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Acero Inoxidable 416: Definición, composición, propiedades, procesamiento, aplicaciones y más
- John
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¿Qué es el acero inoxidable 416?
416 es una serie 400 acero inoxidable martensítico que ofrece la mejor maquinabilidad (85%) de todos los aceros inoxidables, compuesto principalmente de cromo, manganeso y azufre. El material cumple la norma ASTM A582 y es equivalente al EN 1.4005 (X12CrS13) y al UNS S41600. Su maquinabilidad superior se debe a su alto contenido en azufre, que lo hace especialmente adecuado para operaciones de mecanizado a alta velocidad. Sin embargo, la adición de azufre también reduce su conformabilidad, soldabilidad y resistencia a la corrosión. Las aplicaciones más comunes incluyen componentes como tornillos, pernos y ejes de bombas, donde se requiere facilidad de mecanizado y resistencia moderada a la corrosión.
Composición química del acero inoxidable 416
La composición química del acero inoxidable 416 es la siguiente:
| Carbono, C | Cromo, Cr | Manganeso, Mn | *Níquel, Ni | *Molibdeno, Mo | Fósforo, P | Silicio, Si | Azufre, S |
| ≤ 0,15 % | 13 % | ≤ 1,25 % | ≤1.0% | ≤ 0,60 % | ≤ 0,060 % | ≤ 1.0 % | ≥ 0,15 % |
*Níquel y *Molibdeno: opciones adicionales
Propiedades del acero inoxidable 416
He aquí tres razones principales que hacen que el acero inoxidable 416 sea único:
- Alta maquinabilidad, por lo que es fácil de cortar y moldear.
- Puede someterse a tratamiento térmico para aumentar su dureza y resistencia.
- Buena resistencia al desgaste, adecuada para piezas mecánicas.
Propiedades físicas
Consulte la tabla siguiente para conocer las propiedades físicas fundamentales del acero inoxidable 416:
| Propiedad | Valor típico | Rendimiento |
| Densidad | 7,80 g/cm³ (0,282 lb/pulg³) | Alta densidad, resistencia y durabilidad |
| Punto de fusión | 1480-1530 °C (2700-2790 °F) | Alto punto de fusión, apto para altas temperaturas |
| CTE, Lineal (0-100°C/32-212°F) | 9,9 μm/m-°C (5,50 μin/in-°F) | Expansión térmica moderada |
| Capacidad calorífica específica (0-100°C/32-212°F) | 460 J/kg-K (0,110 BTU/lb-°F) | Buena capacidad calorífica, eficaz para retener el calor |
| Conductividad térmica (a 100°C/212°F) | 24,9 W/m-K (172 BTU-in/h-ft²-°F) | Buena conductividad térmica, transferencia de calor eficaz |
| Conductividad eléctrica | 23% IACS (23% IACS) | Conductividad eléctrica moderada |
| Resistividad eléctrica (a 20°C/68°F) | 43 μΩ-cm (43 μΩ-cm) | Resistividad eléctrica moderada |
Propiedades mecánicas
Consulte la tabla siguiente para conocer las propiedades mecánicas fundamentales del acero inoxidable 416:
| Temperatura (°C) | Resistencia a la tracción (MPa/ksi) | Límite elástico (MPa/ksi) | Dureza Brinell (HRB) | Dureza Rockwell (HRC) | Dureza Vickers (HV) | Alargamiento a la rotura (%) | Módulo de Young (GPa/msi) |
| 150 | 1310/190 | 983/143 | 365 | 39.5 | 383 | 9 | 200/29 |
| 260 | 1295/187.8 | 962/140 | 360 | 39 | 378 | 9.5 | 200/29 |
| 370 | 1260/183 | 962/140 | 360 | 39 | 378 | 14 | 200/29 |
| 480 | 1185/171.9 | 962/140 | 360 | 39 | 378 | 16 | 200/29 |
| 540 | 1080/157 | 895/130 | 318 | 34 | 332 | 13 | 200/29 |
| 595 | 865/125 | 740/107 | 266 | 26 | 275 | 17 | 200/29 |
| 650 | 796/115 | 670/97.2 | 253 | 23.5 | 260 | 17.5 | 200/29 |
| 705 | 741/107 | 600/87 | 237 | 20 | 242 | 20 | 200/29 |
Propiedades químicas
Consulte la tabla siguiente para conocer las principales propiedades químicas del acero inoxidable 416:
| Propiedad química | Descripción | Rendimiento |
| Resistencia a la corrosión | Capacidad para resistir la corrosión en diferentes entornos. | Moderado; inferior en comparación con los grados austeníticos como el 304, mejor que el acero al carbono. |
| Sensibilidad pH | Respuesta a medios ácidos o básicos. | Sensible a las condiciones ácidas; funciona mejor en entornos neutros o ligeramente alcalinos. |
