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Aço inoxidável 304: Definição, composição, propriedades, processamento, aplicações e muito mais
- João
O SteelPRO Group oferece chapas, chapas, bobinas, tiras, barras, hastes, tubos, fios, etc. de aço inoxidável 304 laminados a quente/frio padrão ASTM ou solicitados para seus vários requisitos de projeto. Podemos fornecer uma variedade de acabamentos, como 2B, No.4, HL, BA, No.1, No.8, etc. Os tamanhos podem ser personalizados. Classes alternativas, como aço inoxidável 316, 321 e 430, também estão disponíveis. Garantimos que o 100% não tem problemas de qualidade. Entre em contato com nossa equipe de vendas para uma amostra grátis!
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O que é o aço inoxidável 304?
Aço inoxidável 304, também chamado de A2 ou 18/8, é um tipo de aço inoxidável austenítico com uma estrutura cristalina cúbica de face centrada (FCC), composta principalmente de cromo 18% e níquel 8%. Ele está em conformidade com o padrão ASTM A240 com graus equivalentes como 1.4301 (EN) e SUS304 (JIS). O aço inoxidável 304 é conhecido por sua melhor resistência à corrosão do que o aço comum e não é magnético. Aplicações comuns incluem equipamentos de cozinha, recipientes químicos e estruturas arquitetônicas. Ele é normalmente processado por meio de trabalho a frio e não pode ser tratado termicamente.
Quem desenvolveu o aço inoxidável 304?
O aço inoxidável 304 foi desenvolvido por W.H. Hatfield em 1924, enquanto ele trabalhava no Firth Brown Laboratories em Sheffield, Inglaterra. Hatfield baseou-se no trabalho anterior de Harry Brearley, que havia sido o pioneiro do aço inoxidável. Ele criou uma liga de aço contendo 18% de cromo e 8% de níquel, que hoje é conhecida como aço inoxidável 18/8. Essa liga, posteriormente denominada aço inoxidável 304, foi inicialmente comercializada com o nome comercial "Staybrite 18/8". Ela se tornou um dos aços inoxidáveis mais usados devido à sua resistência à corrosão e durabilidade.
Composição química do aço inoxidável 304
Confira na tabela abaixo a composição química do aço inoxidável 304:
| Ferro, Fe | Cromo, Cr | Níquel, Ni | Manganês, Mn | Silício, Si | Carbono, C | Nitrogênio, N | Fósforo, P | Enxofre, S |
| Equilíbrio | 18-20% | 8-10.5% | ≤2.0% | ≤1.0% | ≤0,08% | ≤0,10% | ≤0,045% | ≤0,03% |
Propriedades do aço inoxidável 304
Aqui estão três razões principais que tornam o aço inoxidável 304 único:
- Alta resistência à corrosão, especialmente ferrugem e manchas.
- Durável, resistente e facilmente soldável em formas complexas.
- Amplamente utilizado em vários setores devido à sua versatilidade.
Propriedades físicas
Verifique na tabela abaixo as principais propriedades físicas do aço inoxidável 304:
| Propriedade | Valor típico (métrico/imperial) | Desempenho |
| Densidade | 8,00 g/cm³ (0,289 lb/in³) | A alta densidade proporciona boa durabilidade e resistência. |
| Ponto de fusão | 1400-1455°C (2550 - 2650 °F) | O alto ponto de fusão o torna adequado para aplicações em altas temperaturas. |
| Condutividade térmica (100°C) | 16,2 W/m-K (9,36 BTU/hr-ft-°F) | A condutividade térmica moderada é eficaz para a dissipação de calor. |
| CTE, Linear (20℃) | 17,3 µm/m-°C (9,61 μin/in-°F) | A baixa expansão térmica minimiza a deformação com as mudanças de temperatura. |
| Capacidade de calor específico (0-100°C) | 500 J/kg-K (0,12 BTU/lb-°F) | Alto; adequado para aplicações que envolvem troca de calor ou estabilidade térmica. |
| Condutividade elétrica | 2,5 % IACS | A baixa condutividade elétrica é benéfica para determinadas aplicações eletrônicas. |
| Propriedades magnéticas | Geralmente não magnético | A natureza não magnética é útil em ambientes onde o magnetismo pode interferir. |
*CTE, Linear refere-se ao Coeficiente de Expansão Térmica, Linear.
