¿Qué hace que un tipo de acero inoxidable sea mejor que otro? En este artículo analizamos las principales diferencias entre los aceros inoxidables 301 y 304. Conocerá sus distintas composiciones químicas, propiedades mecánicas y aplicaciones prácticas. Conocerá sus distintas composiciones químicas, propiedades mecánicas y aplicaciones prácticas. Al final, sabrá qué tipo es el más adecuado para cada uso, ya sea por su solidez, su resistencia a la corrosión o su flexibilidad.
SUS304 (acero inoxidable):
El SUS304, también conocido como acero inoxidable de tipo 304, es el grado de acero inoxidable austenítico más utilizado en aplicaciones industriales. Su mayor resistencia a la corrosión y tolerancia al calor, en comparación con el acero al cromo, se atribuyen a su contenido en níquel (normalmente 8-10,5%). Esta aleación presenta excelentes propiedades mecánicas, como una elevada resistencia a la tracción (515-720 MPa) y un límite elástico (205-310 MPa), junto con un importante índice de endurecimiento por deformación.
La naturaleza no magnética del material y su favorable relación resistencia/peso lo hacen especialmente adecuado para soportes estructurales que requieren robustez y resistencia a la corrosión. La característica de endurecimiento por deformación del SUS304 aumenta su durabilidad bajo tensión, lo que lo hace ideal para aplicaciones que implican cargas o vibraciones repetidas.
En la industria electrónica, en particular para aplicaciones de portátiles, el SUS304 se emplea habitualmente en espesores que oscilan entre 0,4 mm y 1,0 mm. La selección del temple adecuado es crucial para cumplir criterios de diseño específicos. Para la mayoría de los componentes estructurales, se prefiere el temple 3/4 duro (3/4H) debido a su óptimo equilibrio entre resistencia y conformabilidad. Para las aplicaciones que requieren operaciones de conformado más complejas, como los soportes LCD que implican estiramiento y embutición, se recomienda generalmente el temple 1/2 Duro (1/2H) para garantizar una ductilidad suficiente al tiempo que se mantiene una resistencia adecuada.
Cabe señalar que, aunque el SUS304 ofrece un rendimiento superior, algunos fabricantes han empezado a sustituirlo por el SUS430 (un acero inoxidable ferrítico) para reducir costes. Sin embargo, esta sustitución debe evaluarse cuidadosamente, ya que el SUS430 tiene propiedades mecánicas diferentes y menor resistencia a la corrosión, lo que puede afectar al rendimiento y la longevidad del producto.
Cuando se especifica SUS304 para aplicaciones de precisión, es esencial tener en cuenta no sólo el grado y el revenido, sino también el acabado superficial, las tolerancias dimensionales y la posibilidad de agrietamiento por corrosión bajo tensión en determinados entornos. La selección y el procesamiento adecuados del material pueden influir significativamente en la calidad, el rendimiento y la vida útil del producto final.
SUS301 (acero inoxidable):
El SUS301, un acero inoxidable austenítico, contiene menos cromo que el SUS304, lo que reduce su resistencia a la corrosión. Sin embargo, su característica distintiva reside en su excepcional capacidad de endurecimiento por deformación. Mediante procesos de trabajo en frío, como el laminado o el estirado, el SUS301 puede alcanzar una resistencia a la tracción y una dureza extraordinariamente altas, superando a menudo los 1.500 MPa de resistencia a la tracción en su estado totalmente duro.
La combinación única de resistencia y elasticidad de este material lo hace ideal para aplicaciones que requieren elevadas propiedades elásticas. En la industria electrónica, sobre todo en ordenadores portátiles, el SUS301 se utiliza ampliamente para blindaje contra EMI (interferencias electromagnéticas) y componentes de contacto elásticos. Su capacidad para mantener unas características elásticas constantes a lo largo del tiempo, junto con una buena conductividad eléctrica, lo convierten en una excelente opción para estas aplicaciones.
Normalmente, el SUS301 se emplea en calibres finos que van de 0,07 mm a 0,4 mm (0,07T a 0,4T). Cuando se especifica este material, es crucial seleccionar el grado y el revenido adecuados para cumplir los requisitos específicos del diseño. El material está disponible en varias condiciones, desde recocido (blando) hasta extra duro, cada una de las cuales ofrece distintos niveles de límite elástico, resistencia a la tracción y alargamiento.
Es importante señalar que la textura cristalográfica desarrollada durante el trabajo en frío influye significativamente en las propiedades mecánicas del material. La dirección de laminación alinea la estructura del grano, lo que da lugar a un comportamiento anisótropo. Los grados más altos (que indican más trabajo en frío) presentan mayor dureza y resistencia a la tracción, pero menor ductilidad. Esta característica requiere una cuidadosa consideración durante las operaciones de conformado.
Al conformar SUS301, especialmente en sus condiciones más duras, debe prestarse especial atención a los radios de curvatura y las direcciones de conformado. La tendencia del material a la recuperación elástica y su menor conformabilidad en condiciones más duras pueden provocar problemas como grietas en esquinas y paredes laterales si no se controlan adecuadamente. Para mitigar estos problemas en piezas complejas, pueden ser necesarias técnicas como el recocido de alivio de tensiones o el uso de herramientas de conformado especializadas.
SUS301: Muy adecuado para aplicaciones elásticas por su alto contenido en carbono y su dureza superior. Este grado presenta una excelente resistencia a la fatiga elástica, por lo que es ideal para componentes que requieren propiedades elásticas sostenidas. Sin embargo, su elevada resistencia tiene como contrapartida una menor ductilidad, lo que limita su conformabilidad en operaciones de embutición.