| Reactividad | Tendencia a sufrir reacciones químicas. | Baja reactividad en ambientes suaves; propenso a la picadura en cloruros. |
| Resistencia a la oxidación | Resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas. | Regular; mejor que el acero al carbono pero inferior al acero inoxidable de alta aleación. |
| Pasivación | Capacidad para formar una capa protectora de óxido. | Moderado; forma una capa de óxido de cromo pero menos estable que las aleaciones de cromo superiores. |
| Combustibilidad | Capacidad de incendiarse en condiciones normales. | Incombustible; no arde en condiciones normales. |
| Inflamabilidad | Probabilidad de inflamarse o favorecer la combustión. | No inflamable; resistente a la ignición en todos los escenarios industriales prácticos. |
Resistencia al calor y a la corrosión del acero inoxidable 416
Resistencia al calor
El acero inoxidable de grado 416 ofrece una resistencia moderada al calor, pero debe utilizarse con precaución a altas temperaturas.
Puede resistir bastante bien la descamación en servicio continuo hasta 650°C y hasta 760°C en funcionamiento intermitente. Sin embargo, su resistencia a la tracción, a la fluencia y a la rotura por tensión disminuyen rápidamente a temperaturas relativamente bajas. Además, su alto contenido en azufre aumenta la susceptibilidad al agrietamiento en caliente.
Por lo tanto, el acero inoxidable 416 no suele recomendarse para aplicaciones a altas temperaturas. Tampoco es adecuado para su uso por debajo de cero grados, ya que su resistencia al impacto disminuye significativamente.
Resistencia a la corrosión
El acero inoxidable de grado 416 tiene una menor resistencia a la corrosión en comparación con muchos otros grados de acero inoxidable, incluidos los austeníticos, ferríticos y otros grados martensíticos. Aunque su mayor contenido de azufre mejora la maquinabilidad, también aumenta la susceptibilidad a la corrosión.
El acero inoxidable 416 funciona bien en ambientes secos y ligeramente corrosivos, pero no es adecuado para condiciones marinas o de cloruros. Su resistencia a la corrosión es mejor cuando el acero está templado y revenido que recocido.
Para mantener su capa protectora de óxido de cromo, es crucial un tratamiento adecuado de la superficie. Esto incluye la pasivación, la eliminación de partículas extrañas y la circulación libre de oxígeno en la superficie para evitar la oxidación.
Procesado del acero inoxidable 416
Formando
El acero inoxidable 416 es poco conformable debido a su alto contenido en azufre, que aumenta la maquinabilidad pero reduce la ductilidad. Es propenso a agrietarse durante el conformado, por lo que deben evitarse las técnicas agresivas.
El precalentamiento y el uso de lubricantes pueden ayudar a reducir el riesgo de grietas, pero el material es más adecuado para el mecanizado que para el conformado complejo. Si es necesario el conformado, puede ser necesario un tratamiento térmico posterior para restaurar la resistencia y la dureza.
Soldadura
El acero inoxidable 416 no suele recomendarse para la soldadura debido a su alto contenido en azufre. Esto hace que el material sea propenso a agrietarse, ya sea durante o después de la soldadura. El azufre puede provocar grietas en caliente, mientras que las propiedades endurecedoras del acero pueden causar grietas en frío.
Si la soldadura es inevitable, hay que tomar precauciones especiales. Precalentar el acero a 200-300°C ayuda a reducir el riesgo de fisuración. La elección de los materiales de aportación adecuados también es clave. Para mayor resistencia, se suelen utilizar electrodos de bajo hidrógeno, como el grado 410. Para una mayor flexibilidad en la soldadura, son adecuados los rellenos de inoxidable austenítico, como el grado 308.