Propriedades mecânicas
Verifique na tabela abaixo as principais propriedades mecânicas do aço inoxidável 304:
| Propriedade mecânica | Valor (métrico/imperial) | Desempenho |
| Resistência à tração | 505 MPa (73,2 ksi) | Moderado; boa resistência à tração em comparação com o aço doce |
| Resistência ao rendimento | 215 MPa (31,2 ksi) | Moderado; ligeiramente inferior ao aço doce, típico do aço inoxidável |
| Dureza Brinell | 123 HB | Moderado; indica resistência média ao desgaste e ductilidade adequada para moldagem |
| Dureza Rockwell | 70 HRB | |
| Dureza Vickers | 129 HV | |
| Alongamento na ruptura | 70% | Muito alta; excelente ductilidade em comparação com o aço doce |
| Módulo de Young | 193 GPa (28 msi) | Alta; mais rígida do que as ligas de alumínio, ligeiramente inferior ao aço carbono |
Propriedades químicas
Consulte a tabela abaixo para conhecer as principais propriedades químicas do aço inoxidável 304:
| Propriedade química | Descrição | Desempenho |
| Resistência à corrosão | Capacidade de resistir à deterioração causada por reações químicas | Excelente; superior a muitos aços, mas menos eficaz em ambientes ricos em cloreto em comparação com o aço inoxidável 316 |
| Sensibilidade ao pH | Resposta a diferentes níveis de pH | Mantém a estabilidade em uma ampla faixa de pH; versátil para várias aplicações |
| Reatividade | Tendência a reagir quimicamente | Baixa; não reage facilmente com a maioria das substâncias |
| Resistência à oxidação | Resistência à formação de óxidos | Alta; forma uma camada protetora de óxido devido ao alto teor de cromo |
| Passivação | Formação de uma camada protetora | Alta; passiva bem; aumenta a resistência à corrosão |
| Combustibilidade | Capacidade de pegar fogo | Incombustível |
| Inflamabilidade | Capacidade de manter a combustão | Não inflamável |
Resistência ao calor e à corrosão do aço inoxidável 304
Resistência ao calor
O aço inoxidável 304 tem boa resistência ao calor, com serviço intermitente de até 870°C e serviço contínuo de até 925°C. Entretanto, o uso contínuo na faixa de temperatura de 425°C a 860°C não é recomendado devido ao risco de precipitação de carboneto.
Nesse caso, é preferível o 304L, especialmente se for necessário soldar, pois ele resiste à precipitação de carboneto devido ao menor teor de carbono. Se for necessária alta resistência a 500°C - 800°, o 304H é a melhor opção.
Resistência à corrosão
O aço inoxidável 304 tem boa resistência à corrosão. Ele resiste à ferrugem e à corrosão em muitos ambientes, incluindo ar úmido, água doce e produtos químicos suaves.
Entretanto, o aço inoxidável 304 pode sofrer corrosão em condições adversas. Ele é suscetível à corrosão por pites e fendas em ambientes ricos em cloretos, como água do mar ou ar salgado. Ele também pode apresentar rachaduras por corrosão sob tensão quando exposto a altas temperaturas acima de 60°C (140°F) em combinação com cloretos.
Processamento de aço inoxidável 304
Formação
O aço inoxidável 304 é fácil de moldar com sua microestrutura austenítica e pode sofrer deformação significativa. Seu baixo teor de carbono também ajuda a evitar a fragilidade durante a conformação.
Especificamente, o aço inoxidável 304 pode ser conformado a quente em temperaturas entre 900°C e 1180°C (1650°F e 2150°F). Após uma extensa conformação a quente, pode ser necessário um recozimento para aliviar a tensão e manter a resistência à corrosão. O trabalho a frio aumenta sua resistência e dureza sem a necessidade de tratamento térmico.
Soldagem
O aço inoxidável 304 é fácil de soldar devido à sua estrutura austenítica e funciona bem com métodos de soldagem comuns, como TIG, MIG e soldagem por resistência.
O material de enchimento mais usado para soldagem de aço inoxidável 304 é o aço inoxidável 308L. Esse material de enchimento corresponde à composição do 304 e oferece boa resistência à corrosão. O recozimento pós-soldagem geralmente não é necessário, a menos que a solda seja exposta a ambientes corrosivos e severamente agressivos ou se houver preocupação com rachaduras por corrosão sob tensão.
