El "acero inoxidable" es un tipo de acero que contiene menos de 2% de carbono y más de 2% de hierro, y que se hace más resistente mediante la adición de cromo, níquel, manganeso y silicio, titaniomolibdeno y otros elementos de aleación. El resultado es un acero resistente a la corrosión, es decir, que no se oxida.
"Acero" y "Hierro" son términos diferentes, y sus propiedades y características varían. Los términos "304", "304L", "316" y "316L" son diferentes. calidades de acero inoxidablecada una con propiedades y características únicas. Es importante comprender estas diferencias para determinar el grado más adecuado para una aplicación concreta.
Acero:
Un tipo de material que utiliza el hierro como elemento principal con contenido en carbono (menos de 2%) y otros elementos.
-GB/T 13304-91 Clasificación del acero
Hierro:
Elemento metálico de número atómico 26.
Los materiales de hierro tienen fuertes propiedades ferromagnéticas, excelente plasticidad y conductividad térmica.
Acero inoxidable:
Un tipo de acero con resistencia al aire, vapor, agua y otros medios débilmente corrosivos o propiedades del acero inoxidable.
Las calidades de acero más utilizadas son 304, 304L, 316 y 316L, que son aceros de la serie 300 de austenita.
En la producción de acero inoxidable se añaden distintas aleaciones, lo que da lugar a diferencias en sus características. Para diferenciarlas, se les da diferentes números de acero. La siguiente tabla de elementos de aleación es una referencia común para diferentes números de acero en acero inoxidable decorativo.
Composición química (fracción de masa, %)
| Grado de acero | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni |
| 304 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.03 | 18-20 | 8-10 |
| 301 | ≤0.15 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.03 | 16-18 | 6-8 |
| 202 | ≤0.15 | ≤1.00 | 7.5-10 | ≤0.05 | ≤0.03 | 17-19 | 4-6 |
| 201 | ≤0.15 | ≤1.00 | 5.5-7.5 | ≤0.05 | ≤0.03 | 16-18 | 3.5-5.5 |
Rendimiento introducción
El acero inoxidable 304 es un material muy utilizado tipo de acero que tiene buena resistencia a la corrosión, al calor, a bajas temperaturas y propiedades mecánicas. Es ideal para procesos de estampación y plegado, ya que no sufre endurecimiento por tratamiento térmico y sigue siendo amagnético. Puede utilizarse a temperaturas comprendidas entre -196°C y 800°C.
Gama aplicable
Acero inoxidable 304 se utiliza habitualmente en artículos domésticos como vajillas de clase I y II, armarios, fontanería interior, calentadores de agua, calderas y bañeras. También se utiliza en piezas de automoción, como limpiaparabrisas y silenciadores, y en dispositivos médicos, materiales de construcción, industria química, industria alimentaria, agricultura y componentes navales.
Rendimiento introducción
Como acero de bajo contenido en carbono, el 304L tiene una resistencia a la corrosión similar a la del 304 en su estado general. Sin embargo, después de la soldadura o la eliminación de tensiones, presenta una excelente resistencia a la corrosión de los límites de grano. También puede mantener una buena resistencia a la corrosión sin tratamiento térmico en una gama de temperaturas de 196°C a 800°C.
Gama aplicable
El 304L se utiliza comúnmente en equipos exteriores de las industrias química, del carbón y del petróleo que requieren una alta resistencia a la corrosión de los límites de grano, así como en piezas resistentes al calor de materiales de construcción y componentes que suponen un reto para el tratamiento térmico.
Rendimiento introducción
Gracias a la adición de molibdeno, el acero inoxidable 316 tiene una excelente resistencia a la corrosión, a la corrosión atmosférica y a las altas temperaturas, lo que lo hace adecuado para su uso en condiciones duras. Sus propiedades de endurecimiento por deformación también son excelentes (no es magnético).
