Tabla de contenido
Visión general
El siguiente contenido detallado analiza las características del acero inoxidable 316 que involucran su naturaleza química, características físicas y mecánicas, y propiedades eléctricas y térmicas. También se centra en el transporte de fundición de acero inoxidable 316, que presenta todas sus ventajas, incluida una mayor resistencia a la corrosión y una alta resistencia a la tracción, así como una mejor conformabilidad para industrias como el procesamiento químico, el transporte marítimo, etc. La operación de fundición consiste en construir patrones, preparar moldes para llenarlos con acero inoxidable fundido y terminar las piezas resultantes juntas o un tratamiento térmico opcional bajo estrictas medidas de control de calidad. En definitiva, este contenido puede utilizarse como una guía útil sobre el carácter y el uso generalizado del acero inoxidable 316.
¿Qué es el acero inoxidable 316?
El acero inoxidable 316 es una aleación de tipo austenítico que posee buena resistencia a la corrosión, especialmente en ambientes con alto contenido de cloruro. La aleación, rica en cromo, níquel y molibdeno, ofrece una resistencia superior a la corrosión por picaduras y grietas. El acero inoxidable 316, que generalmente se usa para equipos marinos, procesamiento químico y dispositivos médicos, también es un buen formador, soldable y atractivo a la vista y, por lo tanto, también se puede usar en aplicaciones estructurales y decorativas.
¿Qué variantes tiene el acero inoxidable 316?
El acero inoxidable con designación 316 tiene varias versiones destinadas a diversas aplicaciones. El acero inoxidable 316L posee un menor contenido de carbono, lo que hace que la estructura sea más resistente a los riesgos de sensibilización y corrosión durante la soldadura debido a la reducción de la transferencia de calor a través de la zona de soldadura. Por lo tanto, es un material de elección para estructuras propensas a soldarse. Aunque el acero inoxidable 316H está hecho de más carbono, proporciona al acero una mayor resistencia, especialmente a la temperatura. El acero inoxidable 316Ti tiene átomos de titanio para evitar la sensibilización y la corrosión intergranular, por lo que es perfecto para ambientes desfavorables y altas temperaturas. Además, algunos materiales pueden tener certificación dual 316 y 316L, lo que permite la posibilidad de capas de aditivos. Esto brinda a los ingenieros mecánicos la oportunidad de crear diseños altamente personalizados que ofrecen flexibilidad para variaciones en el rendimiento y la resistencia en diferentes aplicaciones.
¿Qué composición de elementos influye más en las propiedades del acero inoxidable 316?
El acero inoxidable 316 tiene una excelente resistencia a la corrosión que se ve notablemente respaldada por su contenido de cromo, que constituye 16-18% de la aleación. El cromo crea una capa de óxido resistente a la corrosión en la superficie del acero que lo protege de diferentes ambientes, incluidos los corrosivos, como la atmósfera, los productos químicos y la salinidad. Además, estos elementos añaden níquel y molibdeno, que refuerzan la resistencia a la corrosión y la ductilidad y también proporcionan cierta resistencia a la corrosión por picaduras y grietas cuando se complementan con cloruros. Aunque también contribuyen otros elementos como el carbono, el manganeso, el silicio y el nitrógeno, el cromo sigue siendo fundamental para definir las propiedades más esenciales de la aleación. En consecuencia, esta aleación se convierte en la primera opción en entornos más exigentes, como aplicaciones de corrosión de procesamiento químico y marino, dispositivos médicos y máquinas que requieren una mejor resistencia a la corrosión.
Compare el acero inoxidable 316 y 304
Entre los cuales los aceros inoxidables 316 y 304 son las aleaciones austeníticas más populares, compuestas por elementos similares, principalmente cromo y níquel, aunque el acero 316 suele tener un porcentaje ligeramente mayor de ambos. El canal entre los dos se encuentra en la adición de molibdeno al acero inoxidable 316, mejorando así su resistencia a la corrosión, particularmente en espacios ricos en cloruro, y por lo tanto puede usarse para aplicaciones marinas y químicas. Lo que vale la pena mencionar es que contiene mucho menos molibdeno, pero sigue siendo un buen material resistente a la corrosión en muchos entornos, apropiado para uso general. A pesar de tener una mayor resistencia a la tracción y una menor resistencia a la fluencia, el mayor costo del mecanizado y la soldadura a menudo hace que el acero inoxidable 316 sea menos atractivo en comparación con el acero inoxidable 304 de menor costo. Al final, la diferencia entre el acero inoxidable 316 y 304 está en los detalles: los requisitos específicos como las condiciones ambientales, las consideraciones de costos y las necesidades de acabado.