Usinagem
O aço inoxidável 304 tem usinabilidade moderada. Não é tão fácil de usinar quanto o aço carbono, com usinabilidade em torno de 45-55% da do aço carbono de usinagem livre. Entretanto, ainda é melhor do que alguns outros aços inoxidáveis, como o 316.
Ao usinar o 304, é importante considerar sua tendência de endurecimento por trabalho. Isso significa que o material se torna mais duro à medida que é cortado, o que pode tornar o processo mais difícil e levar ao desgaste da ferramenta. O uso de ferramentas afiadas e de velocidades de corte adequadas pode ajudar a controlar isso. O resfriamento também é fundamental para evitar o superaquecimento, que pode aumentar ainda mais a dureza e causar problemas na superfície. A lubrificação adequada pode reduzir o atrito e aumentar a vida útil da ferramenta.
Tratamento térmico
O aço inoxidável 304 não pode ser endurecido por tratamento térmico. Ele atinge maior dureza por meio do trabalho a frio. O tratamento térmico envolve recozimento para aliviar o estresse e restaurar a resistência à corrosão. O processo típico de tratamento térmico é:
- Recozimento de solução: Aquecer a 1010–1120°C (1850–2050°F), seguido de resfriamento rápido (geralmente têmpera em água). Isso dissolve carbonetos e retém a estrutura austenítica da liga.
- Alívio do estresse: Se necessário, isso pode ser feito em temperaturas mais baixas (em torno de 450-600°C) para minimizar distorções e tensões internas.
Vantagens e desvantagens do aço inoxidável 304
Veja a seguir as vantagens e os benefícios do aço inoxidável 304:
- Forte resistência à ferrugem e à corrosão, especialmente em ambientes cotidianos.
- Fácil de modelar e moldar, o que o torna adequado para uma variedade de designs.
- Pode ser soldada facilmente para processos eficientes de fabricação e união.
- Seguro e limpo, perfeito para usos alimentícios e médicos.
- Acessível e amplamente disponível, o que o torna uma opção popular.
Aqui estão as desvantagens e limitações do aço inoxidável 304:
- Suscetível à corrosão por pites e fendas em ambientes com cloretos.
- Não apresenta bom desempenho em temperaturas muito altas.
- Pode rachar sob tensão em determinados ambientes, principalmente na presença de cloretos.
- Não é forte o suficiente para aplicações pesadas sem processamento adicional.
- Mais difícil de usinar do que o aço carbono, o que pode aumentar os custos de fabricação.
Aplicações comuns do aço inoxidável 304
Consulte a tabela abaixo para obter uma visão rápida de suas aplicações comuns:
| Setor | Aplicativo | Por que é adequado |
| Alimentos e bebidas | Pias de cozinha, equipamentos de processamento de alimentos, tanques de cervejaria, equipamentos para laticínios | Resistente à corrosão, fácil de limpar, não reativo, mantém a higiene, resiste à limpeza |
| Médico | Instrumentos cirúrgicos, equipamentos hospitalares, implantes ortopédicos, ferramentas odontológicas | Alta resistência à corrosão, esterilizável, biocompatível, durável, fácil de manter a higiene |
| Automotivo | Sistemas de escapamento, guarnições e molduras, tanques de combustível, peças de motor | Resistente ao calor, resistente à corrosão, acabamento atraente, mantém a integridade estrutural |
| Construção | Painéis arquitetônicos, corrimãos, portas de elevador, fixadores | Resistente à corrosão, mantém a aparência, durável, de baixa manutenção e resistente a danos ambientais |
Classes equivalentes de aço inoxidável 304 em diferentes países e regiões
Aqui estão alguns graus equivalentes comuns de SS 304 em diferentes países e regiões:
| País | Padrão/Especificação | Grau equivalente |
| China | GB/T 3280 | 0Cr18Ni9 |
| EUA | ASTM A240 | 304 |
| Alemanha | DIN EN 10088-2 | 1.4301 (X5CrNi18-10) |
| Rússia | GOST 5632 | 08Х18Н10 |
| Europa | EN 10088-2 | X5CrNi18-10 (1.4301) |
| Japão | JIS G4303 | SUS 304 |
| REINO UNIDO | BS 1449 | 304S15, 304S16, 304S31 |
Variantes do aço inoxidável 304
Abaixo estão algumas das variantes comuns do aço inoxidável 304:
| Variante | O que é? | Por que ele pode ser escolhido em vez de 304? | Aplicação típica |
| 304L | Versão de baixo carbono do 304 | Melhor resistência à corrosão após soldagem | Processamento químico, tubulação |
| 304H | Versão de alto carbono do 304 | Melhor resistência a altas temperaturas | Usinas elétricas, caldeiras |
| 304N | 304 enriquecido com nitrogênio | Maior resistência e tenacidade | Aplicações estruturais |
| 304LN | 304 com baixo teor de carbono e enriquecido com nitrogênio | Melhor soldabilidade, resistência e resistência à corrosão | Recipientes criogênicos, trocadores de calor |
*Observação:
- 304L contém ≤0,03% de carbono, enquanto 304H contém 0,040 – 0,10 % de carbono.
