Acero inoxidable 307: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 307 se clasifica como un acero inoxidable austenítico , destacando por su alto contenido de cromo y níquel, lo que mejora su resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas. Este grado está aleado principalmente con aproximadamente un 18 % de cromo y un 8 % de níquel, junto con pequeñas cantidades de manganeso, silicio y carbono. La presencia de estos elementos contribuye a su excelente ductilidad, conformabilidad y resistencia a la oxidación y la corrosión.

Descripción general completa

El acero inoxidable 307 es reconocido por su versatilidad y se utiliza a menudo en entornos donde la resistencia a la corrosión es crucial. Su estructura austenítica proporciona una tenacidad y resistencia superiores tanto a temperaturas elevadas como criogénicas. El alto contenido de cromo de la aleación ofrece una excelente resistencia a la oxidación y la corrosión, lo que la hace adecuada para diversas aplicaciones, como el procesamiento de alimentos, la manipulación de productos químicos y los entornos marinos.

Ventajas:
- Resistencia a la corrosión: Resistencia excepcional a una amplia gama de entornos corrosivos, incluidas soluciones ácidas y alcalinas.
- Ductilidad y formabilidad: La alta ductilidad permite una fácil fabricación y conformación en formas complejas.
- Soldabilidad: Su buena soldabilidad lo hace adecuado para diversos procesos de fabricación.

Limitaciones:
- Costo: Un mayor contenido de aleación puede generar mayores costos de material en comparación con los aceros de menor calidad.
- Endurecimiento por trabajo: El material puede endurecerse por trabajo rápidamente, lo que puede complicar los procesos de mecanizado.
- Propiedades magnéticas: Generalmente no magnético, pero puede volverse ligeramente magnético cuando se trabaja en frío.

Históricamente, el acero inoxidable 307 ha sido una opción confiable para aplicaciones que requieren tanto resistencia como resistencia a la corrosión, manteniendo una sólida posición en el mercado debido a sus propiedades favorables.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S30700	EE.UU	Equivalente más cercano al AISI 304, con pequeñas diferencias de composición.
AISI/SAE	307	EE.UU	Similar al 304 pero con mayor contenido de azufre para una mejor maquinabilidad.
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas, láminas y tiras de acero inoxidable al cromo y al cromo-níquel.
ES	1.4305	Europa	Grado equivalente con propiedades mecánicas ligeramente diferentes.
JIS	SUS 307	Japón	Norma japonesa con características de resistencia a la corrosión similares.

Las diferencias entre el acero 307 y sus equivalentes, como el AISI 304, residen principalmente en el contenido de azufre, que mejora la maquinabilidad, pero puede afectar ligeramente la resistencia a la corrosión. Comprender estos matices es crucial para seleccionar el grado adecuado para aplicaciones específicas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Cr (cromo)	18.0 - 20.0
Ni (níquel)	8.0 - 10.0
Mn (manganeso)	2.0 máximo
Si (silicio)	1.0 máximo
C (Carbono)	0,08 máximo
P (Fósforo)	0,045 máximo
S (Azufre)	0,03 - 0,10

Los principales elementos de aleación del acero inoxidable 307 incluyen cromo, que proporciona resistencia a la corrosión; níquel, que mejora la tenacidad y la ductilidad; y azufre, que mejora la maquinabilidad. El equilibrio de estos elementos contribuye al rendimiento general del acero en diversas aplicaciones.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Temperatura de prueba	Valor/rango típico (métrico)	Valor/rango típico (imperial)	Norma de referencia para el método de prueba
Resistencia a la tracción	Recocido	Temperatura ambiente	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	Temperatura ambiente	210 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	Temperatura ambiente	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Dureza (Rockwell B)	Recocido	Temperatura ambiente	70 - 90 HRB	70 - 90 HRB	ASTM E18
Resistencia al impacto	Charpy con muesca en V	-20°C	40 J	29,5 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 307 lo hacen ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia y ductilidad. Su resistencia a la tracción y su límite elástico indican su capacidad para soportar cargas significativas, mientras que su porcentaje de elongación refleja su capacidad de deformarse sin fracturarse, lo que lo hace ideal para aplicaciones estructurales.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	7,93 g/cm³	0,286 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	16,2 W/m·K	112 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,72 µΩ·m	0,00000072 Ω·m
Coeficiente de expansión térmica	20 - 100 °C	16,0 x 10⁻⁶/K	8,89 x 10⁻⁶/°F

Propiedades físicas clave, como la densidad y el punto de fusión, son cruciales para aplicaciones que requieren altas temperaturas o integridad estructural. La conductividad térmica indica su capacidad para disipar el calor, lo cual es importante en aplicaciones donde la gestión térmica es crítica.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60	Bien	Riesgo de corrosión por picaduras.
Ácido sulfúrico	10-30	20-40	Justo	Susceptible al SCC.
Ácido clorhídrico	5-20	20-60	Pobre	No recomendado.
Agua de mar	-	Ambiente	Excelente	Excelente resistencia.