Gama aplicable
Equipos marinos, químicos, tintes, papel, ácido oxálico, fertilizantes y otros equipos de producción; cámaras, industria alimentaria, instalaciones en zonas costeras, cuerdas, varillas de CD, pernos, tuercas.
Rendimiento introducción
Como serie con bajo contenido en carbono del acero inoxidable 316, tiene las mismas características que el 316, pero presenta una excelente resistencia a la corrosión en el límite del grano.
Gama aplicable
Productos con requisitos especiales de resistencia a la corrosión del límite de grano.
Enriquecido con Mo (2-3%), presenta una excepcional resistencia a las picaduras y a la corrosión, así como una excelente resistencia a la fluencia a altas temperaturas.
Características y aplicaciones prácticas:
| Diferencia | SUS316(L) |
| Características | -Excelente resistencia a la corrosión cristalina |
| Utilización | -Tuberías para calderas, estructuras marinas |
Composición química: (Unidad: wt%)
| Especificación | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Otros |
| SUS316 | ≤0.08 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 16.0～18.0 | 10.0～14.0 | Mo：2～3 |
| SUS316L | ≤0.03 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.045 | ≤0.030 | 16.0～18.0 | 12.0～15.0 | Mo：2～3 |
Propiedades mecánicas:
| Especificación | YS（Mpa） | TS（Mpa） | EL（%） | Hv |
| SUS316 | ≥205 | ≥520 | ≥40 | ≤200 |
| SUS316L | ≥175 | ≥480 | ≥40 | ≤200 |
Debido a la presencia de molibdeno, los aceros inoxidables 316 y 316L presentan una excelente resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas. Con su rendimiento superior en comparación con los aceros inoxidables 310 y 304, el acero inoxidable 316 se utiliza ampliamente en condiciones duras, incluyendo altas temperaturas y concentraciones de ácido sulfúrico entre 15% y 85%.
Además, su resistencia al ataque de los cloruros lo convierte en una elección popular para entornos marinos. Con un contenido máximo de carbono de 0,03, Acero inoxidable 316L es ideal para aplicaciones que no requieren recocido posterior a la soldadura y máxima resistencia a la corrosión.
Química composición del acero inoxidable 316L
Calidad: 00Cr17Ni14Mo2
| Nombre del material | Composición química (fracción másica %) | |||||||
| C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo | |
| 316L | ≤0.03 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.035 | ≤0.03 | 12.0-15.0 | 16.0-18.0 | 2.0-3.0 |
Química composición del acero inoxidable 304
Calidad: 0Cr18Ni9
| Nombre del material | Composición química (fracción másica %) | |||||||
| C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | N | |
| ≤ | ≤ | |||||||
| SUS304 | 0.07 | 0.75 | 2.00 | 0.035 | 0.030 | 8.0-11.0 | 18.0-20.0 | 0.10 |
1. Resistencia a la corrosión del 316L
El acero inoxidable 316L es un tipo que contiene molibdeno. Su resistencia a la corrosión supera la del acero inoxidable 304, lo que demuestra una gran resistencia durante la producción de pasta y papel. Además, el acero inoxidable 316 es resistente a las atmósferas marinas e industriales corrosivas.
En términos de resistencia al calor, el acero inoxidable 316L presenta una buena resistencia a la oxidación en uso intermitente por debajo de 1600 grados y en uso continuo por debajo de 1700 grados.
Para el rango de 800-1575 grados, es aconsejable no utilizar acero inoxidable 316L de forma continua; sin embargo, este acero muestra una notable resistencia al calor cuando se utiliza de forma continua fuera de este rango de temperatura.
La resistencia del acero inoxidable 316L a la precipitación de carburos es superior a la del acero inoxidable 316, adecuado para su uso en el intervalo de temperaturas mencionado.
Como versión con bajo contenido en carbono del acero 316, el 316L no sólo conserva las mismas características que el 316, sino que también ofrece una mayor resistencia a la corrosión intergranular.
Esto hace que el 316L sea especialmente adecuado para aplicaciones dentro de la gama de aceros 316 que requieren una resistencia especial a la corrosión intergranular.