Propiedades del acero inoxidable 316
Composición química del acero inoxidable 316
Propiedades de los elementos componentes | Métrico |
| Carbono, C | <= 0,080 % |
| Cromo, Cr | 16 – 18 % |
| Hierro, Fe | 61.8 – 72 % |
| Manganeso | <= 2,0 % |
| Molibdeno, Mo | 2.0 – 3.0 % |
| Níquel | 10 – 14 % |
| Fósforo, P | <= 0,045 % |
| Silicio, Si | <= 1,0 % |
| Azufre, S | <= 0,030 % |
Propiedades físicas del acero inoxidable 316
Propiedades físicas | Métrico | inglés |
| Densidad | 8,00 g/cc | 0,289 libras/pulg³ |
Propiedades mecánicas del acero inoxidable 316
Propiedades mecánicas | Métrico | inglés |
| Dureza, Brinell | 149 | 149 |
| Dureza, Nudo | 169 | 169 |
| Dureza, Rockwell B | 80 | 80 |
| Dureza, Vickers | 155 | 155 |
| Resistencia a la tracción, máxima | 550 MPa | 79800 psi |
| Resistencia a la tracción, rendimiento | 240MPa | 34800 psi |
| Alargamiento a la rotura | 60% | 60% |
| Módulo de elasticidad | 193 GPa | 28000 ksi |
| Impacto de Izod | 129J | 95,1 libras-pie |
| Impacto Charpy | 105J | 77,4 pies-libra |
Propiedades eléctricas del acero inoxidable 316
Propiedades electricas | Métrico | inglés |
| Resistividad electrica | 0.0000740 ohmios-cm | 0.0000740 ohmios-cm |
| Permeabilidad magnética | 1.008 | 1.008 |
Propiedades térmicas del acero inoxidable
Propiedades termales | Métrico | inglés |
| CTE, lineal | 16,0 µm/m-°C @Temperatura 0,000 – 100 °C | 8,89 µpulg/pulg-°F @Temperatura 32,0 – 212 °F |
16,2 µm/m-°C @Temperatura 0,000 – 315 °C | 9,00 µpulg/pulg-°F @Temperatura 32,0 – 599 °F | |
17,5 µm/m-°C @Temperatura 0,000 – 540 °C | 9,72 µpulg/pulg-°F @Temperatura 32,0 – 1000 °F | |
| Capacidad calorífica específica | 0,500 J/g-°C @Temperatura 0,000 – 100 °C | 0,120 BTU/libra-°F @Temperatura 32,0 – 212 °F |
| Térmico Conductividad | 16,3 W/mK @Temperatura 100 °C | 113 BTU-pulg/h-pie²-°F @Temperatura 212 °F |
| Punto de fusion | 1370 – 1400°C | 2500 – 2550 °F |
| Solidus | 1370°C | 2500°F |
| Líquido | 1400 °C | 2550 °F |
| Temperatura máxima de servicio, aire | 870 ºC | 1600°F |
| 925ºC | 1700°F |
* Las propiedades del acero inoxidable 316 anteriores están extraídas de MatWeb
¿Se puede fundir acero inoxidable 316 y 316L?
El acero inoxidable 316 se puede fundir utilizando varios métodos de fundición. El acero inoxidable 316, una aleación de acero inoxidable común con excelente resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas y buenas propiedades mecánicas, se usa ampliamente para piezas fundidas en industrias como el procesamiento químico, el procesamiento de alimentos y la marina.
¿La ventaja del acero inoxidable 316 utilizado en la fundición?
La fundición de acero inoxidable 316 es un proceso que produce componentes hechos de acero inoxidable 316, un grado de acero inoxidable austenítico conocido por su resistencia a la corrosión mejorada en comparación con el acero inoxidable 304. Las características de las piezas fundidas de acero inoxidable 316 incluyen:
- Resistencia a la corrosión mejorada: como el acero inoxidable 316 contiene molibdeno, es resistente a la corrosión por picaduras y grietas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones marinas, químicas y otras aplicaciones corrosivas.
- Alta resistencia y ductilidad.: Las piezas de acero inoxidable 316 fundido exhiben buena resistencia y ductilidad, lo que les permite soportar diversas cargas y tensiones sin deformarse ni romperse.
- Excelente conformabilidad: Similar a acero inoxidable 304, El acero inoxidable 316 se puede moldear fácilmente en formas complejas, lo que lo hace ideal para producir componentes fundidos complejos.
- Resistencia al calor: Las piezas fundidas de acero inoxidable 316 pueden soportar temperaturas moderadamente altas (hasta alrededor de 870 °C) sin una pérdida significativa de propiedades mecánicas.
- Facilidad de limpieza: Los componentes de acero inoxidable 316 fundido tienen superficies lisas que son fáciles de limpiar y mantener, lo que los hace ideales para aplicaciones sanitarias, como procesamiento de alimentos, productos farmacéuticos y equipos médicos
Métodos de fundición utilizados para la fundición de acero inoxidable
La fundición de acero inoxidable emplea varios métodos, que incluyen:
- Fundición a la cera perdida (cera perdida): Incluye realizar un modelo en cera, cubrirlo con cerámica, retirar el contenido del fundido seguido de inmersión en acero inoxidable fundido.