El acero inoxidable 307 presenta una buena resistencia a diversos entornos corrosivos, especialmente en entornos con alto contenido de cloruros. Sin embargo, es susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) en presencia de cloruros, por lo que debe utilizarse con precaución en dichos entornos. En comparación con el acero inoxidable 304, el 307 ofrece una mejor maquinabilidad, pero puede presentar una resistencia a la corrosión ligeramente menor en ciertos entornos ácidos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	870	1600	Adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
Temperatura máxima de servicio intermitente	925	1700	Puede soportar exposición a corto plazo a temperaturas más altas.
Temperatura de escala	600	1112	Riesgo de formación de incrustaciones por encima de esta temperatura.

El acero inoxidable 307 mantiene sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que implican exposición al calor. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 600 °C puede provocar incrustaciones y degradación del material.

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 un control cuidadoso.

El acero inoxidable 307 es conocido por su buena soldabilidad, especialmente en los procesos TIG y MIG. Puede ser necesario un tratamiento térmico previo y posterior a la soldadura para evitar el agrietamiento y garantizar propiedades mecánicas óptimas. La selección cuidadosa de los metales de aportación es crucial para mantener la resistencia a la corrosión.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	[Acero inoxidable 307]	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60%	100%	Requiere herramientas afiladas y refrigerante.
Velocidad de corte típica (torneado)	30-50 m/min	80-100 m/min	Se recomiendan velocidades más bajas.

El acero inoxidable 307 presenta una maquinabilidad moderada, que puede mejorarse con el uso de herramientas y técnicas de corte adecuadas. La tendencia al endurecimiento por acritud puede plantear desafíos, lo que requiere un control minucioso de los parámetros de mecanizado.

Formabilidad

El acero inoxidable 307 presenta una excelente conformabilidad, lo que permite procesos de conformado en frío y en caliente. Se dobla y moldea fácilmente en geometrías complejas, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones de fabricación. Sin embargo, se debe tener cuidado para evitar un endurecimiento excesivo durante el conformado en frío.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	1010 - 1120	1-2 horas	Aire o agua	Aliviar tensiones, mejorar la ductilidad.
Tratamiento de solución	1000 - 1100	30 minutos	Enfriamiento rápido	Mejora la resistencia a la corrosión.

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido y el tratamiento en solución, son esenciales para optimizar la microestructura y las propiedades del acero inoxidable 307. Estos tratamientos mejoran la ductilidad y la resistencia a la corrosión, lo que lo hace más adecuado para aplicaciones exigentes.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección
Procesamiento de alimentos	Equipos y contenedores	Resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza.	Higiene y durabilidad
Industria química	Tanques de almacenamiento	Alta resistencia, resistencia a la corrosión.	Seguridad y longevidad
Marina	Accesorios para embarcaciones	Excelente resistencia al agua de mar.	Durabilidad en entornos hostiles
Farmacéutico	Equipos de procesamiento	No reactivo, fácil de esterilizar.	Cumplimiento de normas

El acero inoxidable 307 se utiliza ampliamente en industrias donde la resistencia a la corrosión y la higiene son primordiales. Sus propiedades lo convierten en la opción ideal para equipos de procesamiento de alimentos, tanques de almacenamiento de productos químicos y aplicaciones marinas.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 307	AISI 304	AISI 316	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Fuerza moderada	Alta resistencia	Alta resistencia	316 ofrece una mejor resistencia a la corrosión.
Aspecto clave de la corrosión	Bueno en muchos entornos.	Bueno en muchos entornos.	Excelente en cloruros	Se prefiere 316 para aplicaciones marinas.
Soldabilidad	Bien	Excelente	Bien	El 304 suele ser más fácil de soldar.
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Moderado	304 es más fácil de mecanizar.
Formabilidad	Excelente	Excelente	Bien	Todos los grados son moldeables pero varían en facilidad.
Costo relativo aproximado	Moderado	Moderado	Más alto	El 316 es más caro debido al molibdeno.
Disponibilidad típica	Común	Muy común	Común	304 es el más disponible.

Al seleccionar el acero inoxidable 307, consideraciones como el costo, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación son cruciales. Si bien ofrece un buen equilibrio de propiedades, alternativas como el AISI 304 y el AISI 316 pueden ser más adecuadas según las condiciones ambientales y las exigencias mecánicas específicas. Comprender estas ventajas y desventajas puede ayudar a ingenieros y diseñadores a tomar decisiones informadas sobre los materiales para sus proyectos.