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Aço inoxidável 304: Definição, composição, propriedades, processamento, aplicações e muito mais
- João
SteelPRO Group offers ASTM or requested standard hot/cold rolled 304 stainless steel sheets, plates, coils, strips, bars, rods, pipes, tubes, wires, etc., for your various project requirements. We can provide a range of finishes such as 2B, No.4, HL, BA, No.1, No.8, etc. Sizes can be customized. Alternative grades such as 316, 321, and 430 stainless steel are also available. We guarantee 100% free of quality issues. Contact our sales team for a free sample!
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O que é o aço inoxidável 304?
304 stainless steel, also called A2 or 18/8, is a type of austenitic stainless steel with a face-centered cubic (FCC) crystal structure, primarily composed of 18% chromium and 8% nickel. It conforms to the ASTM A240 standard with equivalent grades like 1.4301 (EN) and SUS304 (JIS). 304 stainless steel is known for its better corrosion resistance than regular steel and is non-magnetic. Common applications include kitchen equipment, chemical containers, and architectural structures. It is typically processed through cold working and cannot be heat treated.
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
304 stainless steel has good resistência à corrosão. It resists rusting and corrosion in many environments, including in damp air, fresh water, and mild chemicals.
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
Here are some common equivalent grades of SS 304 in different countries and regions:
| 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
The major difference between 304 and 316 stainless steel lies in their composition, which leads to different corrosion resistance, applications, and cost. Check the table below for a quick comparison:
| 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?
Yes, 304 stainless steel can ferrugem under certain conditions, such as exposure to saltwater, chlorine, or acidic environments.
O aço inoxidável 304 mancha?
No, 304 stainless steel does not typically tarnish. It is resistant to tarnishing due to its chromium content, which forms a protective oxide layer on the surface. However, it may lose its luster if exposed to harsh chemicals or poor maintenance.
O aço inoxidável 304 arranha facilmente?
Yes, 304 stainless steel can scratch relatively easily. It’s not hard enough because of its relatively low carbon content and lack of hardness-increasing elements like molybdenum or vanadium. The softer surface can be marked by abrasive materials, rough handling, or contact with harder objects.
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?
It depends on specific requirements. 316 stainless steel is better than 304 for harsher environments due to its added molybdenum, which provides greater corrosion resistance. However, 304 is more commonly used and is sufficient for many general-purpose applications where extreme corrosion resistance isn’t necessary.
SteelPRO Group Stainless Steel Stocking
SteelPRO Group covers most of the commonly used stainless steel grades in various shapes:
- Austenitic: 304, 316, 317, 321, 904, etc.
- Ferritic: 409, 430, etc.
- Martensitic: 420, 431, 439, etc.
- Duplex: 2205, 2507, etc.
- Precipitation Hardening: 17-4PH, 17-7PH, etc.
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