Acciaio inossidabile 304

Cos'è l'acciaio inossidabile 304?

Il 304 è l'acciaio inossidabile austenitico più diffuso al mondo. La sua composizione nominale di 18% di cromo e 8% di nichel gli conferisce una struttura completamente austenitica, essenzialmente non-magnetica con una buona combinazione di resistenza alla corrosione, duttilità, tenacità e saldabilità. Il grado è designato UNS S30400 in ASTM A240/A240M, 1.4301 (nome dell'acciaio X5CrNi18-10) in EN 10088 e SUS304 in JIS G4304/G4305. Le varianti della famiglia coprono esigenze specifiche: 304L (UNS S30403, EN 1.4307) limita il carbonio allo 0,030% per strutture saldate pesanti e 304H (UNS S30409) trattiene il carbonio tra lo 0,04 e lo 0,10% per la resistenza alle alte-temperature. Le piastre e i tubi con doppia-certificazione vengono comunemente forniti con i limiti 304 e 304L in modo che i produttori possano saldare senza perdere il vantaggio delle basse emissioni di carbonio.

Composizione chimica

Composizione limite delle tre varianti comuni secondo ASTM A240/A240M.

Elemento (%)	304 (S30400)	304L (S30403)	304H (S30409)
C	Inferiore o uguale a 0,08	Inferiore o uguale a 0,030	0.04-0.10
Mn	Inferiore o uguale a 2,00	Inferiore o uguale a 2,00	Inferiore o uguale a 2,00
Sì	Inferiore o uguale a 0,75	Inferiore o uguale a 0,75	Inferiore o uguale a 0,75
P	Inferiore o uguale a 0,045	Inferiore o uguale a 0,045	Inferiore o uguale a 0,045
S	Inferiore o uguale a 0,030	Inferiore o uguale a 0,030	Inferiore o uguale a 0,030
Cr	18.0-20.0	18.0-20.0	18.0-20.0
Ni	8.0-10.5	8.0-12.0	8.0-10.5
N	Inferiore o uguale a 0,10	Inferiore o uguale a 0,10	-

Proprietà meccaniche

Proprietà minime della temperatura ambiente-di piastre, fogli e nastri ricotti secondo ASTM A240/A240M.

Proprietà	304	304L	304H
Resistenza alla trazione	Maggiore o uguale a 515 MPa	Maggiore o uguale a 485 MPa	Maggiore o uguale a 515 MPa
Limite di snervamento (0,2%)	Maggiore o uguale a 205 MPa	Maggiore o uguale a 170 MPa	Maggiore o uguale a 205 MPa
Allungamento	Maggiore o uguale al 40%	Maggiore o uguale al 40%	Maggiore o uguale al 40%
Durezza	Inferiore o uguale a 201 HBW / Inferiore o uguale a 92 HRB	Inferiore o uguale a 201 HBW / Inferiore o uguale a 92 HRB	Inferiore o uguale a 201 HBW / Inferiore o uguale a 92 HRB

Resistenza alla corrosione

Il 304 resiste alla corrosione atmosferica, all'acqua dolce e potabile, ai prodotti alimentari, agli acidi organici e a molti prodotti chimici inorganici diluiti, motivo per cui domina le applicazioni di trasformazione alimentare, bevande, birrifici, latticini e architettoniche. La sua resistenza equivalente alla vaiolatura calcolata (PREN) è di circa 19, quindi è solo marginalmente resistente ai cloruri: nell'acqua di mare, nelle zone con spruzzi, nell'atmosfera di piscine-o nell'esposizione a sali antigelo può bucarsi e, a temperature superiori a circa 60 C, è suscettibile alla tensocorrosione da cloruri. Per tale servizio, è necessario specificare le leghe di molibdeno-con grado 316 o superiore-. Nelle sezioni pesanti saldate, i gradi 304L o stabilizzati evitano la precipitazione del carburo di cromo che si verifica nell'intervallo di sensibilizzazione tra 450 e 850 C.

Trattamento termico e fabbricazione

304 viene fornito in soluzione-ricotto, generalmente riscaldato a 1010-1120 C e raffreddato rapidamente in acqua o aria. Non può essere indurito mediante trattamento termico; la lavorazione a freddo è l'unico modo per aumentare la resistenza, a scapito della duttilità e del leggero magnetismo. Questo grado è eccezionale per la formatura: imbutisce in profondità, si piega, rotola e ruota facilmente e si salda con tutti i processi comuni senza preriscaldamento. Per il contatto con gli alimenti- e per uso architettonico, il decapaggio e la passivazione ripristinano la pellicola passiva ricca di cromo dopo la saldatura e la molatura.

