Acero inoxidable 304 vs 316: guía para elegir el grado correcto

Muchas personas desconocen la complejidad de la comparación entre el acero inoxidable 304 vs 316 y cómo afecta a sus aplicaciones. Ambos son acero inoxidable austenítico y son populares por su excelente resistencia al calor, la abrasión y la corrosión, y por su valor estético.

Las similitudes entre los dos grados de acero inoxidable hacen que muchas personas piensen que tienen las mismas aplicaciones. Este artículo tiene como objetivo comparar el acero inoxidable 316 y 304 mostrando sus propiedades, aplicaciones, similitudes, diferencias y por qué todo esto importa antes de elegir el correcto para su proyecto.

¿Qué es el acero inoxidable 304?

El acero inoxidable 304 o 304 SS es un acero de grado austenítico que contiene 18% de cromo y 8% de níquel (de ahí el nombre 18/8) y otros elementos de aleación como carbono, fósforo, azufre, silicio y manganeso. Tiene buenas propiedades de resistencia a la corrosión y se considera el grado de acero inoxidable más versátil y común en la fabricación de chapa metálica.

Propiedades

El 304 SS tiene propiedades únicas que lo hacen adecuado para diferentes industrias. A continuación se presentan las importantes propiedades físicas y mecánicas del producto laminado plano del material (placa, lámina y bobina):

• Punto de fusión 1450℃
• Densidad: 8.00 g/cm^3
• Expansión térmica: 17.2 x10^-6/K
• Módulo de elasticidad: 193 GPa
• Conductividad térmica: 16.2 W/m.K
• Resistencia a la tracción: 500-700 Mpa
• Elongación A50 mm: 45 Mín %
• Dureza del acero inoxidable (Brinell): 215 Máx HB

Aplicaciones

El acero inoxidable 304 tiene alta conformabilidad y considerable resistencia a la corrosión. Por lo tanto, se utiliza en la fabricación de muchos productos en varias industrias. A continuación se presentan algunas de sus aplicaciones:

Industria alimentaria

La industria alimentaria utiliza el acero inoxidable 304 para fabricar freidoras y mesas de preparación de alimentos. Estos productos requieren un material asequible con resistencia a la corrosión, resistencia al calor y excelente valor estético.

Utensilios de cocina

El 304 SS es aplicable en la fabricación de utensilios de cocina y cubertería. Es un material perfecto debido a su conformabilidad, resistencia al calor y resistencia a la abrasión. Debido al aumento del deseo de equipos de cocina con estética, el acero inoxidable 304 se convirtió en un material importante ya que también es resistente a la abrasión.

Industria médica

La industria médica utiliza el 304 SS para fabricar bandejas y herramientas quirúrgicas. Aquí se valora su excelente conformabilidad y resistencia al calor (debido a la necesidad de esterilización por calor).

¿Qué es el acero inoxidable 316?

El acero inoxidable 316 o 316 SS es el segundo grado austenítico de acero inoxidable más popular, y se compone de hierro, 10-14% de níquel y 16-18% de cromo. La verdadera distinción en la comparación del acero inoxidable 316 vs 304 SS es la presencia de molibdeno (2-3%) junto con los otros elementos de aleación como carbono, manganeso y silicio.

Propiedades

Propiedades físicas

• Densidad: 8.00 g/cm3
• Punto de fusión: 1400°C
• Módulo de elasticidad: 193 GPa
• Resistividad eléctrica: 0.74 x 10-6 Ω.m
• Conductividad térmica: 16.3 W/m.K
• Expansión térmica: 15.9 x 10-6/K

Propiedades mecánicas

Las propiedades mecánicas dependen del tipo de acero inoxidable 316. Hay tres categorías: 316 Barra y Sección (hasta 160 mm de espesor), 316 Lámina (hasta 8 mm de espesor) y 316 Placa (8 – 75 mm de espesor). A continuación se presentan las propiedades mecánicas para cada categoría, respectivamente.

• Resistencia a la tracción (Mpa): 500-700, 530-680, 520-670
• Límite elástico convencional (MPa): 200, 240, 220
• Elongación A50 mm: 40 Mín %, 40 Mín %, 45 Mín %
• Dureza del acero inoxidable Brinell: 215 Máx HB, nulo, nulo

Aplicaciones

El acero inoxidable 316 tiene alta conformabilidad y muy alta resistencia a la corrosión. Debido a la presencia de molibdeno, es el material más común en la fabricación de piezas con aplicaciones marinas. A continuación se presentan algunas aplicaciones de este grado de acero inoxidable.

Industria naviera

El 316 SS es adecuado para fabricar piezas como calderas, barandillas de barcos y escaleras de barcos debido a su excepcional estabilidad en entornos que contienen cloruro o ácido sulfúrico. Además de la resistencia a la corrosión, es altamente soldable y conformable, lo que facilita la fabricación de productos.

