Acero inoxidable 402: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 402 se clasifica como un acero inoxidable austenítico, conocido principalmente por su alto contenido de cromo y níquel. Este grado se caracteriza por su excelente resistencia a la corrosión, buena conformabilidad y alta resistencia, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones en industrias como la automotriz, la aeroespacial y la alimentaria. Los principales elementos de aleación del acero inoxidable 402 incluyen cromo (Cr), níquel (Ni) y hierro (Fe), siendo el cromo el más importante para mejorar la resistencia a la corrosión y el níquel el que contribuye a su tenacidad y ductilidad.

Descripción general completa

Las características más significativas del acero inoxidable 402 incluyen su alta resistencia a la oxidación y la corrosión, especialmente en entornos ligeramente corrosivos. También presenta buenas propiedades mecánicas, como resistencia y ductilidad, esenciales para aplicaciones estructurales. Sin embargo, es importante destacar que, si bien el acero inoxidable 402 ofrece muchas ventajas, también presenta limitaciones. Por ejemplo, puede no tener el mismo rendimiento en entornos altamente ácidos o ricos en cloruros que otros grados de acero inoxidable, como el 304 o el 316.

Ventajas:
- Excelente resistencia a la corrosión en ambientes templados.
- Buenas propiedades mecánicas, incluyendo resistencia y ductilidad.
- Resistencia a altas temperaturas

Limitaciones:
- Rendimiento reducido en entornos altamente ácidos o ricos en cloruros.
- Menor soldabilidad en comparación con otros grados de acero inoxidable.

Históricamente, el acero inoxidable 402 se ha utilizado en aplicaciones que requieren una combinación de robustez y resistencia a la corrosión, como en la fabricación de componentes automotrices y equipos industriales. Su posición en el mercado es sólida, especialmente en sectores que priorizan la durabilidad y la resistencia al desgaste.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S40200	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 402
AISI/SAE	402	EE.UU	Pequeñas diferencias de composición que hay que tener en cuenta
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas de acero inoxidable
ES	1.4006	Europa	Calificación equivalente en las normas europeas
JIS	SUS 402	Japón	Propiedades similares con ligeras variaciones

La tabla anterior destaca las diversas normas y designaciones asociadas con el acero inoxidable 402. Cabe destacar que, si bien grados como AISI 304 y 316 son los más utilizados, el 402 ofrece ventajas específicas en ciertas aplicaciones, especialmente cuando una resistencia moderada a la corrosión es suficiente.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Cr (cromo)	11.5 - 13.5
Ni (níquel)	0,5 - 2,0
Fe (hierro)	Balance
C (Carbono)	0,03 máximo
Mn (manganeso)	1.0 máximo
Si (silicio)	1.0 máximo

La función principal del cromo en el acero inoxidable 402 es mejorar su resistencia a la corrosión, mientras que el níquel contribuye a su tenacidad y ductilidad. El bajo contenido de carbono ayuda a prevenir la precipitación de carburos, que puede provocar corrosión intergranular. El manganeso y el silicio se incluyen para mejorar la resistencia y la trabajabilidad general del acero.

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	205 - 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	Recocido	-20 °C (-4 °F)	40 J	29,5 pies-lbf	ASTM E23

Las propiedades mecánicas del acero inoxidable 402 lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren buena resistencia y ductilidad. Su resistencia a la tracción y su límite elástico indican que puede soportar cargas significativas, mientras que su porcentaje de elongación demuestra que puede deformarse sin romperse, lo cual es crucial para los procesos de conformado.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (métrico)	Valor (Imperial)
Densidad	Temperatura ambiente	7,8 g/cm³	0,282 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·pulgada/h·pie²·°F
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,73 µΩ·m	0,00000073 Ω·m
Coeficiente de expansión térmica	Temperatura ambiente	16,5 x 10⁻⁶/K	9,2 x 10⁻⁶/°F

La densidad y el punto de fusión del acero inoxidable 402 indican su robustez, mientras que su conductividad térmica y capacidad calorífica específica son importantes para aplicaciones que implican transferencia de calor. Su resistividad eléctrica es relativamente baja, lo que lo hace adecuado para ciertas aplicaciones eléctricas.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3 - 10	20 - 60 / 68 - 140	Justo	Riesgo de corrosión por picaduras
Ácido sulfúrico	10 - 30	20 - 40 / 68 - 104	Pobre	No recomendado
Ácido acético	5 - 20	20 - 60 / 68 - 140	Bien	Resistencia moderada
Atmosférico	-	-	Excelente	Buena resistencia