- Certos produtos podem ser oferecidos como materiais “duplamente certificados”, como 304/304L, que atendem aos requisitos de resistência mecânica e resistência à corrosão.
- O 304L é mais fácil de soldar sem recozimento pós-soldagem devido ao menor teor de carbono, o que aumenta sua adequação à fabricação. O 304H, com maior teor de carbono, pode ser mais quebradiço em alguns processos de conformação.
- O 304LN tem melhor desempenho em temperaturas extremamente baixas em comparação ao aço inoxidável 304 padrão.
Diferença entre aço inoxidável 304 e 316
O principal diferença entre aço inoxidável 304 e 316 reside em sua composição, o que leva a diferentes resistências à corrosão, aplicações e custos. Verifique a tabela abaixo para uma rápida comparação:
| Propriedade | 304 | 316 |
| Composição química | Cr: 18-20%, Ni: 8-10,5% | Cr: ≤ 18%, Ni: ≤ 14%, Mo: ≤ 3% |
| Resistência à corrosão | Resistência geral, adequada para ambientes normais | Maior resistência, especialmente em ambientes clorados e marinhos |
| Aplicativos | Utensílios de cozinha, acabamento automotivo, materiais de construção, etc. | Equipamentos químicos, marítimos, farmacêuticos, etc. |
| Custo | Inferior | Mais alto |
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Agora que você tem um conhecimento mais profundo do aço inoxidável 304, ainda há alguns problemas comuns que merecem sua atenção:
O aço inoxidável 304 enferruja?
Sim, lata de aço inoxidável 304 ferrugem sob certas condições, como exposição à água salgada, cloro ou ambientes ácidos.
O aço inoxidável 304 mancha?
Não, o aço inoxidável 304 normalmente não manchar. É resistente a manchas devido ao seu teor de cromo, que forma uma camada protetora de óxido na superfície. No entanto, pode perder seu brilho se exposto a produtos químicos agressivos ou manutenção precária.
O aço inoxidável 304 arranha facilmente?
Sim, lata de aço inoxidável 304 arranhar relativamente fácil. Não é duro o suficiente por causa de seu teor de carbono relativamente baixo e da falta de elementos que aumentam a dureza, como molibdênio ou vanádio. A superfície mais macia pode ser marcada por materiais abrasivos, manuseio brusco ou contato com objetos mais duros.
O aço inoxidável 304 é seguro para alimentos?
Sim, o aço inoxidável 304 é seguro para alimentos. Ele é comumente usado em utensílios de cozinha, panelas e equipamentos de processamento de alimentos porque não é reativo, resiste à corrosão e não libera substâncias nocivas para os alimentos.
O que é melhor, aço inoxidável 304 ou 316?
Depende de requisitos específicos. O aço inoxidável 316 é melhor que o 304 para ambientes mais severos devido ao seu molibdênio adicionado, que fornece maior resistência à corrosão. No entanto, o 304 é mais comumente usado e é suficiente para muitas aplicações de uso geral onde a resistência extrema à corrosão não é necessária.
Meias de aço inoxidável SteelPRO Group
O SteelPRO Group abrange a maioria dos tipos de aço inoxidável comumente usados em vários formatos:
- Austenítico: 304, 316, 317, 321, 904, etc.
- Ferrítico: 409, 430, etc.
- Martensítico: 420, 431, 439, etc.
- Duplex: 2205, 2507, etc.
- Endurecimento por precipitação: 17-4PH, 17-7PH, etc.
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