Applicazioni tipiche

Le applicazioni includono lavelli da cucina e attrezzature per la ristorazione, serbatoi per la lavorazione e lo stoccaggio degli alimenti, recipienti per birrifici e caseifici, apparecchiature farmaceutiche, serbatoi per lo stoccaggio di prodotti chimici per mezzi diluiti, tubi per scambiatori di calore, pannelli architettonici e corrimano, recipienti criogenici (fino a -196 C) e parti di elettrodomestici.

Domande frequenti

D: Cosa significa acciaio inossidabile 18/8?

R: Si riferisce alla composizione nominale del 304: circa 18% di cromo e 8% di nichel. Il termine è comunemente usato come sinonimo di 304 nelle stoviglie e negli utensili da cucina.

D: Qual è la differenza tra 304 e 304L?

R: 304L limita il carbonio allo 0,030% massimo. Il basso contenuto di carbonio impedisce la precipitazione del carburo di cromo nella zona-influenzata dal calore durante la saldatura, pertanto il 304L è specificato per sezioni saldate pesanti che non possono essere ricotte dopo la saldatura.

D: L'acciaio inossidabile 304 è magnetico?

R: Allo stato ricotto il 304 è essenzialmente non-magnetico. La lavorazione a freddo, come la piegatura o l'imbutitura, può formare martensite indotta da deformazione-, che rende il materiale leggermente magnetico.

D: Il 304 può essere indurito mediante trattamento termico?

R: No. Come tutti i gradi austenitici, il 304 può essere rinforzato solo mediante lavorazione a freddo, non mediante trattamento termico.

D: Il 304 è adatto al servizio con acqua di mare?

R: Non adatto all'immersione continua. 304 ha una bassa resistenza alla vaiolatura da cloruri e alla tensocorrosione nell'acqua di mare; i gradi di molibdeno-con cuscinetti 316 o duplex sono le scelte standard per il servizio marittimo.

D: A quale temperatura può resistere il 304?

R: Per la resistenza all'ossidazione in aria, il 304 è classificato per servizio continuo a circa 800 C e servizio intermittente a circa 870 C. Per progetti con carico-ad alta-temperatura, utilizzarlo entro le sollecitazioni consentite dal codice applicabile oppure selezionare 304H, 321 o 310S per una resistenza maggiore.

Domande frequenti

Q1. Quali designazioni coprono l'acciaio inossidabile di grado 304?
304 è designato UNS S30400 in ASTM A240/A240M, 1.4301 con il nome dell'acciaio X5CrNi18-10 in EN 10088 e SUS304 in JIS G4304/G4305; la variante a basso-carbonio 304L è UNS S30403 o EN 1.4307, mentre la variante ad alto tenore di carbonio 304H è UNS S30409.

Q2. Quali sono i limiti di composizione di 304?
Secondo ASTM A240/A240M, carbonio è 0,08 max, cromo 18,0-20,0, nichel 8,0-10,5, manganese 2,00 max, silicio 0,75 max, fosforo 0,045 max, zolfo 0,030 max e azoto 0,10 max; Il 304L limita il carbonio a 0,030 massimo e il 304H trattiene il carbonio tra lo 0,04 e lo 0,10%.

Q3. Quali sono le proprietà meccaniche minime del 304 ricotto?
La resistenza alla trazione minima è 515 MPa, la resistenza allo snervamento dello 0,2% è 205 MPa, l'allungamento è del 40% e la durezza è 201 HBW o 92 HRB massimo; Il 304L mostra lo stesso allungamento ma minimi inferiori di 485 MPa di trazione e 170 MPa di snervamento.

Q4. Perché il 304 è solo marginalmente resistente ai cloruri?
La sua resistenza equivalente alla vaiolatura calcolata (PREN) è di circa 19, quindi nell'acqua di mare, nelle zone soggette a spruzzi, nell'atmosfera di piscine-o nell'esposizione a sali antigelo può bucarsi e, a temperature superiori a circa 60 C, è suscettibile alla tensocorrosione da cloruri; per tale servizio è necessario specificare leghe di molibdeno-con grado 316 o superiore-.

Q5. Quali trattamenti termici e limiti di servizio si applicano al 304?
304 viene fornito in soluzione-ricotto a 1010-1120 C con raffreddamento rapido, non può essere indurito mediante trattamento termico e nelle sezioni pesanti saldate deve essere evitato l'intervallo di sensibilizzazione 450-850 C, motivo per cui vengono utilizzati i gradi 304L o stabilizzati; per la resistenza all'ossidazione nell'aria è valutato a circa 800 C in servizio continuo e 870 C in servizio intermittente.