Acero inoxidable 319: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 319 se clasifica como austenítico y destaca por su alto contenido de cromo y níquel, lo que contribuye a su excelente resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas. Este grado está aleado principalmente con aproximadamente un 19 % de cromo y un 9 % de níquel, junto con pequeñas cantidades de manganeso, silicio y carbono. La estructura austenítica del acero inoxidable 319 le confiere una tenacidad y ductilidad superiores, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones en entornos exigentes.

Descripción general completa

El acero inoxidable 319 es reconocido por su excepcional resistencia a la oxidación y la corrosión, especialmente en aplicaciones de alta temperatura. Su alto contenido de cromo mejora su capacidad para soportar entornos corrosivos, mientras que el contenido de níquel contribuye a su tenacidad y ductilidad. La combinación única de propiedades de este acero lo hace especialmente ventajoso en aplicaciones que requieren alta resistencia y resistencia a la fatiga térmica.

Ventajas:
- Resistencia a la corrosión: Excelente resistencia a una amplia gama de medios corrosivos, incluidos ácidos y cloruros.
- Estabilidad a altas temperaturas: Mantiene las propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en intercambiadores de calor y componentes de hornos.
- Ductilidad y tenacidad: Ofrece buena formabilidad y soldabilidad, permitiendo diversos procesos de fabricación.

Limitaciones:
- Costo: Un mayor contenido de aleación puede generar mayores costos de material en comparación con los aceros inoxidables de menor calidad.
- Endurecimiento por trabajo: puede ser difícil de mecanizar debido a su tendencia a endurecerse por trabajo durante el procesamiento.

El acero inoxidable 319 ocupa una posición importante en el mercado y a menudo se utiliza en industrias como la aeroespacial, el procesamiento químico y la fabricación de alimentos debido a su desempeño robusto en entornos exigentes.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S31900	EE.UU	Equivalente más cercano al AISI 304 pero con mayor contenido de silicio.
AISI/SAE	319	EE.UU	Similar al 304 pero con propiedades mejoradas para altas temperaturas.
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas, láminas y tiras de acero inoxidable al cromo y al cromo-níquel.
ES	1.4301	Europa	Equivalente a AISI 304, con pequeñas diferencias de composición.
JIS	SUS 304	Japón	Estrechamente relacionados pero con diferentes propiedades mecánicas.

La tabla destaca las diversas normas y designaciones asociadas con el acero inoxidable 319. Cabe destacar que, si bien comparte similitudes con el AISI 304, su mayor contenido de silicio mejora su resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas, lo que lo convierte en una opción preferida en aplicaciones específicas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Cr (cromo)	18.0 - 20.0
Ni (níquel)	8.0 - 10.0
Si (silicio)	2.0 - 3.0
Mn (manganeso)	1.0 - 2.0
C (Carbono)	0,08 máximo
Fe (hierro)	Balance

Los elementos de aleación primarios del acero inoxidable 319 juegan un papel crucial en la definición de sus propiedades:
- Cromo (Cr): Mejora la resistencia a la corrosión y forma una capa protectora de óxido.
- Níquel (Ni): Mejora la tenacidad y la ductilidad, contribuyendo a la capacidad del acero para soportar la deformación.
- Silicio (Si): Aumenta la resistencia a la oxidación y mejora la resistencia a altas temperaturas.

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	80-90 HRB	80-90 HRB	ASTM E18
Resistencia al impacto (Charpy)	Recocido	-20°C	40 J	29,5 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 319 lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y ductilidad. Sus límites de tensión y fluencia indican su capacidad para soportar cargas significativas, mientras que el porcentaje de elongación refleja su capacidad de deformación sin fractura. La resistencia al impacto es especialmente importante en aplicaciones expuestas a cargas dinámicas o impactos.

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 W/m·K	92 BTU·pulgada/h·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	Temperatura ambiente	16,5 x 10⁻⁶/K	9,17 x 10⁻⁶/°F

Propiedades físicas clave, como la densidad y la conductividad térmica, son importantes para aplicaciones en intercambiadores de calor y otros sistemas de gestión térmica. Su punto de fusión relativamente alto indica su idoneidad para aplicaciones de alta temperatura, mientras que el coeficiente de expansión térmica es crucial para aplicaciones con fluctuaciones de temperatura.

