Acero inoxidable 305: propiedades y aplicaciones clave
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El acero inoxidable 305 se clasifica como un acero inoxidable austenítico , conocido por su excelente resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas. Este grado está aleado principalmente con cromo (18-20%) y níquel (8-10,5%), lo que contribuye significativamente a sus características generales. La presencia de níquel mejora la ductilidad y la tenacidad del acero, mientras que el cromo proporciona una capa protectora de óxido que mejora la resistencia a la corrosión.
Descripción general completa
El acero inoxidable 305 es especialmente valorado por su resistencia a la oxidación y la corrosión en diversos entornos, lo que lo hace ideal para aplicaciones en el procesamiento de alimentos, el procesamiento químico y la arquitectura. Su alto contenido de níquel le confiere una mejor trabajabilidad y conformabilidad, lo que facilita su fabricación en formas complejas.
Ventajas (Pros):
- Resistencia a la corrosión: Excelente resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, incluidas condiciones ácidas y alcalinas.
- Formabilidad: Alta ductilidad y facilidad de fabricación, permitiendo formas y diseños complejos.
- No magnético: conserva sus propiedades no magnéticas incluso después del trabajo en frío, lo que es beneficioso en ciertas aplicaciones.
Limitaciones (Contras):
- Costo: Un mayor contenido de níquel puede generar mayores costos de material en comparación con otros grados de acero inoxidable.
- Resistencia: Si bien tiene buena resistencia, puede no ser adecuado para aplicaciones que requieran alta resistencia a la tracción en comparación con otros aceros aleados.
Históricamente, el acero inoxidable 305 se ha utilizado en diversas aplicaciones debido a sus propiedades favorables y sigue siendo una opción común en industrias donde la resistencia a la corrosión es primordial.
Nombres alternativos, estándares y equivalentes
Organización estándar | Designación/Grado | País/Región de origen | Notas/Observaciones |
---|---|---|---|
UNS | S30500 | EE.UU | Equivalente más cercano a AISI 305 |
AISI/SAE | 305 | EE.UU | Diferencias menores en la composición con respecto a 304 |
ASTM | A240 | EE.UU | Especificación estándar para placas de acero inoxidable |
ES | 1.4303 | Europa | Equivalente en las normas europeas |
JIS | SUS 305 | Japón | Propiedades similares, a menudo utilizadas en aplicaciones japonesas. |
Las diferencias entre el 305 y sus equivalentes, como el 304, radican principalmente en el contenido de níquel, que afecta la formabilidad del acero y la resistencia a la corrosión. El 305 se prefiere a menudo para aplicaciones que requieren una mayor trabajabilidad.
Propiedades clave
Composición química
Elemento (Símbolo y Nombre) | Rango porcentual (%) |
---|---|
Cr (cromo) | 18.0 - 20.0 |
Ni (níquel) | 8.0 - 10.5 |
C (Carbono) | ≤ 0,08 |
Mn (manganeso) | ≤ 2.0 |
Si (silicio) | ≤ 1.0 |
P (Fósforo) | ≤ 0,045 |
S (Azufre) | ≤ 0,03 |
Los elementos de aleación clave en el acero inoxidable 305 incluyen:
- Cromo: Proporciona resistencia a la corrosión y mejora la dureza.
- Níquel: Mejora la ductilidad y la tenacidad, haciendo que el acero sea más fácil de trabajar.
- Carbono: Si bien se mantiene bajo, ayuda a mantener la resistencia del acero sin comprometer la resistencia a la corrosión.
