Acero inoxidable 320: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 320 se clasifica como un acero inoxidable austenítico, compuesto principalmente de hierro, cromo y níquel, con un bajo contenido de carbono. Este grado específico suele contener alrededor de un 18 % de cromo y un 8 % de níquel, lo que contribuye significativamente a su resistencia a la corrosión y sus propiedades mecánicas. El bajo contenido de carbono mejora su soldabilidad y reduce el riesgo de precipitación de carburo durante la soldadura, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones en industrias donde la alta resistencia a la corrosión y la conformabilidad son esenciales.

Descripción general completa

El acero inoxidable 320 es conocido por su excelente resistencia a la oxidación y la corrosión, especialmente en entornos de alta temperatura. Su estructura austenítica le proporciona buena ductilidad y tenacidad, lo que lo convierte en la opción preferida para aplicaciones que requieren resistencia y flexibilidad. Los principales elementos de aleación, cromo y níquel, desempeñan un papel crucial en la mejora de la resistencia del acero a entornos corrosivos, mientras que el bajo contenido de carbono minimiza el riesgo de corrosión intergranular.

Ventajas:
- Resistencia a la corrosión: Resistencia excepcional a una amplia gama de entornos corrosivos, incluidas condiciones ácidas y alcalinas.
- Estabilidad a altas temperaturas: mantiene la resistencia y la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas.
- Soldabilidad: El bajo contenido de carbono permite una soldadura fácil sin un riesgo significativo de deterioro de la soldadura.

Limitaciones:
- Coste: Generalmente más caros que los aceros al carbono debido a los elementos de aleación.
- Endurecimiento por trabajo: Puede volverse duro y quebradizo cuando se somete a un trabajo en frío extenso, lo que puede requerir una manipulación cuidadosa durante la fabricación.

Históricamente, el acero inoxidable 320 se ha utilizado en diversas aplicaciones, especialmente en las industrias alimentaria, química y petroquímica, donde sus propiedades únicas son muy valoradas. Su posición en el mercado es sólida, con una demanda constante para su uso en entornos que presentan desafíos para otros materiales.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S32000	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 304 con pequeñas diferencias de composición.
AISI/SAE	320	EE.UU	Similar al 316 pero con diferentes elementos de aleación.
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas de acero inoxidable.
ES	1.4301	Europa	Equivalente al AISI 304, pero con diferentes propiedades mecánicas.
JIS	SUS 304	Japón	Estrechamente relacionado, con resistencia a la corrosión similar.

Las sutiles diferencias entre estos grados pueden afectar significativamente el rendimiento en aplicaciones específicas. Por ejemplo, si bien los aceros inoxidables 320 y 304 comparten muchas propiedades, la mayor resistencia del 320 a ciertos agentes corrosivos lo hace más adecuado para entornos específicos.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Fe (hierro)	Balance
Cr (cromo)	18.0 - 20.0
Ni (níquel)	8.0 - 10.0
C (Carbono)	≤ 0,08
Mn (manganeso)	2.0 - 2.5
Si (silicio)	≤ 1.0

Los principales elementos de aleación del acero inoxidable 320 incluyen cromo, que mejora la resistencia a la corrosión y la estabilidad a la oxidación, y níquel, que contribuye a su tenacidad y ductilidad. El bajo contenido de carbono es crucial para mantener la soldabilidad del acero y prevenir la precipitación de carburos, que puede provocar corrosión intergranular.

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	520 - 720 MPa	75 - 104 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	40 - 50%	40 - 50%	ASTM E8
Dureza	Recocido	160 - 190 HB	90 - 100 HB	ASTM E10
Resistencia al impacto	-40°C	40 J	30 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 320 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 deformación sin fractura, lo que lo hace ideal para aplicaciones estructurales.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	-	7,93 g/cm³	0,286 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	0,73 µΩ·m	0,0000013 Ω·pulgada

La densidad del acero inoxidable 320 indica su considerable masa, lo que contribuye a su resistencia. Su conductividad térmica es moderada, lo que lo hace adecuado para aplicaciones donde la transferencia de calor es necesaria, pero no excesiva. Su capacidad calorífica específica es relativamente alta, lo que le permite absorber y retener el calor, lo cual resulta beneficioso en aplicaciones de alta temperatura.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60 / 68-140	Bien	Riesgo de corrosión por picaduras.
Ácido sulfúrico	10-30	20-50 / 68-122	Justo	Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión.
Ácido acético	5-20	20-60 / 68-140	Bien	Generalmente resistente.
Soluciones alcalinas	5-30	20-60 / 68-140	Excelente	Muy resistente.

