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.

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