- Moldeo en arena: Se utilizan moldes de arena con patrones prensados de acero inoxidable fundido.
- fundición a presión: Inyección de acero inoxidable fundido a alta presión en moldes de acero de formas complejas.
- Audiciones continuas: Vertido prolongado y continuo de acero inoxidable fundido en moldes refrigerados por agua para secciones largas.
- Fundición centrífuga: Los moldes se utilizan para girar acero inoxidable fundido en piezas cilíndricas.
- Fundición al vacío: Fundición de precisión al vacío para minimizar la porosidad.
Todas estas técnicas tienen ciertas características y se seleccionan según la cantidad de piezas procesadas, las propiedades requeridas y los volúmenes de producción. La fundición de acero inoxidable es muy diversa ya que puede utilizarse en diferentes situaciones.
El proceso de fundición de acero inoxidable 316 y 316L
El proceso de fundición de acero inoxidable normalmente implica los siguientes pasos:
- Creación de patrones: Se crea un patrón del componente deseado, generalmente usando cera o un material similar. Este patrón es una réplica exacta de la pieza que se va a fundir, incluidos los detalles y características intrincados.
- Montaje del molde: Luego, el patrón se recubre con un material cerámico refractario, que forma una capa a su alrededor. Esta carcasa se convierte en el molde para fundir el acero inoxidable.
- Eliminación de patrones: Una vez que la cáscara de cerámica se ha endurecido, el patrón del interior se elimina fundiéndolo o disolviéndolo, dejando un molde hueco.
- Precalentamiento del molde: El molde cerámico se calienta a una temperatura alta para eliminar la humedad residual, fortalecer el molde y facilitar un mejor flujo del metal durante la fundición.
- Verter acero inoxidable fundido: El acero inoxidable se funde en un horno y se lleva a la temperatura de fundición adecuada. A continuación, el metal fundido se vierte con cuidado en el molde cerámico precalentado.
- Eliminación de moho: Una vez que el acero inoxidable se ha solidificado por completo, el molde cerámico se rompe para revelar la pieza fundida.
- Refinamiento: El componente de acero inoxidable fundido puede requerir procesamiento adicional, como esmerilado, mecanizado o pulido, para lograr el acabado superficial y la precisión dimensional deseados.
- Tratamiento térmico (opcional): Dependiendo de los requisitos específicos de la aplicación, la pieza fundida de acero inoxidable puede someterse a un tratamiento térmico para optimizar sus propiedades mecánicas, como resistencia, dureza o ductilidad.
- Control de calidad: Finalmente, la pieza fundida de acero inoxidable terminada se inspecciona para detectar defectos o desviaciones de las dimensiones y tolerancias especificadas. Esto puede implicar inspección visual, técnicas de prueba no destructivas o medición dimensional.
Dificultades encontradas en el procesamiento de acero inoxidable 316
Tratar con acero inoxidable 316 es difícil ya que este acero tiene más dureza y resistencia que otros, de ahí la necesidad de técnicas de mecanizado y herramientas especiales para reducir la compra de herramientas y el endurecimiento del trabajo. Las bajas concentraciones de molibdeno pueden provocar un endurecimiento por trabajo durante los procesos de conformado y, en consecuencia, requiere un control exacto de los parámetros de procesamiento para evitar grietas y distorsiones. La post-soldadura térmica del acero inoxidable 316 requiere un estricto tratamiento térmico para evitar la sensibilización del acero inoxidable que puede provocar riesgos de corrosión posteriores. La limpieza debe realizarse durante toda la ruta de procesamiento para preservar su resistencia a la corrosión y se necesitan precauciones muy detalladas para evitar la posibilidad de defectos o contaminaciones en la superficie. En resumen, el acero inoxidable 316 ofrece excelentes propiedades. Sin embargo, se debe tener más cuidado durante el procesamiento para mejorar el rendimiento y la calidad.
Aplicaciones comunes del acero inoxidable 316
El acero inoxidable 316 se utiliza ampliamente en diferentes sectores debido a su conocida resistencia a la corrosión, su adecuado rendimiento mecánico y su diversidad. Entre las principales aplicaciones se encuentran los entornos marinos, donde se utiliza comúnmente para accesorios de embarcaciones y herrajes de estructuras marinas debido a su resistencia al agua salada y a la exposición al cloruro. El acero inoxidable 316 es el más común en el procesamiento de alimentos y bebidas ya que se recomienda para equipos que puedan ser higienizables y que sean resistentes a las sustancias corrosivas. Su biocompatibilidad proporciona el valor de aplicación en los campos médico y farmacéutico para cirugía e implantación. En el campo químico, se emplea en los sectores de procesamiento, aeroespacial, automotriz y arquitectónico, destacando así su viabilidad y desempeño confiable en varios sectores y en situaciones extremas y desafiantes.