Es importante mantener un aporte de calor bajo durante la soldadura para evitar una dilución excesiva con el metal de aportación. Tras la soldadura, el enfriamiento debe hacerse lentamente para minimizar las tensiones. Pueden ser necesarios tratamientos posteriores a la soldadura, como el recocido o el alivio de tensiones, para restaurar las propiedades del material.
Mecanizado
El acero inoxidable 416 ofrece una excelente maquinabilidad. Se desarrolló específicamente como un grado de mecanizado libre, lo que lo convierte en la mejor opción entre los aceros inoxidables martensíticos de la serie 400 para tareas de mecanizado. Su rendimiento en este campo es incluso mejor que el del grado 303, un acero inoxidable austenítico de mecanizado libre.
Operaciones como el torneado, el taladrado y el fresado pueden realizarse fácilmente en 416 siempre que se utilicen las herramientas y los ajustes de máquina adecuados. La mejor maquinabilidad se consigue cuando el acero se encuentra en estado de recocido subcrítico, lo que ayuda a reducir el desgaste de las herramientas y a mejorar la precisión.
Tratamiento térmico
El acero inoxidable 416 tiene una templabilidad moderada, lo que significa que puede endurecerse mediante tratamiento térmico, pero sólo hasta una profundidad limitada. Su contenido de carbono relativamente bajo (alrededor de 0,15%) limita la dureza máxima alcanzable, lo que también ayuda a mantener la tenacidad del núcleo.
- Recocido completo
- Calentar a 815-900°C durante 30 minutos.
- Enfriar a un ritmo de 30°C por hora, seguido de enfriamiento por aire.
- Recocido subcrítico
- Calentar a 650-760°C.
- Enfriar el aire después de calentarlo.
- Endurecimiento
- Calentar a 925-1010°C.
- Enfriar en aceite.
- Revenido, evitando el intervalo de 400-580°C para evitar una ductilidad deficiente.
Ventajas y desventajas del acero inoxidable 416
Estas son las ventajas y beneficios del acero inoxidable 416:
- Excelente maquinabilidad, por lo que es fácil de moldear y cortar.
- Puede someterse a tratamiento térmico para aumentar su dureza y durabilidad.
- Gran resistencia, lo que le permite soportar cargas pesadas.
- Rentable en comparación con otros aceros inoxidables.
- Buena resistencia a la corrosión, apta para entornos templados.
Estas son las desventajas y limitaciones del acero inoxidable 416:
- Menor resistencia a la corrosión que otros aceros inoxidables como el 304 o el 316.
- Es frágil cuando se endurece, lo que puede provocar grietas cuando se somete a grandes esfuerzos.
- No es ideal para entornos marinos o ricos en cloruros.
- Menor tenacidad a bajas temperaturas, lo que la hace menos adecuada para entornos fríos.
- Capacidad de soldadura limitada debido a su alto contenido en azufre.
Aplicaciones comunes del acero inoxidable 416
El acero inoxidable 416 es bueno para aplicaciones que requieren buena maquinabilidad, resistencia moderada a la corrosión y alta resistencia, como en tornillos, pernos y engranajes. Se utiliza habitualmente en piezas que deben mecanizarse con facilidad.