Productos de manejo de agua

La resistencia al calor del 316 SS lo hace adecuado para fabricar productos de manejo de agua como calderas y calentadores de agua. La conformabilidad también juega un papel importante aquí ya que los productos tienen diseños complejos.

Equipos médicos y farmacéuticos

La industria médica utiliza el acero inoxidable 316 para equipos médicos debido a su conformabilidad y resistencia al calor (necesaria para la esterilización por calor). También es adecuado para equipos farmacéuticos ya que dichos equipos funcionan en diferentes condiciones ambientales y están sometidos a productos químicos.

Acero inoxidable 304 vs 316: diferencias

Para elegir eficazmente entre el 304 SS y el 316 SS, necesita conocer sus diferencias comparándolos. A continuación se presentan las diferencias clave entre ambos grados de SS.

1. Composición química

304 SS (porcentaje): Carbono (0.07), Silicio (1), manganeso (2), Fósforo (0.045), Azufre (0.015), Nitrógeno (0.10), Cromo (18), Níquel (8).

316 SS (porcentaje): Carbono (0.07), Silicio (1.00), manganeso (2.00), Fósforo (0.045), Azufre (0.015), Nitrógeno (0.10), Cromo (16), Níquel (10) y Molibdeno (2.00).

La principal diferencia entre el 304SS y el 316SS es la presencia de molibdeno y el porcentaje de cromo y níquel que ambos tienen. Estos, a su vez, son responsables de las diferentes propiedades de los grados de acero inoxidable.

2. Propiedades mecánicas

Ambos SS también difieren en propiedades mecánicas, incluyendo el límite elástico, la dureza del acero inoxidable y el módulo de elasticidad.

-Límite elástico

El límite elástico es la fuerza máxima que puede aplicar sobre un material antes de cambiar su forma permanentemente. Por lo tanto, la resistencia del metal siempre debe someterse a fuerzas por debajo del límite elástico. El SS 304 tiene un límite elástico de 215Mpa, mientras que el 316 SS es de 205MPa. Aunque pequeña, la diferencia es importante en el mecanizado de alta tolerancia.

-Dureza

Esta es la capacidad de un material para resistir la deformación, la penetración y la indentación. El material adecuado debe ser lo suficientemente duro para mejorar la durabilidad. También debe ser lo suficientemente duro para garantizar un proceso de fabricación adecuado.

La dureza del 316 SS es de 79 Rockwell B, mientras que la del 304 SS es de 70 Rockwell B. Por lo tanto, el acero inoxidable 316 es más adecuado para proyectos que requieren un material duro.

-Módulo de elasticidad

El módulo de elasticidad es la relación entre el esfuerzo y la deformación y cómo un metal responde a la deformación. El módulo de elasticidad del 316 SS es de 164 GPa, mientras que el del 304 SS es de 193-200 GPa. Por lo tanto, el SS 304 responde mejor a la deformación.

3. Resistencia a la corrosión

Generalmente, ambos grados de acero inoxidable son resistentes a la corrosión. Sin embargo, debido a la presencia de molibdeno en el 316 SS, es más resistente a la corrosión, especialmente en cloruros o ácidos sulfúricos. La resistencia a la corrosión del 316SS también significa que puede limpiarlos fácilmente sin preocuparse por el tipo de producto químico.

4. Resistencia al calor

La resistencia al calor es otro factor distintivo al comparar el acero inoxidable 304 vs 316. Según sus puntos de fusión, el 304 SS tiene un rango de fusión más alto que el 316 SS (en 50-100F).

Por un lado, el 304 SS puede manejar bien el calor. Sin embargo, el uso continuo a una temperatura entre 797-1580 °F puede conducir a la corrosión. Por otro lado, el 316 SS funciona bien a temperaturas superiores a 1550 ℉ e inferiores a 850°F.

5. Costo

El acero inoxidable 316 es más caro que el acero inoxidable 304 debido al mayor contenido de elementos y la adición de molibdeno. Además de eso, el aumento resultante en la resistencia a la corrosión lo hace aún más caro. En promedio, el acero inoxidable 316 es un 40% más caro que el 304 SS.

Acero inoxidable 304 vs 316: similitudes

Basándose en las propiedades físicas y mecánicas, el acero inoxidable 316 y 304 son muy similares. Ambos materiales tienen las siguientes similitudes:

1. Magnetismo

Ambos SS son grados austeníticos de acero inoxidable. En consecuencia, no poseen ninguna propiedad magnética cuando se forman por primera vez. Sin embargo, el trabajo en frío o la soldadura pueden conducir al magnetismo.

2. Resistencia a la abrasión

Ambos grados son resistentes a la abrasión o al rayado. Esto garantiza que el material no esté expuesto a la oxidación u otros fenómenos. Además, este es un valor estético importante que muchos consideran, especialmente en la fabricación de utensilios de cocina.

