipo SN 8 de Starship de SpaceX es emoción garantizada". The Wire . Archivado desde el original el 2 de junio de 2021. Consultado el 30 de mayo de 2021 .
  11. ^ Offer, Dave (26 de mayo de 1968). "Lofty Gateway Arch Dedicated And Hailed by HHH in St. Louis" (PDF) . The Hartford Courant . pág. 12A. Archivado desde el original el 14 de septiembre de 2011. Consultado el 6 de enero de 2011 .
  12. ^ "El Arco Gateway, San Luis". 6 de julio de 2015.
  13. ^ admin (12/10/2021). «¿Qué significa corrosión intergranular?» . Consultado el 14/10/2021 .
  14. ^ "Cómo distinguir fácilmente las puntas 304, 304H y 304L". 1 de septiembre de 2017. Archivado desde el original el 11 de abril de 2018. Consultado el 11 de abril de 2018 .