Acero Inoxidable 304
El acero inoxidable 304 (UNS S30400) es el acero inoxidable austenítico más versátil y de mayor consumo mundial, con una producción anual estimada de varios millones de toneladas. Su estructura austenítica estable, conseguida gracias a un balance de cromo (≈18 %) y níquel (≈8 %), le confiere una excelente conformabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión en una amplia variedad de ambientes. Es la opción predominante en la fabricación de piezas embutidas profundas —como fregaderos, baterías de cocina y menaje hueco— y en componentes arquitectónicos, industriales y de transporte. Las variantes 304L (bajo carbono, UNS S30403) y 304H (alto carbono, UNS S30409) permiten cubrir aplicaciones donde se requiere soldadura de secciones gruesas sin tratamiento posterior o servicio a alta temperatura, respectivamente.
Composición química
Sección titulada «Composición química»La tabla siguiente recoge la composición química típica especificada en la norma ASTM A240/A240M para el grado 304.
| Elemento | Composición (% en peso) |
|---|---|
| Carbono (C) | ≤ 0,08 |
| Manganeso (Mn) | ≤ 2,00 |
| Silicio (Si) | ≤ 0,75 |
| Fósforo (P) | ≤ 0,045 |
| Azufre (S) | ≤ 0,030 |
| Cromo (Cr) | 18,0 – 20,0 |
| Níquel (Ni) | 8,0 – 10,5 |
| Nitrógeno (N) | ≤ 0,10 |
Para el grado 304L el límite máximo de carbono es 0,030 % y el intervalo de níquel se amplía hasta 12,0 %. El grado 304H exige un carbono entre 0,04 y 0,10 % y un tamaño de grano ASTM N° 7 o más grueso.
Propiedades mecánicas por estado de tratamiento
Sección titulada «Propiedades mecánicas por estado de tratamiento»Los valores mínimos que se indican corresponden al estado recocido en producto plano (placa, chapa y bobina) según ASTM A240/A240M.
| Propiedad (recocido) | 304 | 304L | 304H | Unidades SI | Unidades Imperiales |
|---|---|---|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | 515 | 485 | 515 | MPa | 74,7 ksi |
| Límite elástico (0,2 % deform.) | 205 | 170 | 205 | MPa | 29,7 ksi |
| Alargamiento (en 50 mm) | 40 | 40 | 40 | % | — |
| Dureza Rockwell B (máx.) | 92 | 92 | 92 | — | — |
| Dureza Brinell (máx.) | 201 | 201 | 201 | — | — |
Las piezas muy deformadas en frío pueden alcanzar valores de resistencia a la tracción superiores a 1000 MPa, mientras que el alargamiento puede disminuir hasta el 5-10 %.
Propiedades físicas
Sección titulada «Propiedades físicas»Las siguientes propiedades se han medido en condiciones de recocido y temperatura ambiente, salvo indicación contraria.
| Propiedad | Valor | Unidades SI | Unidades Imperiales |
|---|---|---|---|
| Densidad | 8000 | kg/m³ | 0,289 lb/pulg³ |
| Módulo de elasticidad (E) | 193 | GPa | 28,0 × 10⁶ psi |
| Coeficiente de Poisson (ν) | 0,27 | — | — |
| Resistividad eléctrica | 720 | nΩ·m | — |
Propiedades térmicas
Sección titulada «Propiedades térmicas»| Propiedad | Valor | Unidades SI | Unidades Imperiales |
|---|---|---|---|
| Intervalo de fusión | 1400 – 1450 | °C | 2550 – 2650 °F |
| Calor específico (0‑100 °C) | 500 | J/(kg·K) | 0,12 Btu/(lb·°F) |
| Conductividad térmica a 100 °C | 16,2 | W/(m·K) | 9,36 Btu/(h·ft·°F) |
| Conductividad térmica a 500 °C | 21,5 | W/(m·K) | 12,4 Btu/(h·ft·°F) |
| Coeficiente de dilatación térmica medio (0‑100 °C) | 17,2 | µm/(m·°C) | 9,56 µpulg/(pulg·°F) |
| Coeficiente de dilatación térmica medio (0‑315 °C) | 17,8 | µm/(m·°C) | 9,89 µpulg/(pulg·°F) |
| Coeficiente de dilatación térmica medio (0‑538 °C) | 18,4 | µm/(m·°C) | 10,2 µpulg/(pulg·°F) |
Resistencia a la corrosión
Sección titulada «Resistencia a la corrosión»El acero 304 ofrece una resistencia excelente en la mayoría de las atmósferas naturales y en numerosos medios químicos diluidos. Es susceptible a la corrosión por picaduras y a la corrosión en resquicios cuando se expone a cloruros en caliente; por encima de unos 60 °C puede sufrir corrosión bajo tensión en ambientes con más de 150 mg/L de cloruros (el límite a temperatura ambiente se sitúa alrededor de 400 mg/L). También es muy sensible a los aniones tiosulfato generados por la oxidación de pirita, lo que puede provocar picaduras severas en contacto con arcillas sulfurosas. En aplicaciones que demandan mayor resistencia a los cloruros o a ácidos más agresivos se recomienda sustituirlo por el grado 316.
