Acero inoxidable 404: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 404 se clasifica como un acero inoxidable austenítico, conocido principalmente por su alto contenido de cromo y níquel, que le confiere una excelente resistencia a la corrosión y buenas propiedades mecánicas. Los principales elementos de aleación del acero inoxidable 404 incluyen cromo (Cr), níquel (Ni) y molibdeno (Mo), con la siguiente composición aproximada:

Elemento	Rango porcentual (%)
Cromo (Cr)	18.0 - 20.0
Níquel (Ni)	8.0 - 10.0
Molibdeno (Mo)	0,5 - 1,0
Carbono (C)	≤ 0,03
Manganeso (Mn)	2.0 - 3.0
Silicio (Si)	≤ 1.0
Fósforo (P)	≤ 0,045
Azufre (S)	≤ 0,03

Las propiedades inherentes del acero inoxidable 404 incluyen excelente soldabilidad, buena conformabilidad y resistencia a la oxidación y la corrosión. Su microestructura única le permite mantener la resistencia y la tenacidad a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones en industrias como la automotriz, la aeroespacial y la química.

Ventajas y limitaciones

Ventajas:
- Resistencia a la corrosión: El acero inoxidable 404 exhibe una excelente resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, incluidas las condiciones atmosféricas y muchos productos químicos.
- Soldabilidad: Este grado se puede soldar fácilmente utilizando técnicas estándar, lo que lo hace versátil para la fabricación.
- Propiedades mecánicas: Ofrece un buen equilibrio de resistencia y ductilidad, lo cual es esencial para aplicaciones estructurales.

Limitaciones:
- Costo: Los elementos de aleación pueden hacer que el acero inoxidable 404 sea más caro que los aceros al carbono.
- Endurecimiento por trabajo: si bien se puede moldear, el trabajo en frío excesivo puede provocar un endurecimiento por trabajo, lo que puede complicar el procesamiento posterior.

Históricamente, el acero inoxidable 404 ha sido importante en aplicaciones que requieren tanto resistencia como resistencia a la corrosión, posicionándolo como una opción confiable en varios sectores de ingeniería.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S40400	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 404
AISI/SAE	404	EE.UU	Pequeñas diferencias de composición que hay que tener en cuenta
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas de acero inoxidable
ES	1.4002	Europa	Propiedades similares pero pueden diferir en rendimiento mecánico.
JIS	SUS 404	Japón	Comparables pero pueden tener diferentes estándares de procesamiento

Las diferencias entre grados equivalentes suelen residir en la composición específica y las propiedades mecánicas, lo que puede afectar el rendimiento en aplicaciones específicas. Por ejemplo, si bien tanto AISI 404 como EN 1.4002 pueden ofrecer una resistencia a la corrosión similar, su resistencia a la tracción y ductilidad pueden variar, lo que influye en su idoneidad para tareas de ingeniería específicas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Cr (cromo)	18.0 - 20.0
Ni (níquel)	8.0 - 10.0
Mo (molibdeno)	0,5 - 1,0
C (Carbono)	≤ 0,03
Mn (manganeso)	2.0 - 3.0
Si (silicio)	≤ 1.0
P (Fósforo)	≤ 0,045
S (Azufre)	≤ 0,03

La función principal del cromo en el acero inoxidable 404 es mejorar la resistencia a la corrosión y la dureza. El níquel contribuye a la tenacidad y ductilidad del acero, mientras que el molibdeno aumenta la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas, especialmente en entornos con cloruros.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Temperatura de prueba	Valor/rango típico (unidades métricas - SI)	Valor/rango típico (unidades imperiales)	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	Recocido	Temperatura ambiente	160 - 220 HB	90-100 HRB	ASTM E10
Resistencia al impacto	Recocido	-20°C	40 J	30 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero inoxidable 404 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y ductilidad, como componentes estructurales en edificios y maquinaria. Su capacidad para soportar cargas significativas manteniendo la integridad bajo tensión es crucial para la seguridad y el rendimiento.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	7,85 g/cm³	0,284 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1400 - 1450 °C	2550 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	16 W/m·K	9.3 BTU·pulgada/pie²·h·°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·pulgada
Coeficiente de expansión térmica	20 - 100 °C	16,5 x 10⁻⁶ /K	9,2 x 10⁻⁶ /°F

La densidad y el punto de fusión del acero inoxidable 404 indican su robustez, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura. La conductividad térmica y el calor específico son esenciales para aplicaciones que implican intercambio de calor, mientras que la resistividad eléctrica es relevante en aplicaciones eléctricas.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3,5%	25 °C/77 °F	Bien	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10%	20°C/68°F	Justo	Susceptible al SCC
Ácido acético	5%	25 °C/77 °F	Bien	Resistente a la corrosión localizada
Condiciones atmosféricas	-	-	Excelente	Funciona bien en ambientes húmedos.