El acero inoxidable 402 presenta una buena resistencia a la corrosión atmosférica y una resistencia moderada a ciertos ácidos. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en entornos con cloruros, lo cual es crucial para aplicaciones en entornos costeros o marinos. En comparación con grados como el 304 y el 316, el rendimiento del 402 en entornos altamente corrosivos es notablemente inferior, especialmente en condiciones con alto contenido de cloruros.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	800 °C	1472 °F	Adecuado para altas temperaturas.
Temperatura máxima de servicio intermitente	900 °C	1652 °F	Exposición a corto plazo
Temperatura de escala	1000 °C	1832 °F	Riesgo de oxidación

A temperaturas elevadas, el acero inoxidable 402 conserva su resistencia y resistencia a la oxidación, lo que lo hace adecuado para aplicaciones con calor. Sin embargo, la exposición prolongada a temperaturas superiores a 800 °C puede provocar 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	ER 308L	Argón	Se recomienda precalentar
MIG	ER 308L	Mezcla de argón + CO2	Puede ser necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura.

El acero inoxidable 402 se puede soldar con técnicas estándar, pero se recomienda el precalentamiento y el tratamiento térmico posterior a la soldadura para minimizar el riesgo de agrietamiento. La elección del metal de aportación es crucial para garantizar la compatibilidad y mantener la resistencia a la corrosión.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero inoxidable 402	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	40	100	Requiere velocidades de corte más lentas
Velocidad de corte típica (torneado)	30 metros por minuto	80 metros por minuto	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El mecanizado de acero inoxidable 402 puede ser complicado debido a su tenacidad. Las condiciones óptimas incluyen el uso de herramientas de carburo y velocidades de corte más lentas para evitar el desgaste de la herramienta.

Formabilidad

El acero inoxidable 402 presenta una buena conformabilidad, lo que lo hace adecuado para procesos de conformado en frío y en caliente. Sin embargo, es fundamental considerar el endurecimiento por acritud, que puede afectar la ductilidad del material durante las operaciones de conformado.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F	1 - 2 horas	Aire o agua	Mejorar la ductilidad y reducir la dureza.

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido, son cruciales para mejorar la ductilidad y reducir la dureza del acero inoxidable 402. Durante el recocido, la microestructura se transforma, lo que mejora las propiedades mecánicas.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Automotor	Sistemas de escape	Resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas.	Durabilidad y rendimiento
Aeroespacial	Componentes del motor	Alta resistencia, resistencia al calor.	Seguridad y fiabilidad
Procesamiento de alimentos	Equipos y accesorios	Resistencia a la corrosión, facilidad de limpieza.	Higiene y cumplimiento

Otras aplicaciones incluyen:
- Equipos de procesamiento químico
- Ferretería marina
- Aplicaciones arquitectónicas

El acero inoxidable 402 se elige para aplicaciones que requieren un equilibrio entre resistencia y resistencia a la corrosión, particularmente en entornos donde se espera exposición a la humedad o agentes corrosivos leves.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 402	Acero inoxidable AISI 304	Acero inoxidable AISI 316	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Fuerza moderada	Alta resistencia	Alta resistencia	402 es menos fuerte que 304 y 316
Aspecto clave de la corrosión	Regular en cloruros	Bueno en cloruros	Excelente en cloruros	316 ofrece una resistencia superior a la corrosión
Soldabilidad	Moderado	Bien	Bien	402 requiere más cuidado en la soldadura
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Moderado	304 es más fácil de mecanizar
Formabilidad	Bien	Excelente	Bien	El 304 tiene una formabilidad superior
Costo relativo aproximado	Moderado	Moderado	Más alto	402 es rentable para aplicaciones específicas
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	304 y 316 son los más comúnmente disponibles

Al seleccionar el acero inoxidable 402, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad y requisitos específicos de rendimiento. Si bien su uso no es tan común como el 304 o el 316, ofrece ventajas únicas en ciertas aplicaciones, especialmente donde se requiere una resistencia moderada a la corrosión y buenas propiedades mecánicas. La seguridad y las propiedades magnéticas también son factores esenciales, especialmente en industrias donde se prefieren materiales no magnéticos.

En resumen, el acero inoxidable 402 es un material versátil que equilibra resistencia, resistencia a la corrosión y costo, lo que lo hace adecuado para una variedad de aplicaciones de ingeniería.