Aplicaciones por industria
Sección titulada «Aplicaciones por industria»| Sector | Aplicaciones típicas |
|---|---|
| Cocina y hostelería | Fregaderos, baterías de cocina, cuberterías (18/10), accesorios sanitarios |
| Arquitectura y construcción | Paneles decorativos, barandillas, marcos de puertas y ventanas, cerrajería |
| Automoción y transporte | Embellecedores, molduras, componentes de escape, tanques de combustible |
| Industria química y alimentaria | Depósitos, tuberías, intercambiadores de calor, recipientes a presión, cubas de fermentación |
| Aeroespacial y criogenia | Componentes estructurales, juntas, conductos para gases licuados |
| Electrodomésticos y bienes de consumo | Tambores de lavadora, cubas de lavavajillas, carcasas de pequeños electrodomésticos |
| Equipamiento médico | Instrumental quirúrgico general, mobiliario hospitalario |
Soldabilidad
Sección titulada «Soldabilidad»El 304 posee una soldabilidad excelente por todos los procedimientos convencionales (TIG, MIG, electrodo revestido, resistencia). En espesores finos (≤ 6 mm) no es necesario tratamiento térmico postsoldadura porque el riesgo de precipitación de carburos de cromo es bajo. Para secciones más gruesas o cuando las condiciones de servicio puedan provocar corrosión intergranular, se recurre al grado 304L, cuyo bajo contenido en carbono elimina la necesidad de recocido posterior. El grado 304H, empleado en calderería y componentes que trabajan a temperaturas elevadas, se suelda generalmente sin tratamientos posteriores siempre que se mantengan las temperaturas de diseño dentro de los límites admisibles.
Comparativa con materiales similares
Sección titulada «Comparativa con materiales similares»| Material | ¿Por qué se puede elegir en lugar del 304? |
|---|---|
| 301L | Mayor capacidad de endurecimiento por deformación; apropiado para piezas perfiladas por laminación o estiradas que requieren alta resistencia mecánica. |
| 304L | Mínima tendencia a la precipitación de carburos; recomendado en soldaduras de gran espesor sin recocido y en ambientes que pueden inducir corrosión intergranular. |
| 304H | Mejor resistencia mecánica y a la fluencia a alta temperatura; usado en calderería y componentes expuestos a más de 400 °C. |
| 316 | Resistencia a la corrosión por picaduras muy superior gracias a la adición de molibdeno (≈2,5 %); indicado en ambientes marinos y procesos químicos con cloruros. |
| 321 | Estabilizado con titanio; evita la corrosión intergranular en aplicaciones a temperaturas elevadas (500‑800 °C) sin necesidad de un bajo contenido en carbono. |
| 430 (ferrítico) | Acero magnético, sin níquel; costo inferior al 304 y buena resistencia a la corrosión en interiores; se usa en electrodomésticos y revestimientos cuando no se requiere gran conformabilidad. |
Equivalencias internacionales
Sección titulada «Equivalencias internacionales»| Grado | UNS | EN (Acero) | JIS (Japón) | BS (Reino Unido) | SS (Suecia) |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 | S30400 | 1.4301 (X5CrNi18‑10) | SUS 304 | 304S31 | 2332 |
| 304L | S30403 | 1.4306 (X2CrNi19‑11) | SUS 304L | 304S11 | 2352 |
| 304H | S30409 | 1.4948 (X6CrNi18‑11) | — | 304S51 | — |
Estas equivalencias son orientativas; para requisitos exactos deben consultarse las normas originales de cada país.
Preguntas frecuentes (FAQ)
Sección titulada «Preguntas frecuentes (FAQ)»¿Cuál es la resistencia a la tracción mínima del acero inoxidable 304 en estado recocido?
Sección titulada «¿Cuál es la resistencia a la tracción mínima del acero inoxidable 304 en estado recocido?»El valor mínimo según ASTM A240 es de 515 MPa (74,7 ksi), pudiendo alcanzar cifras mucho mayores tras deformación en frío.
¿Qué densidad tiene el acero 304 y cómo afecta al peso de un componente?
Sección titulada «¿Qué densidad tiene el acero 304 y cómo afecta al peso de un componente?»La densidad es de 8000 kg/m³ (0,289 lb/pulg³), lo que supone aproximadamente un 2 % más que la del acero al carbono; un metro cúbico de 304 pesa 8000 kg.
¿A qué temperatura funde el 304?
Sección titulada «¿A qué temperatura funde el 304?»El intervalo de fusión se encuentra entre 1400 y 1450 °C (2550‑2650 °F), típico de los aceros austeníticos con alto contenido de cromo y níquel.
¿Cuál es la conductividad térmica del 304 y cómo varía con la temperatura?
Sección titulada «¿Cuál es la conductividad térmica del 304 y cómo varía con la temperatura?»A 100 °C la conductividad es de 16,2 W/(m·K) (9,36 Btu/(h·ft·°F)), aumentando a 21,5 W/(m·K) (12,4 Btu/(h·ft·°F)) a 500 °C; estos valores son sensiblemente inferiores a los del acero al carbono.
¿Es magnético el acero inoxidable 304?
Sección titulada «¿Es magnético el acero inoxidable 304?»En estado recocido es prácticamente no magnético (permeabilidad magnética cercan a 1) debido a su estructura austenítica; tras un fuerte trabajo en frío puede adquirir un ligero magnetismo.
¿Qué contenido de cromo y níquel define al 304?
Sección titulada «¿Qué contenido de cromo y níquel define al 304?»El cromo se sitúa en el rango 18‑20 % y el níquel entre 8 y 10,5 %, dando lugar a la conocida denominación «18/8» o «18/10» en el ámbito comercial.
Fuentes consultadas
Sección titulada «Fuentes consultadas»- azom.com: https://www.azom.com/article.aspx?articleid=965
- engineeringtoolbox.com: https://www.engineeringtoolbox.com/stainless-steel-310-properties-d_2167.html
- steelnumber.com: https://www.steelnumber.com/en/equivalent_steel_iron_eu.php?zname_id=880