3. Soldabilidad

La soldabilidad es la tendencia de un metal a soldarse sin deformación. Este factor depende de la cantidad de carbono en un grado de acero inoxidable, teniendo el SS con bajo contenido de carbono una mayor soldabilidad. Ambos grados tienen una soldabilidad alta e igual debido a la cantidad igual de carbono presente (0.08%).

4. Conformabilidad

La conformabilidad es la tendencia de un material a sufrir deformación plástica sin ningún efecto sobre su capacidad, como la estricción (adelgazamiento localizado de la chapa metálica) y el agrietamiento (rotura de la chapa metálica). Esto permite a los fabricantes de chapa metálica trabajar con materiales y adaptarlos a un diseño. Ambos grados tienen alta conformabilidad.

5. Durabilidad

La durabilidad mide la resistencia de un material y la cantidad de esfuerzo que puede soportar. Ambos grados 316 y 304 son resistentes. Esto es visible en sus propiedades de mecanizado de metales, propiedades anticorrosivas y resistencia al calor, lo que garantiza su uso en estructuras de fabricación exigentes.

6. Resistencia a la tracción

La resistencia a la tracción define la energía requerida para dividir o estirar un material antes de que se rompa. El SS 304 y el SS 316 tienen una resistencia a la tracción de 500-700Mpa, lo que los hace adecuados para trabajar en la misma condición.

Acero inoxidable 304 vs 316: ¿cómo seleccionar el correcto?

En cuanto a beneficios, el 316 SS supera al 304 SS. Sin embargo, el 304 SS es más popular en términos de aplicación industrial. Elegir el correcto proviene de observar las diferencias entre ambos grados de acero inoxidable. A continuación se presentan algunos escenarios donde ambos SS son aplicables y cómo puede elegir el correcto.

Entorno salino/marino

El entorno marino contiene un alto nivel de cloruros y sulfuros. Por lo tanto, el material adecuado debe tener un alto nivel de resistencia a la corrosión. Debido a la presencia de molibdeno, el acero inoxidable 316 es el mejor material.

Usos en exteriores

Los productos utilizados en exteriores también están expuestos a la corrosión y el óxido. Sin embargo, a diferencia del entorno marino, existen menos cloruros y otros productos químicos. Por lo tanto, el acero inoxidable 304 es la mejor opción aquí debido a su resistencia a la corrosión y bajo costo.

Mantenimiento

Ambos grados de acero inoxidable ofrecen una durabilidad y un valor estético casi iguales. Sin embargo, mantener el 316 SS es más fácil que el 304 SS. Esto se debe a que hay menos necesidad de preocuparse por los productos químicos utilizados para el proceso de limpieza.

La temperatura de operación

La temperatura también puede aumentar la tasa de corrosión. Por lo tanto, si el sitio de aplicación tiene una temperatura alta, el 316 SS es la mejor opción. A diferencia del 304SS, que puede experimentar corrosión a 425-860 °C (797-1580 °F), el SS 316 puede funcionar a una temperatura superior a 843 ℃ (1550 ℉) e inferior a 454 ℃ (850°F) sin corrosión.

Rentabilidad

Otro factor a considerar al elegir el correcto en el acero inoxidable 304 vs 316 es el costo; el 304 es la mejor opción porque el 316 SS cuesta un 40% más que él.

Al hacer coincidir su elección con el uso, el entorno y el costo, puede optimizarlos para los beneficios de su proyecto tanto funcional como económicamente.

Conclusión

El 304 y el 316 SS son materiales de acero importantes en la fabricación debido a su resistencia a la corrosión, soldabilidad, conformabilidad y estética. Ambos son aceros austeníticos; sin embargo, difieren ligeramente en la composición del material. Esta diferencia en la composición química es responsable de la diferencia en su costo y resistencia a la corrosión.

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Preguntas frecuentes

¿Cómo distinguir el 316 SS del 304 SS？

No puede conocer la diferencia entre grados de acero inoxidable con solo mirarlos. Sin embargo, sométalos a una solución que contenga cloruro o ácido sulfúrico. El 316SS es resistente a estos productos químicos debido a la presencia de molibdeno.

¿Es más resistente el 316 o el 304 SS?

Ambos son similares en términos de resistencia a la tracción. La principal diferencia entre ambos materiales es el costo y la resistencia a la corrosión.

¿Se pega un imán al acero inoxidable 316?

No debería. Como otros aceros austeníticos, el acero inoxidable 316 es un SS no magnético debido a su alta composición de níquel. El trabajo en frío o la soldadura del material pueden hacerlos magnéticos. Sin embargo, esto solo ocurre después del conformado inicial.

¿Es el acero inoxidable 316 a prueba de óxido?

Sí, el acero inoxidable 316 tiene propiedades antioxidantes y anticorrosivas debido al níquel, el molibdeno y el cromo. Por lo tanto, es adecuado para trabajar en un entorno que favorece la oxidación y la corrosión.

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