Guía del Acero Inoxidable 304: Propiedades, ventajas y usos industriales

El acero inoxidable 304 es un acero de uso general mancha austeníticamenos acero. Está compuesto por más de 18% de cromo (Cr) y más de 8% de níquel (Ni), con pequeñas cantidades de carbono, manganeso y otros elementos. Este material está ampliamente reconocido como uno de los tipos más comunes de acero inoxidable, y representa más de 30% de todo el acero inoxidable consumido anualmente en el mundo.

¿Por qué es más frecuente?

• Rentable: en comparación con los que contienen molibdeno Acero inoxidable 316, 304 es más barato de producir
• Amplia gama de aplicaciones: desde equipos de procesado de alimentos hasta decoración arquitectónica
• Buena procesabilidad: apto para estampación, soldadura, plegado, etc.

Panorama de las industrias

• Industria alimentaria y de bebidas: equipos expuestos a líquidos ácidos o vapores a alta temperatura, etc.
• Equipos médicos: instrumentos quirúrgicos, utensilios esterilizados, etc.
• Equipamiento industrial: bisagras para armarios eléctricoscarcasas de maquinaria, etc.
• Decoración del edificio: pasamanos, soportes para muros cortina, etc.

Composición química del acero inoxidable 304

Relación de elementos principales (porcentaje en masa)

Elemento	Rango de contenido (porcentaje en masa)	Papel
Cromo (Cr)	18.0% – 20.0%	Formación de una capa protectora de óxido de cromo, que proporciona resistencia a la corrosión.
Níquel (Ni)	8.0% – 10.5%	Estabiliza la estructura de austenita, mejora la ductilidad, el rendimiento a alta temperatura y la resistencia a la corrosión.
Carbono (C)	≤ 0,08%	El bajo contenido en carbono reduce la precipitación de carburos y mejora la soldabilidad (304L: ≤ 0,03%; 304H: ≥ 0,04%).
Manganeso (Mn)	≤ 2.0%	Mejorar la fuerza y la capacidad de endurecimiento por trabajo
Silicio (Si)	≤ 1.0%	Mejora la resistencia a la oxidación y a las altas temperaturas
Fósforo (P)	≤ 0,045%	Los elementos de impureza deben controlarse estrictamente para mantener la tenacidad de los materiales.
Azufre (S)	≤ 0,030%	Elementos de impureza, el exceso reducirá la resistencia a la corrosión y el rendimiento de procesamiento.
Hierro (Fe)	saldo	como metal de base, constituyen el cuerpo principal de la aleación
Nitrógeno (N)	≤ 0,10% (traza)	pueden estar presentes en pequeñas cantidades, no son los principales elementos añadidos
Molibdeno (Mo)	Normalmente no está presente	La versión con molibdeno es de acero inoxidable 316 (mayor resistencia a la corrosión)

Características de los productos sin molibdeno

• Menor resistencia a la corrosión por cloruros que el acero inoxidable 316
• Reducción de costes de aproximadamente 20-30%
• Mejor adaptado a entornos no marinos

Efecto de la composición en las propiedades

• Alto contenido en cromo: crea una densa capa de óxido de cromo en la superficie, impidiendo la corrosión posterior.
• Níquel: garantiza que el material siga siendo resistente a bajas temperaturas (puede soportar -196°C)
• Diseño bajo en carbono: reduce el riesgo de corrosión intergranular tras la soldadura