Propiedades mecánicas
Propiedad | Condición/Temperamento | Valor/rango típico (unidades métricas - SI) | Valor/rango típico (unidades imperiales) | Norma de referencia para el método de prueba |
---|---|---|---|---|
Resistencia a la tracción | Recocido | 515 - 750 MPa | 75 - 109 ksi | ASTM E8 |
Límite elástico (0,2 % de compensación) | Recocido | 205 - 310 MPa | 30 - 45 ksi | ASTM E8 |
Alargamiento | Recocido | 40% | 40% | ASTM E8 |
Dureza (Rockwell B) | Recocido | 70 - 90 HRB | 70 - 90 HRB | ASTM E18 |
Resistencia al impacto (Charpy) | -20°C | 40 J | 30 pies-lbf | ASTM E23 |
Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 305 lo hacen ideal para aplicaciones que requieren buena resistencia y ductilidad. Su porcentaje de elongación relativamente alto indica una excelente conformabilidad, lo que le permite soportar deformaciones significativas sin fallas.
Propiedades físicas
Propiedad | Condición/Temperatura | Valor (Unidades métricas - SI) | Valor (Unidades Imperiales) |
---|---|---|---|
Densidad | - | 8,0 g/cm³ | 0,289 lb/pulgada³ |
Punto/rango de fusión | - | 1400 - 1450 °C | 2552 - 2642 °F |
Conductividad térmica | 20°C | 16 W/m·K | 92 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F) |
Capacidad calorífica específica | 20°C | 500 J/kg·K | 0,12 BTU/lb·°F |
Resistividad eléctrica | 20°C | 0,72 μΩ·m | 0,72 μΩ·pulgada |
Coeficiente de expansión térmica | 20-100°C | 16,5 x 10⁻⁶ /°C | 9,2 x 10⁻⁶ /°F |
Propiedades físicas clave, como la conductividad térmica y el calor específico, son importantes para aplicaciones que implican transferencia de calor. La densidad relativamente baja del acero inoxidable 305 permite estructuras ligeras sin comprometer la resistencia.
Resistencia a la corrosión
Agente corrosivo | Concentración (%) | Temperatura (°C/°F) | Clasificación de resistencia | Notas |
---|---|---|---|---|
cloruros | 3-10 | 20-60 / 68-140 | Bien | Riesgo de picaduras |
Ácido sulfúrico | 10-30 | 20-50 / 68-122 | Justo | Susceptible al SCC |
Ácido acético | 5-20 | 20-40 / 68-104 | Excelente | Resistente a la corrosión bajo tensión |
Soluciones alcalinas | 5-20 | 20-60 / 68-140 | Bien | Riesgo de corrosión localizada |
El acero inoxidable 305 presenta una excelente resistencia a diversos entornos corrosivos, especialmente en condiciones ácidas y alcalinas. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en entornos con cloruro, lo cual es crucial en aplicaciones marinas. En comparación con el acero inoxidable 304 , el 305 ofrece mejor conformabilidad, pero puede presentar una resistencia ligeramente inferior a ciertos agentes corrosivos.
Resistencia al calor
Propiedad/Límite | Temperatura (°C) | Temperatura (°F) | Observaciones |
---|---|---|---|
Temperatura máxima de servicio continuo | 925 | 1700 | Adecuado para aplicaciones de alta temperatura. |
Temperatura máxima de servicio intermitente | 870 | 1600 | Puede soportar exposición a corto plazo. |
Temperatura de escala | 800 | 1470 | Riesgo de oxidación más allá de este límite |
A temperaturas elevadas, el acero inoxidable 305 conserva su resistencia y resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en entornos de alta temperatura. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 870 °C (1600 °F) puede provocar oxidación e incrustaciones, lo que puede comprometer su integridad.
Propiedades de fabricación
Soldabilidad
Proceso de soldadura | Metal de relleno recomendado (clasificación AWS) | Gas/fundente de protección típico | Notas |
---|---|---|---|
TIG | ER308L | Argón | Bueno para secciones delgadas |
MIG | ER308L | Argón/CO2 | Adecuado para secciones más gruesas. |
Palo | E308L | - | Requiere precalentamiento para secciones gruesas. |
El acero inoxidable 305 es altamente soldable, lo que lo hace apto para diversos procesos de soldadura. Puede ser necesario precalentar las secciones más gruesas para evitar grietas. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar sus propiedades mecánicas.