El acero inoxidable 320 presenta una excelente resistencia a diversos entornos corrosivos, especialmente en soluciones alcalinas y ácidos orgánicos. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en entornos con cloruros y al agrietamiento por corrosión bajo tensión en ácido sulfúrico. En comparación con el acero inoxidable 316, al que se le añade molibdeno para mejorar la resistencia a las picaduras, el acero inoxidable 320 puede no tener el mismo rendimiento en entornos ricos en cloruros, pero ofrece una mejor resistencia en condiciones alcalinas.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	800	1472	Adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
Temperatura máxima de servicio intermitente	900	1652	Puede soportar exposición a corto plazo a temperaturas más altas.
Temperatura de escala	1000	1832	Comienza a oxidarse significativamente por encima de esta temperatura.

A temperaturas elevadas, el acero inoxidable 320 conserva su resistencia y resistencia a la oxidación, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en entornos de alta temperatura. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 800 °C (1472 °F) puede provocar oxidación e incrustaciones, lo que puede comprometer su integridad estructural.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER308L	Argón	Excelente para secciones delgadas.
MIG	ER308L	Argón + CO2	Bueno para secciones más gruesas.
Palo	E308L	-	Adecuado para aplicaciones al aire libre.

El acero inoxidable 320 es altamente soldable gracias a su bajo contenido de carbono, lo que minimiza el riesgo de precipitación de carburo durante la soldadura. Generalmente no se requiere tratamiento térmico previo, pero el tratamiento térmico posterior a la soldadura puede ser beneficioso para aliviar tensiones y mejorar la resistencia a la corrosión.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero inoxidable 320	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	40	100	Más difícil de mecanizar.
Velocidad de corte típica (torneado)	25 metros por minuto	50 metros por minuto	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El mecanizado de acero inoxidable 320 puede ser más complejo que el de los aceros al carbono debido a su endurecimiento por deformación. Se recomienda utilizar herramientas de acero rápido o carburo, así como mantener velocidades de corte y una aplicación de refrigerante adecuadas para evitar el sobrecalentamiento.

Formabilidad

El acero inoxidable 320 presenta una buena conformabilidad, lo que permite procesos de conformado en frío y en caliente. Sin embargo, es fundamental considerar el efecto de endurecimiento por acritud durante el conformado en frío, que puede requerir fuerza adicional y reducir la ductilidad. El radio mínimo de curvatura debe calcularse cuidadosamente para evitar el agrietamiento.

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	Alivia tensiones y mejora la ductilidad.
Tratamiento de solución	1000 - 1100 / 1832 - 2012	30 minutos	Agua	Disuelve los carburos y mejora la resistencia a la corrosión.

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido y el tratamiento en solución, son fundamentales para optimizar la microestructura del acero inoxidable 320. Estos tratamientos mejoran la ductilidad y la resistencia a la corrosión al disolver los carburos y aliviar las tensiones internas.

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 y tuberías	Resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza.	Higiene y durabilidad
Procesamiento químico	Reactores y tanques de almacenamiento	Estabilidad a altas temperaturas, resistencia a la corrosión.	Seguridad y longevidad
Petróleo y gas	Componentes de la tubería	Resistencia, soldabilidad y resistencia a la corrosión.	Fiabilidad en entornos hostiles

Otras aplicaciones incluyen:
- Equipos farmacéuticos
- Ambientes marinos
- Estructuras arquitectónicas

La selección del acero inoxidable 320 para estas aplicaciones se debe principalmente a su excelente resistencia a la corrosión y propiedades mecánicas, que garantizan seguridad y longevidad en entornos exigentes.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 320	Acero inoxidable AISI 316	Acero inoxidable AISI 304	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia a la tracción	Excelente resistencia a la corrosión	Buena ductilidad	320 ofrece un equilibrio entre resistencia y resistencia a la corrosión.
Aspecto clave de la corrosión	Bueno en soluciones alcalinas.	Mejor en ambientes con cloruro	Resistencia moderada	316 es superior en entornos de cloruro.
Soldabilidad	Excelente	Bien	Bien	Todos los grados son soldables, pero el 320 tiene una ventaja debido al bajo contenido de carbono.
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Excelente	El 320 es más difícil de mecanizar que el 304 y el 316.
Costo relativo aproximado	Moderado	Más alto	Más bajo	Generalmente, el 320 es más rentable que el 316.
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	304 es el acero inoxidable más comúnmente disponible.

Al seleccionar el acero inoxidable 320, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad y requisitos específicos de rendimiento en entornos corrosivos. Sus propiedades únicas lo hacen adecuado para aplicaciones específicas donde otros grados podrían no tener el mismo rendimiento. Además, deben tenerse en cuenta las consideraciones de seguridad en entornos de alta tensión, garantizando que el material seleccionado cumpla con todas las normas regulatorias y de rendimiento.