Propiedades mecánicas del acero inoxidable 304

Indicadores de resultados

Indicador	Valores típicos (recocido)	Observaciones
Resistencia a la tracción	515 - 620 MPa	Alta resistencia equilibrada con buena plasticidad, adecuada para componentes estructurales.
Límite elástico	205 - 310 MPa	Límite elástico a 0,2% de deformación residual, que puede aumentar significativamente tras el trabajo en frío (por ejemplo, ≥1000 MPa tras el laminado en frío).
Alargamiento	≥ 40% (50 mm)	Alta ductilidad, apto para embutición profunda, plegado y otros procesamientos.
Dureza	Brinell (HB): ~201	Baja dureza en estado recocido, la dureza aumenta después del trabajo en frío (por ejemplo, HRB 90 en estado recocido, HRB 200+ después del laminado en frío).
Resistencia al impacto (Impact)	a temperatura ambiente ≥ 100 J (ensayo de impacto Charpy)	La estructura austenítica proporciona una buena tenacidad, el comportamiento a baja temperatura es mejor que el acero inoxidable ferrítico (pero inferior al acero dúplex).
Módulo de elasticidad (Módulo)	193 - 200 GPa	Similar a otros aceros inoxidables austeníticos.

Ventajas mecánicas

• Alta ductilidad: adecuado para procesos de moldeo por embutición profunda (por ejemplo, para fabricar ollas y sartenes)
• Resistencia a la fatiga: puede soportar más de 10⁶ cargas cíclicas (apto para bisagras con frecuentes aperturas y cierres)
• Tenacidad a baja temperatura: no se agrieta ni siquiera a temperaturas de nitrógeno líquido

Propiedades físicas

Propiedades	Valor numérico	Efecto de la aplicación
Densidad	8,0 g/cm³	aprox. 10% más ligero que el acero al carbono, adecuado para componentes estructurales que requieran una reducción de peso.
Coeficiente de dilatación térmica	17,2 μm/m-°C (20-100°C)	Se requiere una junta de dilatación.
Conductividad térmica	16,2 W/m-K	El aporte de calor debe controlarse durante la soldadura para evitar deformaciones.
Resistividad	0,73 μΩ-m	Puede utilizarse para piezas conductoras de baja corriente.

Ventajas del núcleo de acero inoxidable 304

Excelente resistencia a la corrosión

Según los datos del Manual de corrosión del acero inoxidable de Outokumpu:

• Índice de corrosión anual <0,01 mm a pH 4-9
• Resistente a la concentración 85% de ácido nítrico (a temperatura ambiente)
• Sin óxido visible durante 10 años en atmósferas industriales con humedad 60%

Excelente procesabilidad

• Estampación y conformado: hasta 2,2 LDR (relación de profundidad límite)
• Compatibilidad de soldadura: Soldadura TIG sin material de aporte para soldaduras de alta resistencia
• Acabado superficial: Pulido electrolítico hasta un acabado de espejo con Ra ≤ 0,1μm.

Higiene y estética

• Acabado superficial: La tasa de adhesión de bacterias es 90% inferior a la de la superficie rugosa.
• Limpieza cómoda: pueden limpiarse con ácidos y álcalis fuertes (por ejemplo, desinfectante de hipoclorito sódico)

Resumen

Con su equilibrada resistencia a la corrosión, facilidad de procesamiento y coste controlable, el acero inoxidable 304 domina el sector de la ferretería industrial. A medida que aumenten los requisitos de la industria manufacturera en cuanto a longevidad de los materiales y protección del medio ambiente, el acero inoxidable 304 seguirá desempeñando un papel clave en los campos del transporte ferroviario, los nuevos equipos energéticos y la atención médica inteligente.

Preguntas frecuentes

P: ¿Se puede utilizar acero inoxidable 304 en entornos marinos?

R: No se recomienda la exposición prolongada al agua de mar. En un entorno de niebla salina suave, es necesario utilizar un revestimiento de superficie.

P: ¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 304 y el 201?

R: 201 con manganeso para reemplazar parte del níquel, la resistencia a la corrosión es peor, el costo es de aproximadamente 40% inferior.

Q：¿Cómo juzgar el verdadero acero inoxidable 304?

R: El método profesional es probar el contenido de níquel con un espectrómetro. Prueba simple: gota de solución de sulfato de cobre en la superficie, se vuelven rojas es falso 304.

Q：¿Se oxidará el acero inoxidable 304?

R: La corrosión por picaduras puede producirse en presencia de iones cloruro o daños mecánicos no tratados a tiempo.