2. Resistencia a la corrosión del 304
El acero inoxidable 304 presenta una excelente resistencia a la corrosión y una buena resistencia a la corrosión intergranular.
En el caso de los ácidos oxidantes, los experimentos han demostrado que el acero inoxidable 304 presenta una fuerte resistencia a la corrosión en soluciones de ácido nítrico con una concentración ≤65% inferior a la temperatura de ebullición.
También presenta una buena resistencia a la corrosión frente a soluciones alcalinas y la mayoría de los ácidos orgánicos e inorgánicos.
El acero inoxidable, un acero de alta aleación capaz de soportar la corrosión en el aire o en medios químicamente corrosivos, tiene una superficie atractiva y una buena resistencia a la corrosión.
Sin necesidad de tratamientos superficiales como el chapado, aprovecha la superficie inherente propiedades del acero inoxidable. Este versátil tipo de acero, comúnmente denominado acero inoxidable, se utiliza en numerosas aplicaciones.
El mecanismo de prevención de la oxidación en el acero inoxidable consiste en que elementos de aleación forman una densa película de óxido, aislando el contacto con el oxígeno e impidiendo una mayor oxidación. Sin embargo, el acero inoxidable no es "inoxidable" en sentido absoluto.
La aparición de óxido en el material 304 puede deberse a varias razones:
(1) Presencia de iones cloruro en el medio ambiente.
Los iones cloruro están muy presentes, por ejemplo, en la sal de mesa, el sudor, el agua de mar, la brisa marina, el suelo, etc. El acero inoxidable se corroe rápidamente en un entorno con iones cloruro, a veces incluso más rápido que el acero común con bajo contenido en carbono.
Por lo tanto, hay que tener en cuenta el entorno en el que se utiliza el acero inoxidable, y es necesaria una limpieza periódica para eliminar el polvo y mantener la limpieza y la sequedad.
(2) Falta de tratamiento de la solución.
Si los elementos de aleación no se disuelven en la matriz, la estructura de base tiene un bajo contenido de aleación, lo que se traduce en una escasa resistencia a la corrosión.
(3) Este tipo de material, que carece de titanio y niobio, tiene una tendencia inherente a la corrosión intergranular.
La adición de titanio y niobio, junto con el tratamiento de estabilización, puede reducir la corrosión intergranular.
En la producción de pasta y papel, el acero inoxidable 316 tiene mejor resistencia a la corrosión que el Acero inoxidable 304. También es resistente a atmósferas marinas e industriales agresivas.
En general, hay poca diferencia en términos de resistencia química entre el acero inoxidable 304 y el 316, aunque existen diferencias en determinados medios específicos.
El acero inoxidable 304, al ser el primer acero inoxidable desarrollado, es más susceptible a la corrosión por picaduras (PC) en determinadas condiciones.
La adición de molibdeno 2-3% reduce esta sensibilidad, dando lugar a la creación del 316. Además, el molibdeno adicional también disminuye la corrosión de determinados ácidos orgánicos calientes.
El acero inoxidable 316 se ha convertido en el material estándar de la industria alimentaria y de bebidas. Sin embargo, debido a la escasez mundial de molibdeno y al mayor contenido de níquel del 316, es más caro que el acero inoxidable 304.
La corrosión por picaduras se produce principalmente por la deposición de corrosión en la superficie del acero inoxidable, resultante de la incapacidad de formar una capa protectora de óxido de cromo debido a la falta de oxígeno.
En la mayoría de los tipos de medios acuosos (agua destilada, agua potable, agua de río, agua de caldera, agua de mar, etc.), la resistencia a la corrosión del acero inoxidable 304 y 316 es casi la misma, a menos que el contenido de iones cloruro en el medio sea muy elevado, en cuyo caso el acero inoxidable 316 es más adecuado.