El acero inoxidable 404 presenta una excelente resistencia a la corrosión atmosférica y a numerosos ácidos y cloruros. Sin embargo, es susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) en ciertos entornos, especialmente en presencia de cloruros. En comparación con el acero inoxidable 304, que ofrece una resistencia a la corrosión similar pero con un mejor rendimiento en entornos ácidos, el 404 puede ser la opción preferida en aplicaciones donde la exposición a cloruros es un problema.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	800 °C	1472 °F	Adecuado para aplicaciones de alta temperatura.
Temperatura máxima de servicio intermitente	900 °C	1652 °F	Puede soportar exposición a corto plazo.
Temperatura de escala	1000 °C	1832 °F	Riesgo de oxidación más allá de este límite

A temperaturas elevadas, el acero inoxidable 404 mantiene 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 puede provocar incrustaciones y degradación de las propiedades mecánicas.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER404	Argón	Bueno para secciones delgadas
MIG	ER404	Argón/CO2	Adecuado para secciones más gruesas.
Palo	E404	-	No se usa comúnmente

El acero inoxidable 404 es altamente soldable mediante diversos métodos, como la soldadura TIG y MIG. El precalentamiento puede ser necesario para secciones más gruesas a fin de evitar grietas. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar sus propiedades mecánicas.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	[Acero inoxidable 404]	[AISI 1212]	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	60%	100%	Más difíciles de mecanizar que los aceros al carbono
Velocidad de corte típica (torneado)	30 metros por minuto	50 metros por minuto	Utilice herramientas de carburo para obtener mejores resultados.

El mecanizado de acero inoxidable 404 puede ser complejo debido a sus características de endurecimiento por deformación. El uso de herramientas y velocidades de corte adecuadas es esencial para un mecanizado eficiente.

Formabilidad

El acero inoxidable 404 se puede conformar mediante procesos en frío y en caliente. El conformado en frío puede producir endurecimiento por deformación, mientras que el conformado en caliente proporciona una mayor ductilidad. Se debe considerar el radio de curvatura mínimo durante la fabricación 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 °C / 1832 - 2012 °F	1 - 2 horas	Aire fresco	Aliviar tensiones, mejorar la ductilidad.
Tratamiento de solución	1050 - 1150 °C / 1922 - 2102 °F	30 minutos	Enfriamiento por agua	Mejorar la resistencia a la corrosión

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido y el tratamiento de solución, son fundamentales para optimizar la microestructura del acero inoxidable 404, mejorando sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión.

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 en entornos hostiles
Procesamiento químico	Tanques de almacenamiento	Resistencia a la corrosión, soldabilidad.	Seguridad y confiabilidad en el manejo de productos químicos
Aeroespacial	Componentes estructurales	Relación resistencia-peso, resistencia a la oxidación	Rendimiento en condiciones extremas

Otras aplicaciones incluyen:
* - Equipos de procesamiento de alimentos
* - Ambientes marinos
* - Estructuras arquitectónicas

El acero inoxidable 404 se elige para estas aplicaciones debido a su excelente equilibrio entre resistencia, resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación, lo que garantiza un rendimiento duradero en entornos exigentes.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 404	Acero inoxidable 304	Acero inoxidable 316	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Fuerza moderada	Alta resistencia	El 404 ofrece mayor resistencia que el 304 pero menos que el 316
Aspecto clave de la corrosión	Bueno en ambientes templados.	Excelente en muchos entornos.	Superior en entornos de cloruro	316 se prefiere para aplicaciones marinas
Soldabilidad	Excelente	Excelente	Bien	Todos los grados son soldables, pero el 316 puede requerir más cuidado.
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Justo	El 404 es más difícil de mecanizar que el 304
Formabilidad	Bien	Excelente	Bien	404 es menos moldeable que 304
Costo relativo aproximado	Moderado	Más bajo	Más alto	404 es rentable para aplicaciones específicas
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Alto	Los calibres 304 y 316 son los más comunes.

Al seleccionar el acero inoxidable 404, se deben considerar la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Sus propiedades únicas lo hacen adecuado para aplicaciones especializadas, especialmente donde es fundamental un equilibrio entre resistencia y resistencia a la corrosión. Además, se deben evaluar los factores de seguridad y las condiciones ambientales para garantizar un rendimiento óptimo y una larga vida útil.