Acero inoxidable 304/304L

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Acero inoxidable 304/304L

La aleación 304/304L (UNS S30400/S30403) es el acero inoxidable austenítico de cromo-níquel "18-8" más utilizado. Es una aleación resistente a la corrosión rentable y versátil adecuada para una amplia gama de aplicaciones de uso general. Es común que el 304L tenga doble certificación como 304 y 304L. El bajo contenido de carbono en 304L, combinado con la adición de nitrógeno, le permite cumplir con las propiedades mecánicas del acero inoxidable 304. La aleación 304/304L exhibe resistencia a la corrosión atmosférica, así como ambientes moderadamente oxidantes y reductores. También tiene una excelente resistencia a la corrosión intergranular en estado soldado. Además, la aleación 304/304L mantiene una buena resistencia y tenacidad a temperaturas criogénicas. En estado recocido, la aleación 304 / 304L no es magnética. Sin embargo, puede volverse ligeramente magnético como resultado del trabajo en frío o la soldadura. Se puede soldar y procesar fácilmente utilizando prácticas estándar de fabricación en talleres.

 

Aplicaciones

  • Química y petroquímica
    Procesamiento: recipientes a presión, tanques, intercambiadores de calor, sistemas de tuberías, bridas, accesorios, válvulas y bombas
  • Procesamiento de alimentos y bebidas
  • Médico
  • Minería
  • Refinación de petróleo
  • Procesamiento farmacéutico
  • Generación de energía: nuclear
  • Pulpa y papel

Normas

ASTM........ Un 240
ASME........ SA 240
AMS.......... 5511/5513
QQ-S........ 766
 
 

Resistencia a la corrosión

El acero inoxidable de aleación 304 / 304L demuestra una buena resistencia a la corrosión atmosférica, así como resistencia a diversos productos químicos orgánicos e inorgánicos en ambientes moderadamente oxidantes a moderadamente reductores. El alto contenido de cromo en la aleación proporciona resistencia a las soluciones oxidantes, incluido el ácido nítrico hasta el 55% del peso a temperaturas de hasta 176 ° F (80 ° C).

La aleación también resiste ácidos orgánicos moderadamente agresivos como el ácido acético. La presencia de níquel en la aleación contribuye a su resistencia a soluciones moderadamente reductoras, como el ácido fosfórico puro, a cualquier concentración en soluciones frías, y hasta un 10% de soluciones calientes diluidas. También puede funcionar con éxito en soluciones cáusticas sin cloruros. Sin embargo, la aleación 304 / 304L no funciona bien en ambientes altamente reductores que contienen cloruros y ácido sulfúrico.

La aleación 304/304L funciona bien en servicio de agua dulce con bajos niveles de cloruro (menos de 100 ppm). Sin embargo, a niveles más altos de cloruro, el grado se vuelve susceptible a la corrosión por grietas y picaduras. En condiciones tan severas, se recomienda una aleación con un mayor contenido de molibdeno, como 316/316L. La aleación 304/304L no se recomienda para su uso en entornos marinos.

En la mayoría de los casos, la resistencia a la corrosión de las aleaciones 304, 304L y 304H será aproximadamente igual en varios entornos corrosivos. Sin embargo, en entornos que son lo suficientemente corrosivos como para causar corrosión intergranular de las soldaduras y las zonas afectadas por el calor, se debe usar la aleación 304L debido a su bajo contenido de carbono, que ayuda a mitigar dicha corrosión.

Temperatura más baja (°F) a la que la tasa de corrosión supera los 5mpy

CORROSIÓN
MEDIO AMBIENTE		 Tipo
304/304H		 Tipo
316L		 2205
(UNS S32205)		 2507
Ácido clorhídrico al 0,2% > hirviendo > hirviendo > hirviendo > hirviendo
Ácido clorhídrico al 1% 86p 86 185 > hirviendo
10% Ácido sulfúrico — 122 140 167
60% Ácido sulfúrico — <54 <59 <57
96% de ácido sulfúrico — 113 77 86
85% de ácido fosfórico 176 203 194 203
10% de ácido nítrico > hirviendo > hirviendo > hirviendo > hirviendo
65% de ácido niítico 212 212 221 230
80% Ácido acético 212p > hirviendo > hirviendo > hirviendo
50% de ácido fórmico ≤50 104 194 194
Hidróxido de sodio al 50% 185 194 194 230

83% Ácido fosfórico +
Ácido fluorhídrico al 2%

 113 149 122 140
60% Ácido Nítrico +
Ácido clorhídrico al 2%		 >140 >140 >140 >140
50% Ácido acético +
50% Anhídrido acético		 > hirviendo 248 212 230
1% Ácido clorhídrico +
Cloruro férrico al 0,3%		 68 págs. 77p 113 puntos de vista 203 puntos
10% Ácido sulfúrico +
2000ppm Cl- + N2		 — 77 95 122
10% Ácido sulfúrico +
2000ppm Cl- + SO2		 — <<59p <59 104
WPA1, alto contenido de Cl- <<50 ≤50 113 203
WPA2, alto contenido de F <<50 ≤50 140 167

ps = puede ocurrir picaduras
ps = puede producirse corrosión por picaduras/grietas

CL-F-H2SO4
WPAP2O5Fe2O3Al2O3SiO2CaOMgO
1 54 0.20 0.50 4.0 0.30 0.20 0.10 0.20 0.70
2 54 0.02 2.0 4.0 0.30 0.20 0.10 0.20 0.70