SUS304: Menos adecuado para aplicaciones elásticas debido a su menor contenido en carbono y, en consecuencia, a su menor dureza. Aunque este grado ofrece una excelente resistencia a la corrosión y conformabilidad, su naturaleza más blanda lo hace propenso a la fatiga elástica en condiciones de carga cíclica.
SUS430: Acero inoxidable ferrítico de dureza variable debido a su mayor contenido de impurezas, en particular carbono y nitrógeno. Esta inconsistencia en la dureza puede dar lugar a propiedades mecánicas impredecibles, lo que lo hace menos ideal para aplicaciones que requieren respuestas elásticas precisas.
Nota:
Incluso cuando los valores nominales de dureza son similares, como SUS301 3/4H y SUS304 H, las diferencias microestructurales subyacentes afectan significativamente a su comportamiento elástico. El SUS304 H, a pesar de tener la misma dureza, es más susceptible a la fatiga elástica en aplicaciones de muelles debido a su estructura austenítica y a su menor contenido de carbono. Esto subraya la importancia de tener en cuenta tanto la composición como la microestructura en la selección de materiales para componentes elásticos.
El grosor del material desempeña un papel crucial en la tolerancia a la dureza, ya que los materiales más gruesos presentan mayores variaciones de dureza. Este fenómeno se atribuye a las diferencias en las velocidades de enfriamiento y a la posible segregación composicional durante el proceso de fabricación. Los ingenieros deben tener en cuenta esta variación de la dureza en función del espesor a la hora de diseñar piezas con requisitos elásticos específicos, especialmente en el caso de componentes de precisión o con secciones transversales variables.
| Grado | SUS301 | |
| Composición química (WT%) | (C) | ≤0.15 |
| (Mn) | ≤2.00 | |
| (Ni) | 6.00-8.00 | |
| (Si) | ≤1.00 | |
| (P) | ≤0.035 | |
| (S) | ≤0.030 | |
| (Nb) | / | |
| (Cr) | 16.00-18.00 | |
Nota:
Especificación del tratamiento térmico: Tratamiento en solución a 1010-1150℃ seguido de enfriamiento rápido.
Estructura metalográfica: La microestructura se caracteriza por austenita.
Condiciones de entrega: Generalmente se entrega en estado tratado térmicamente, con el tipo de tratamiento térmico específico especificado en el contrato. Si no se especifica, se entregará en estado no tratado.
| Grado | SUS301 | ||
| Propiedades mecánicas | Resistencia a la tracción | σb (MPa) | ≥520 |
| Límite elástico σs | (Mpa) | ≥205 | |
| Alargamiento δs | (%) | ≥40 | |
| Reducción de la superficie | ψ (％) | ≥60 | |
| Energía de impacto Akv (J) | / | ||
| Valor de la tenacidad al impacto α kv (J/cm2) | / | ||
| Dureza | / | ||
| Tamaño de la muestra en blanco | / | ||
Dureza: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HVK
| Grado | Propiedades mecánicas | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| SUS304 | ANN | 200máx | 205min | 520min | 40min |
| SUS304 | 1/2H | 250min | 470min | 780min | 6min |
| SUS304 | 3/4H | 310min | 665min | 930min | 3min |
| SUS304 | FH | 370min | 880min | 1130min | / |
| SUS301 | ANN | 200máx | 205min | 520min | 40min |
| SUS301 | 1/2H | 310min | 510min | 930min | 40min |
| SUS301 | 3/4H | 310min | 745min | 1130min | 5min |
| SUS301 | FH | 430min | 1030min | 1320min | 3min |
| SUS301 | EH | 490min | 1275min | 1570min | / |
El SUS 301 tiene una densidad de 7,93 g/cm³.
| Material | Marca de dureza | Valor de dureza |
| SUS301 | 1/4H | 250~por encima de 250 |
| SUS301 | 1/2H | 300~superior a 310 |
| SUS301 | 3/4H | 360~por encima de 370 |
| SUS301 | H | 400~ por encima de 430 |
| SUS301 | EH | Arriba 490 |
"SUS" es un término general para designar los grados de acero japoneses. El SUS304 es un acero inoxidable japonés estándar JIS, que corresponde al 0Cr18Ni9 de China y al 304 de EE.UU.
Propiedades: Tiene buena resistencia a la corrosión, resistencia al calor, resistencia a bajas temperaturas y propiedades mecánicas. Presenta buenas propiedades de trabajo en caliente, como el estampado y el curvado, y no se endurece durante el tratamiento térmico. No es magnético.
Usos: artículos domésticos, armarios, tuberías de interior, calentadores de agua, calderas, bañeras, piezas de automóvil, dispositivos médicos, materiales de construcción, productos químicos, industria alimentaria, agricultura y componentes de barcos.
| Grado | SUS304 | ||
| Propiedades mecánicas | Resistencia a la tracción | σb (MPa) | ≥520 |
| Límite elástico | σs (MPa） | ≥205 | |
| Alargamiento | δ5 (％) | ≥40 | |
| Reducción de la superficie | ψ (％) | ≥60 | |
| Energía de impacto | Akv (J) | / | |
| Resistencia al impacto | Valor/αkv (J/cm2) | / | |
| Dureza | / | ||
| Tamaño de la muestra en blanco | / | ||
Dureza: ≤187HB; ≤90HRB; ≤200HV
El SUS 304 tiene una densidad de 7,85 g/cm³.
| Grado | SUS304 | |
| Composición química (WT%) | (C) | ≤0.07 |
| (Mn) | ≤2.00 | |
| (Ni) | 8.00-11.00 | |
| (Si) | ≤1.00 | |
| (P) | ≤0.035 | |
| (S) | ≤0.030 | |
| (Nb) | / | |
| (Cr) | 17.00-19.00 | |
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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