En la mayoría de los casos, el rendimiento de resistencia a la corrosión del acero inoxidable 304 y 316 no es significativamente diferente, pero en algunos casos, puede haber una gran diferencia, lo que requiere un análisis específico de cada caso.
Los usuarios de válvulas deben tener una idea clara de sus necesidades, ya que elegirán el material para su recipiente y tubería en función del medio. No se recomienda recomendar materiales a los usuarios.
Véase también:
El acero inoxidable 316 presenta una buena resistencia a la oxidación cuando se utiliza de forma intermitente por debajo de 1600°C y de forma continua por debajo de 1700°C.
Es mejor no utilizar el acero inoxidable 316 de forma continua dentro del intervalo de temperaturas de 800-1575°C, pero tiene una buena resistencia al calor cuando se utiliza de forma continua fuera de este intervalo.
Acero inoxidable 316L tiene mejor resistencia a la precipitación de carburos que el acero inoxidable 316 y puede utilizarse en rangos de temperatura más elevados.
El acero inoxidable 316 debe recocerse a temperaturas comprendidas entre 1850 y 2050.oC, luego recocer y enfriar rápidamente porque no puede endurecerse por sobrecalentamiento.
El acero inoxidable 316 tiene buenas propiedades de soldadura y puede soldarse con todas las soldaduras estándar. métodos de soldadura. Dependiendo de la aplicación, se puede utilizar para soldar una varilla de relleno o un electrodo de acero inoxidable 316Cb, 316L o 309Cb.
Para una resistencia óptima a la corrosión, la soldadura posterior recocido para la sección transversal soldada del acero inoxidable 316. Sin embargo, la soldadura posterior recocido no es necesario si se utiliza acero inoxidable 316L.
1. Soldabilidad de 316L
El acero inoxidable 316L es un acero inoxidable austenítico puro ultrabajo en carbono con buena soldabilidad y resistencia a la corrosión intergranular.
Sin embargo, debido a la baja conductividad térmica y al elevado coeficiente de dilatación lineal del acero inoxidable, durante el enfriamiento pueden formarse importantes tensiones de tracción en la unión soldada.
Esto, combinado con un elevado aporte de calor y velocidades de enfriamiento lentas, puede provocar agrietamiento por calor, agrietamiento por corrosión y deformación.
El acero inoxidable 316L puede soldarse utilizando todos los métodos estándar. Dependiendo de la aplicación, pueden utilizarse varillas de relleno o electrodos de acero inoxidable 316Cb, 316L o 309Cb para la soldadura.
Entre los métodos de soldadura más utilizados, MIG y Soldadura TIG tienen menores entradas de calor.
El flujo de gas argón no sólo protege el metal a alta temperatura, sino que también tiene un efecto refrigerante, mejorando la resistencia a la fisuración de la soldadura y reduciendo la deformación de la misma.
En el caso del acero inoxidable 316L, no es necesario un tratamiento de recocido posterior a la soldadura (los aceros inoxidables austeníticos no suelen someterse a un recocido de alivio de tensiones después de la soldadura). Las razones principales son:
1) El acero inoxidable austenítico tiene una excelente plasticidad y tenacidad, por lo que no es necesario restaurar sus propiedades mediante un recocido de alivio de tensiones posterior a la soldadura.
2) El intervalo de temperaturas de 450~850°C es la temperatura de sensibilización del acero inoxidable austenítico.
Un calentamiento prolongado en este intervalo puede degradar su resistencia a la corrosión. Si la soldadura contiene ferrita, también puede provocar fragilidad a 475 °C y fragilidad en fase sigma.
El tratamiento de recocido de alivio de tensiones después de la soldadura entra dentro de este rango de temperaturas (excepto los tratamientos de solución sólida y estabilización).
En casos especiales, es necesario un tratamiento de recocido de alivio de tensiones posterior a la soldadura:
1) Para estabilizar la geometría de las piezas del equipo, es necesario eliminar tensión residual de soldadura.
2) Si el equipo funciona en un entorno propenso a la corrosión bajo tensión, es necesario eliminar la tracción. tensión residual.
2. Soldabilidad del acero inoxidable 304
El acero inoxidable austenítico, representado por el acero 18%Cr-8%Ni o el acero inoxidable 304, no suele requerir tratamiento térmico previo o posterior a la soldadura. Presenta un buen comportamiento en soldadura.
Sin embargo, los aceros inoxidables de alta aleación con alto contenido en níquel y molibdeno tienden a agrietarse durante la soldadura.
Otros problemas son la fragilización en fase σ (compuesto intermetálico Fe-Cr), la fragilidad a baja temperatura inducida por la ferrita, la reducción de la resistencia a la corrosión y el agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Tras la soldadura, la unión suele presentar buenas propiedades mecánicas, pero los carburos de cromo en los límites de grano de la zona afectada por el calor pueden dar lugar a una capa pobre en cromo, propensa a la corrosión intergranular.
Para evitar estos problemas, utilice calidades con bajo contenido en carbono (C≤0,03%) o calidades con titanio o niobio añadido.
Para evitar el agrietamiento a alta temperatura del metal soldado, se suele considerar eficaz controlar la ferrita δ en la austenita, con una recomendación general de mantener al menos 5% de ferrita δ a temperatura ambiente.
En el caso de los aceros utilizados principalmente por su resistencia a la corrosión, opte por calidades con bajo contenido en carbono y estabilizadas, y aplique un tratamiento térmico postsoldadura adecuado.
Para el acero utilizado principalmente para la resistencia estructural, debe evitarse el tratamiento térmico posterior a la soldadura para evitar la deformación y la fragilización por carburos precipitados y la aparición de la fase δ.
| Tipo | UTS N/mm | Rendimiento N/mm | Elogación % | Dureza HRB | Número DIN comparable | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| forjado | fundición | |||||
| 304 | 600 | 210 | 60 | 80 | 1.4301 | 1.4308 |
| 304L | 530 | 200 | 50 | 70 | 1.4306 | 1.4552 |
| 316 | 560 | 210 | 60 | 78 | 1.4401 | 1.4408 |
| 316L | 530 | 200 | 50 | 75 | 1.4406 | 1.4581 |
En todo tipo de aceros, austenita tiene el límite elástico más bajo. Por lo tanto, en términos de propiedades mecánicas, la austenita no es el material más adecuado para su uso en vástagos de válvulas.
Esto se debe a que, para garantizar una resistencia específica, el diámetro del vástago debe ser mayor. El sitio límite elástico no puede aumentarse mediante tratamiento térmico, pero sí mediante conformado en frío.
Comparación de las propiedades mecánicas de los aceros inoxidables 316L y 304
| Grado | Resistencia a la tracción (Mpa) | Límite elástico (Mpa) | Tasa de elongación (%) |
| ≥ | |||
| 0Cr18Ni9(304) | 520 | 205 | 35 |
| 00Cr17Ni14Mo2(316L) | 480 | 175 | 35 |
1. La principal diferencia química entre el 316L y el 304 es que el 316L contiene molibdeno (Mo).
La adición de molibdeno al acero inoxidable austenítico aumenta su resistencia al calor y a la fluencia, mejorando su resistencia a las picaduras y a la corrosión intergranular.
El molibdeno puede pasivar la superficie del acero tanto en soluciones salinas reductoras como altamente oxidantes, mejorando la resistencia a la corrosión del acero y evitando las picaduras en soluciones de cloruro.
La inclusión de molibdeno mejora la resistencia a los ácidos reductores y a las picaduras, mientras que la reducción del contenido de carbono aumenta la resistencia a la corrosión intergranular y mejora la soldabilidad. La adición de molibdeno previene mejor las picaduras.
El 304 se clasifica como acero inoxidable de bajo contenido en carbono, mientras que el 316L es acero inoxidable de ultrabajo contenido en carbono.
Un menor contenido de carbono puede reducir la aparición de corrosión intergranular. Sin embargo, tanto el 304 como el 316L son sensibles a los iones cloruro.
La resistencia del 304 a los iones cloruro es significativamente menor que la del 316L, por lo que el 316L suele elegirse para entornos con alto contenido en cloruro.
2. La diferencia entre el 316L y el 304 es sustancial, principalmente en lo que se refiere a la corrosión intergranular.
El 304 es un acero inoxidable con bajo contenido en carbono, mientras que el 316L es un acero inoxidable con muy bajo contenido en carbono. Cuanto mayor es el contenido de carbono, más débil es la resistencia del acero a la corrosión intergranular. Por lo tanto, el 316L supera al 304 en resistencia a la corrosión intergranular.
3. El acero inoxidable 316L tiene un contenido máximo de carbono de 0,03, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren recocido posterior a la soldadura y máxima resistencia a la corrosión.
En términos generales, el 316L tiene mejor resistencia a la corrosión y a la corrosión intergranular que el 304. En términos de soldabilidad, debido a su bajo contenido en carbono y a otros factores combinados, el 316L supera al 304.
En cuanto a las propiedades mecánicas, la resistencia del 304 es superior a la del 316L. En cuanto a la capacidad de mecanizado, el 316L presenta una capacidad de corte superior.
Debido al uso generalizado de la austenita, se ha creado la falsa percepción de que todos los aceros inoxidables son amagnéticos.
Generalmente se entiende que la austenita es no magnética y los aceros forjados templados lo son efectivamente.
Sin embargo, el 304 que ha sufrido conformado en frío puede ser algo magnético. En cambio, la fundición austenítica 100% no es magnética.
La resistencia a la corrosión de la austenita procede de la capa protectora de óxido de cromo que se forma en la superficie del metal.
Si el material se calienta a temperaturas elevadas de 450°C a 900°C, la estructura del material cambia y se forma carburo de cromo a lo largo del borde del cristal, lo que impide la formación de una capa protectora de óxido de cromo en el borde del cristal y provoca una reducción de la resistencia a la corrosión.
Esta corrosión se denomina 'corrosión intergranular.’
Para combatir esta corrosión, los aceros inoxidables 304L y 316L se desarrollaron con un menor contenido de carbono, lo que significa que no hay carburo de cromo ni corrosión intergranular.
Cabe señalar que una mayor sensibilidad a corrosión intergranular no significa que los materiales sin bajo contenido en carbono sean más sensibles a la corrosión, y esta sensibilidad también es mayor en entornos con alto contenido en cloro.
Obsérvese que este fenómeno se debe a las altas temperaturas (450°C - 900°C), a menudo provocadas por la soldadura.
Para una válvula de mariposa convencional con asiento blando, no es necesario utilizar acero inoxidable con bajo contenido en carbono, ya que no soldamos el plato de la válvula, aunque la mayoría de las especificaciones exigen acero inoxidable 304L o 316L.
¿Por qué se sigue oxidando el acero inoxidable?
Cuando aparecen manchas marrones de óxido en la superficie de una tubería de acero inoxidable, puede resultar sorprendente, ya que muchas personas tienen la idea errónea de que el acero inoxidable no se oxida.
Sin embargo, el acero inoxidable puede corroerse en determinadas condiciones, ya que tiene la capacidad de resistir la oxidación atmosférica, pero también la de corroerse en medios que contengan ácido, álcali y sal.
La resistencia a la corrosión del acero inoxidable varía en función de su composición química, el estado de protección, las condiciones de uso y el tipo de medio ambiental.
Por ejemplo, los tubos de acero 304 tienen una excelente resistencia a la corrosión en un ambiente seco y limpio, pero pueden oxidarse rápidamente en una zona costera con aerosoles marinos que contengan grandes cantidades de sal.
En cambio, los tubos de acero 316 se comportan bien en estas condiciones. Es importante tener en cuenta que no todos los aceros inoxidables son resistentes a la corrosión y la oxidación en todos los entornos.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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