Maquinabilidad
Parámetros de mecanizado | Acero inoxidable 305 | AISI 1212 | Notas/Consejos |
---|---|---|---|
Índice de maquinabilidad relativa | 50 | 100 | Maquinabilidad moderada |
Velocidad de corte típica | 30 metros por minuto | 60 metros por minuto | Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados. |
Si bien el acero inoxidable 305 tiene una maquinabilidad moderada, puede ser difícil de mecanizar debido a su tenacidad. El uso de herramientas y velocidades de corte adecuadas puede mejorar la eficiencia.
Formabilidad
El acero inoxidable 305 es ideal para procesos de conformado en frío y en caliente. Su alta ductilidad permite una deformación significativa sin agrietarse, lo que lo hace ideal para aplicaciones que requieren formas complejas. Sin embargo, se debe tener cuidado para evitar el endurecimiento por acritud durante el conformado en frío.
Tratamiento térmico
Proceso de tratamiento | Rango de temperatura (°C/°F) | Tiempo típico de remojo | Método de enfriamiento | Propósito principal / Resultado esperado |
---|---|---|---|---|
Recocido | 1010 - 1120 / 1850 - 2050 | 1-2 horas | Aire o agua | Aliviar tensiones, mejorar la ductilidad. |
Tratamiento de solución | 1000 - 1100 / 1830 - 2010 | 30 minutos | Enfriamiento rápido | Mejorar la resistencia a la corrosión |
Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido, pueden mejorar significativamente la ductilidad y la tenacidad del acero inoxidable 305. Las transformaciones metalúrgicas durante estos tratamientos dan lugar a una microestructura refinada, lo que mejora sus propiedades generales.
Aplicaciones típicas y usos finales
Industria/Sector | Ejemplo de aplicación específica | Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación | Motivo de la selección (breve) |
---|---|---|---|
Procesamiento de alimentos | Equipos de manipulación de alimentos | Resistencia a la corrosión, formabilidad. | Higiene y durabilidad |
Procesamiento químico | Tanques de almacenamiento | Resistencia a la corrosión, resistencia | Resistencia a productos químicos agresivos |
Arquitectura | Fachadas y revestimientos | Atractivo estético, resistencia a la corrosión. | Apariencia duradera |
Otras aplicaciones incluyen:
- Utensilios de cocina
- Dispositivos médicos
- Componentes de automoción
La elección del acero inoxidable 305 en estas aplicaciones se debe principalmente a su excelente resistencia a la corrosión y formabilidad, lo que lo hace ideal para entornos donde la higiene y la durabilidad son fundamentales.
Consideraciones importantes, criterios de selección y más información
Característica/Propiedad | Acero inoxidable 305 | Acero inoxidable 304 | Acero inoxidable 316 | Breve nota de pros y contras o compensación |
---|---|---|---|---|
Propiedad mecánica clave | Fuerza moderada | Buena fuerza | Alta resistencia | El 316 ofrece mayor resistencia pero a un costo mayor |
Aspecto clave de la corrosión | Bueno en ácidos suaves. | Bueno en ácidos suaves. | Excelente en cloruros | 316 es superior en entornos de cloruro |
Soldabilidad | Excelente | Excelente | Bien | El 305 es más fácil de soldar que el 316 |
Maquinabilidad | Moderado | Bien | Justo | El 304 es más fácil de mecanizar que el 305 |
Costo relativo aproximado | Moderado | Moderado | Alto | 316 es la opción más cara |
Disponibilidad típica | Común | Muy común | Común | 304 es el más ampliamente disponible |
Al seleccionar el acero inoxidable 305, se deben considerar la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Sus propiedades no magnéticas lo hacen adecuado para aplicaciones donde la interferencia magnética es un problema. Además, su alta resistencia a la corrosión en diversos entornos lo convierte en la opción preferida en muchas industrias.
En resumen, el acero inoxidable 305 es un material versátil que equilibra una excelente resistencia a la corrosión, buenas propiedades mecánicas y facilidad de fabricación, lo que lo convierte en una opción valiosa para una amplia gama de aplicaciones.