Consulte la tabla siguiente para conocer sus aplicaciones más comunes:
| Industria | Aplicación | Por qué conviene |
| Automoción | Engranajes, ejes, pernos, componentes de válvulas | Alta maquinabilidad, resistencia a la corrosión, buena resistencia |
| Aeroespacial | Piezas de válvulas, bujes, pernos, tornillería | Alta resistencia, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión |
| Maquinaria industrial | Ejes de bomba, tornillos, husillos, cojinetes | Buena resistencia al desgaste, maquinabilidad, resistencia al calor |
| Instrumentos médicos | Herramientas quirúrgicas, fresas dentales, cierres, mangos | Resistencia a la corrosión, facilidad de esterilización, alta resistencia |
| Petróleo y gas | Componentes de válvulas, ejes de bombas, tornillos, acoplamientos | Resistencia a la corrosión, gran solidez y durabilidad en entornos difíciles |
| Equipos de procesamiento de alimentos | Cuchillas, tornillos, boquillas, ejes mezcladores | Resistencia a la corrosión, fácil de limpiar, alta maquinabilidad |
Calidades equivalentes de acero inoxidable 416 en distintos países y regiones
A continuación se indican algunos grados equivalentes comunes de SS 416 en diferentes países y regiones:
| País | Norma/Especificación | Grado equivalente |
| UE | EN 10088-1 | X12CrS13 (1.4005) |
| EE.UU. | ASTM A582/A582M | 416 |
| Francia | NF A35-574 | Z11CF13 |
| Inglaterra | BS 970-1:1991 | 416S21 |
| Suecia | SS 14 23 80 | 2380 |
Comparación entre el acero inoxidable 416, 304 y 316
Consulte la tabla siguiente para compararlas rápidamente:
| Propiedad | 416 | 304 | 316 |
| Tipo | Martensítico | Austenítico | Austenítico |
| Estructura cristalina | Cúbico centrado en el cuerpo (CCC) | Cúbico centrado en la cara (FCC) | Cúbico centrado en la cara (FCC) |
| Composición química | Cr: 13%, Mn: ≤ 1,25%, S: ≥ 0,15% | Cr: 18-20%, Ni: 8-10,5% | Cr: ≤ 18%, Mo: ≤ 3%, Ni: ≤ 14%. |
| Resistencia a la corrosión | Moderado | Bien | Excelente |
| Fuerza | Alta | Moderado | Moderado a alto |
| Dureza | Alta | Moderado | Moderado |
| Soldabilidad | Regular a deficiente | Excelente | Bien |
| Propiedades magnéticas | Magnético | No magnético | No magnético |
| Coste | Moderado | Baja | Más alto |
| Aplicaciones | Cubiertos, válvulas, instrumentos quirúrgicos | Equipamiento de cocina, tuberías, piezas de automóvil | Marina, procesamiento químico, productos sanitarios |
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Ahora que tiene un conocimiento más profundo del acero inoxidable 416, todavía hay algunos problemas comunes que merecen su atención：.
¿Se oxida el acero inoxidable 416?
Sí, el acero inoxidable 416 puede oxidarse porque tiene una menor resistencia a la corrosión en comparación con otros aceros inoxidables debido a su mayor contenido de azufre para su maquinabilidad. Sin embargo, sigue siendo más resistente a la oxidación que el acero normal.
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¿Es magnético el acero inoxidable 416?
Sí, el acero inoxidable 416 es magnético debido a su estructura martensítica.
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¿Es el acero inoxidable 416 apto para uso alimentario?
No, el acero inoxidable 416 no suele ser apto para uso alimentario porque su mayor contenido en azufre lo hace más propenso a la corrosión. Los aceros inoxidables aptos para uso alimentario suelen ser el 304 y el 316, más resistentes a la corrosión y seguros para el contacto con alimentos.
¿Es bueno el acero inoxidable 416 para los cuchillos?
No, el acero inoxidable 416 no es ideal para cuchillos. Es conocido por su maquinabilidad, pero carece de la dureza y la retención de filo necesarias para las hojas de cuchillo de alta calidad. Los cuchillos suelen requerir aceros más duros, como el 440C o el 154CM, para un mejor rendimiento.
¿Es el acero inoxidable 416 mejor que el 316?
Depende de las necesidades específicas. El acero inoxidable 316 suele ser mejor por su resistencia a la corrosión, sobre todo en entornos marinos o químicos, mientras que el acero inoxidable 416 es más fácil de mecanizar, pero su resistencia a la corrosión es menor.
¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 304 y el 416?
Acero inoxidable 304 es un grado austenítico con una excelente resistencia a la corrosión, buena soldabilidad y propiedades no magnéticas. El acero inoxidable 416 es un grado martensítico que ofrece mejor maquinabilidad, pero tiene menor resistencia a la corrosión y es magnético.
Resumen y más
Este artículo explica brevemente la definición, composición, propiedades, características de procesamiento, aplicaciones y otros aspectos importantes del acero inoxidable 416. Para saber más sobre el acero inoxidable u otros tipos de acero, consulte nuestro blog o contacte con nuestros expertos en metal.
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