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 agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Ácido acético	5-20	20-60	Excelente	Resistente a la corrosión localizada.
Agua de mar	-	20-30	Bien	Adecuado para aplicaciones marinas.

El acero inoxidable 319 presenta una excelente resistencia a diversos agentes corrosivos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en procesamiento químico, entornos marinos y fabricación de alimentos. Su rendimiento en entornos con cloruros es notable, aunque se recomienda precaución debido al riesgo de picaduras. En comparación con otros aceros inoxidables como el 304 y el 316, el 319 ofrece una mayor resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas, pero podría no ser tan eficaz en entornos altamente ácidos.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	800	1472	Adecuado para exposición prolongada.
Temperatura máxima de servicio intermitente	900	1652	Puede soportar picos de corta duración.
Temperatura de escala	1000	1832	Comienza a perder propiedades mecánicas.
Consideraciones sobre la resistencia a la fluencia	600	1112	La resistencia a la fluencia comienza a disminuir.

El acero inoxidable 319 conserva sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace ideal para aplicaciones en intercambiadores de calor y componentes de hornos. Sin embargo, se debe tener cuidado de evitar la exposición prolongada a temperaturas superiores a 800 °C, ya que esto puede provocar incrustaciones y pérdida de resistencia.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER309L	Argón	Bueno para secciones delgadas.
MIG	ER308L	Argón + CO2	Adecuado para secciones más gruesas.
SMAW	E309L	-	Requiere precalentamiento para materiales más gruesos.

El acero inoxidable 319 generalmente se considera de buena soldabilidad, especialmente con los procesos TIG y MIG. Puede requerirse precalentamiento en secciones más gruesas para evitar el agrietamiento. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar sus propiedades mecánicas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero inoxidable 319	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	40	100	Maquinabilidad moderada.
Velocidad de corte típica (torneado)	30 metros por minuto	60 metros por minuto	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El acero inoxidable 319 presenta desafíos moderados de maquinabilidad debido a sus características de endurecimiento por deformación. El uso de herramientas de carburo y la optimización de las velocidades de corte pueden mejorar el rendimiento durante las operaciones de mecanizado.

Formabilidad

El acero inoxidable 319 presenta buena conformabilidad, lo que permite procesos de conformado en frío y en caliente. Sin embargo, se debe tener cuidado para evitar un endurecimiento excesivo por acritud, que puede provocar grietas durante el doblado. Para obtener resultados óptimos, se deben respetar los radios de curvatura recomendados.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	1000 - 1100 / 1832 - 2012	1 - 2 horas	Aire	Aliviar tensiones, mejorar la ductilidad.
Tratamiento de solución	1050 - 1100 / 1922 - 2012	1 hora	Agua	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 del acero inoxidable 319. Estos tratamientos mejoran la ductilidad y la resistencia a la corrosión, lo que lo hace 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
Aeroespacial	Componentes del motor	Alta resistencia, resistencia a la corrosión.	Rendimiento a altas temperaturas.
Procesamiento químico	Intercambiadores de calor	Resistencia a la oxidación, estabilidad térmica.	Durabilidad en ambientes corrosivos.
Fabricación de alimentos	Equipos de procesamiento	Superficie no reactiva, fácil de limpiar.	Cumplimiento de las normas de higiene.

Otras aplicaciones incluyen:
- Componentes marinos
- Equipos farmacéuticos
- Aplicaciones en la industria del petróleo y el gas

El acero inoxidable 319 se elige para estas aplicaciones debido a su capacidad de soportar entornos hostiles manteniendo la integridad estructural y el rendimiento.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 319	AISI 304	AISI 316	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Moderado	Alto	319 ofrece un mejor rendimiento a altas temperaturas.
Aspecto clave de la corrosión	Bueno en cloruros	Justo	Excelente	316 es superior en ambientes marinos.
Soldabilidad	Bien	Excelente	Bien	319 requiere mayor cuidado en la soldadura.
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Justo	El 319 es más difícil de mecanizar.
Formabilidad	Bien	Excelente	Bien	319 puede requerir más atención para evitar que se agriete.
Costo relativo aproximado	Más alto	Moderado	Más alto	Las consideraciones de costo pueden afectar la selección.
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	304 está más comúnmente disponible.

Al seleccionar el acero inoxidable 319, se deben evaluar consideraciones como el costo, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Sus propiedades únicas lo hacen ideal para aplicaciones especializadas, especialmente donde el rendimiento a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión son cruciales.