Análisis químico

% en peso (todos los valores son máximos a menos que se indique lo contrario)

Elemento 304 304H
Cromo 18,0 min.-20,0 máx. 18,0 min.-20,0 máx.
Níquel 8.0 min.-10.5 máx. 8.0 min.-10.5 máx.
Carbono 0.08 0,04 min-0,10 máx.
Manganeso 2.00 2.00
Fósforo 0.045 0.045
Azufre 0.030 0.030
Silicio 0.75 0.75
Nitrógeno 0.10 0.10
Hierro Equilibrar Equilibrar

Propiedades físicas

Densidad

0.285 lbs/in3
7,90 g/cm3

Calor específico

0.12 BTU/lb-°F (32 – 212 °F)
502 J/kg-°K (0 – 100°C)

Módulo de elasticidad

29.0 x 106
200 GPa

 

Conductividad térmica 212 ° F (100 ° C)

9.4 BTU/hr/ft2/ft/°F
16,3 W/m-°K

Rango de fusión

2550 – 2590 °F
1398 – 1421°C

Resistividad eléctrica

29,1 microhm-in a 68 °C
74 microhm-cm a 20 °C

Coeficiente medio de expansión térmica

temperatura
Rango de 
°F °C en/in °F cm/cm °C
68-212 20-100 9,2 x 10-6 16,6 x 10-6
68-932 20-500 10,0 x 10-6 18,0 x 10-6
68-1600 20-870 11,0 x 10-6 19,8 x 10-6

Propiedades mecánicas

  ASTM
  Típico* Tipo 304 Tipo 304H
0,2% de límite elástico compensado, ksi 42 30 minutos. 25 minutos.
Resistencia máxima a la tracción, ksi 87 75 minutos. 70 minutos.
Alargamiento en 2 pulgadas, % 58 40 minutos. 40 minutos.
Reducción de área, % 70 — —
Dureza, Rockwell B 82 92 máx. 92 máx.

Datos de fabricación

La aleación 304 / 304L se puede soldar y procesar fácilmente mediante prácticas de fabricación estándar en talleres.

Conformado en frío

La aleación es bastante dúctil y se forma fácilmente. Las operaciones de trabajo en frío aumentarán la resistencia y dureza de la aleación y podrían dejarla ligeramente magnética.

Conformado en caliente

Se recomiendan temperaturas de trabajo de 1652 a 2102 ° F (750 a 1150 ° C) para la mayoría de los procesos de trabajo en caliente. Para obtener la máxima resistencia a la corrosión, el material debe recocerse a 1900 ° F (1038 ° C) como mínimo y enfriarse con agua o enfriarse rápidamente por otros medios después del trabajo en caliente.

Mecanizado

La aleación 304 / 304L está sujeta a endurecimiento por trabajo durante la deformación y está sujeta a rotura de viruta. Los mejores resultados de mecanizado se logran con velocidades más lentas, avances más pesados, excelente lubricación, herramientas afiladas y equipos rígidos potentes.

OperaciónHerramientaLubricación CONDICIONES
      Profundidad-mm Profundidad de entrada Alimentación-mm/t Alimentación/t Velocidad-m/min Velocidad-ft/min
Torneado Acero de alta velocidad Aceite de corte 6 .23 0.5 .019 13-18 42.6-59
Torneado Acero de alta velocidad Aceite de corte 3 .11 0.4 .016 20-25 65.6-82
Torneado Acero de alta velocidad Aceite de corte 1 .04 0.2 .008 26-31 85.3-101.7
Torneado Carburo Aceite seco o de corte 6 .23 0.5 .019 75-85 246-278.9
Torneado Carburo Aceite seco o de corte 3 .11 0.4 .016 90-100 295.3-328.1
Torneado Carburo Aceite seco o de corte 1 .04 0.2 .008 110-120 360.8-393.7
      Profundidad de corte-mm Profundidad de corte Alimentación-mm/t Alimentación/t Velocidad-m/min Velocidad-ft/min
Cortante Acero de alta velocidad Aceite de corte 1.5 .06 0.03-0.05 .0012-.0020 18-23 59-75.5
Cortante Acero de alta velocidad Aceite de corte 3 .11 0.04-0.06 .0016-.0024 19-24 62.3-78.7
Cortante Acero de alta velocidad Aceite de corte 6 .23 0.05-0.07 .0020-.0027 20-25 65.6-82
      Broca ø mm Broca ø in Avance-mm/t Alimentación/t Velocidad-m/min Velocidad-ft/min
Perforación Acero de alta velocidad Aceite de corte 1.5 .06 0.02-0.03 .0007-.0012 10-14 32.8-45.9
Perforación Acero de alta velocidad Aceite de corte 3 .11 0.05-0.06 .0020-.0024 12-16 39.3-52.5
Perforación Acero de alta velocidad Aceite de corte 6 .23 0.08-0.09 .0031-.0035 12-16 39.3-52.5
Perforación Acero de alta velocidad Aceite de corte 12 .48 0.09-0.10 .0035-.0039 12-16 39.3-52.5
          Avance-mm/t Alimentación/t Velocidad-m/min Velocidad-ft/min
Perfilado de fresado Acero de alta velocidad Aceite de corte     0.05-0.10 .002-.004 12-22 39.4-72.2

Soldadura

La aleación 304 / 304L se puede soldar fácilmente mediante la mayoría de los procesos estándar. No es necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura.