Designaciones alternativas de AISI 304
| Estándar | ISO | ES | ESTRUENDO | AISI/SAE | UNS | JIS | GB (China) | BS | AFNOR |
| Designación | X5CrNi18-10 | 1.4301 | X5CrNi18-10 | 304 | S30400 | SUS304 | 0Cr18Ni9 (antiguo) / 06Cr19Ni10 (nuevo) | 304S15, 58E | Z6CN18.09 |
El acero inoxidable AISI 304 (0Cr18Ni9/1.4301/SUS304) es una aleación austenítica de cromo-níquel de la serie 18-8 con excelente resistencia a la corrosión en entornos oxidantes y buena conformabilidad/soldabilidad. Su estructura cúbica centrada en las caras permanece no magnética durante el recocido, pero puede volverse ligeramente magnética tras el trabajo en frío. Si bien es adecuado para aplicaciones de procesamiento de alimentos, arquitectura y medicina, presenta una resistencia a los cloruros limitada en comparación con el acero inoxidable 316. El material ofrece buenas propiedades mecánicas (resistencia a la tracción de 515 MPa, elongación 40%) y puede utilizarse desde temperaturas criogénicas hasta 425 °C a largo plazo. Problemas comunes como la corrosión intergranular pueden mitigarse utilizando acero 304L con bajo contenido de carbono o recocido en solución. Disponible en varios acabados superficiales (2B, BA, N.° 4), es el grado de acero inoxidable más utilizado a nivel mundial para usos generales.
Clasificación básica y estructura cristalina del acero AISI 304
- Tipo: Acero inoxidable austenítico (parte de la serie 18-8 – 18% Cr, 8% Ni).
- Estructura cristalina: Estructura cúbica centrada en la cara (FCC), que proporciona excelente tenacidad y ductilidad desde temperaturas bajas a altas.
- Microestructura: Después del recocido en solución, la estructura consta de una única fase austenítica y no es magnética (puede volverse ligeramente magnética después del trabajo en frío).
Composición química del AISI 304
| Elemento | Cromo (Cr) | Níquel (Ni) | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Hierro (Fe) |
| Rango % (Peso) | 18.0–20.0 | 8.0–10.5 | ≤0,08 | ≤2.0 | ≤1.0 | ≤0,045 | ≤0,03 | Balance |
Propiedades mecánicas del AISI 304
| Propiedad | Resistencia a la tracción | Límite elástico (0,2%) | Alargamiento | Dureza (Brinell) | Dureza (Rockwell) |
| Valor (estado recocido) | 515 MPa (mín.) | 205 MPa (mín.) | 40% (mín.) | 201 HB (máximo) | 92 HRB (máx.) |
Propiedades físicas del AISI 304
| Propiedad | Densidad | Punto de fusión | Conductividad térmica | Resistividad eléctrica | Permeabilidad magnética |
| Valor | 8,0 g/cm³ | 1400–1450 °C | 16,2 W/m·K (a 100 °C) | 0,72 μΩ·m | ~1.02 (no magnético) |
Aplicaciones y productos
- Industria alimentaria: Fregaderos de cocina, cubiertos, tanques de elaboración de cerveza.
- Arquitectura: Paneles decorativos, pasamanos, bridas, sujetadores.
- Médico: Instrumental quirúrgico, equipamiento hospitalario.
- Químico: Tanques de almacenamiento, tuberías (para productos químicos suaves).
- Automotor: Sistemas de escape, componentes de acabado.
- Familiar: Electrodomésticos (frigoríficos, lavavajillas).
Descripción general de las características del material AISI 304
Resistencia a la corrosión:
- Excelente en ambientes oxidantes (por ejemplo, atmósfera, agua dulce, ácido nítrico).
- Buena resistencia a los ácidos orgánicos (por ejemplo, ácido acético, ácido láctico) y medios alcalinos débiles.
- Limitación: Propensión a la corrosión por picaduras y corrosión bajo tensión (SCC) en entornos con cloruro (Cl⁻) (p. ej., agua de mar, niebla salina). En estos casos, se recomienda el acero inoxidable 316 con molibdeno.
Trabajabilidad:
- Trabajo en frío: Se puede formar mediante laminación en frío, estampación, embutición profunda, etc., pero tiene una alta tasa de endurecimiento por trabajo (puede requerirse un recocido intermedio).
- Trabajo en caliente: El rango de temperatura de conformado en caliente es de 900 a 1200 °C. Evite la exposición prolongada a 425–860 °C para prevenir la precipitación de carburo de cromo y la corrosión intergranular.
- Soldabilidad: Buena soldabilidad; se pueden utilizar métodos convencionales (TIG, MIG, soldadura por arco). No se requiere tratamiento térmico posterior a la soldadura, pero se debe controlar el aporte de calor para evitar la corrosión intergranular.
Tratamiento térmico:
- Recocido en solución: calentar a 1010–1120 °C seguido de enfriamiento rápido (temple con agua) para disolver los carburos de cromo y restaurar la resistencia a la corrosión.
- Recocido para aliviar tensiones: calentar a 300–450 °C para aliviar las tensiones de trabajo en frío (no afecta la resistencia a la corrosión).
Tratamiento y limpieza de superficies
- Acabado de la superficie: Los acabados comunes incluyen 2B (laminado en frío + recocido + decapado), BA (recocido brillante) y No.4 (cepillado), adecuados para diferentes requisitos decorativos o funcionales.
- Pasivación: Mejora la densidad de la capa superficial de óxido de cromo (Cr₂O₃) utilizando ácido nítrico o cítrico, mejorando la resistencia a la corrosión.
- Métodos de limpieza: Evite los limpiadores con cloro (p. ej., lejía). Se recomiendan detergentes neutros o toallitas con alcohol.
Adaptabilidad ambiental
Rendimiento a baja temperatura: Mantiene la tenacidad incluso a temperaturas de nitrógeno líquido (-196 °C), lo que lo hace adecuado para equipos criogénicos (por ejemplo, tanques de nitrógeno líquido).
Rendimiento a alta temperatura:
- Límite de uso a corto plazo: 870°C (ambiente oxidante).
- Límite de uso a largo plazo: 425 °C (temperaturas más altas pueden provocar sensibilización debido a la precipitación de carburo de cromo).
Comparación de AISI 304 con otros aceros inoxidables
| Propiedad | 304 (0Cr18Ni9) | 316 (0Cr17Ni12Mo2) | 430 (1Cr17) |
| Aleación primaria | Cr-Ni | Cr-Ni-Mo | Cr (ferrítico) |
| Resistencia al cloruro | Moderado | Excelente (gracias a Mo) | Pobre |
| Magnetismo | Generalmente ninguna (leve después del trabajo en frío) | Normalmente ninguno | Sí |
| Costo | Bajo | Más alto | Más bajo |
Problemas comunes y soluciones
Corrosión intergranular: Precipitación de carburo de cromo (Cr₂₃C₆) en los límites de grano después de la soldadura o la exposición a altas temperaturas, lo que da lugar a zonas con deficiencia de cromo.
- Solución: Utilice versiones con bajo contenido de carbono (304L, C ≤ 0,03%) o realice un recocido en solución.
Corrosión por picaduras: Perforación localizada en ambientes de cloruro.
- Solución: Cambiar a acero inoxidable 316 o mejorar la pasivación de la superficie.
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