Acero inoxidable 18-8 vs 304 vs 316

El acero inoxidable 18-8 se refiere comúnmente al grupo de aleaciones austeníticas de cromo-níquel que contienen aproximadamente 18% de cromo y 8% de níquel, y en la práctica este término denota más a menudo el Tipo 304. Para la resistencia general a la corrosión, conformabilidad, soldabilidad y rentabilidad, el Tipo 304 sigue siendo la elección por defecto. En cuanto a resistencia general a la corrosión, conformabilidad, soldabilidad y rentabilidad, el Tipo 304 sigue siendo la elección por defecto. Cuando el servicio requiere una mayor resistencia a las picaduras, la corrosión por intersticios o los entornos con cloruros, el Grado 316 (con molibdeno añadido) es la mejor opción a pesar del mayor coste del material. Los ingenieros que elijan entre 18-8/304 y 316 deben sopesar la agresividad medioambiental, las necesidades de fabricación, la vida útil requerida y el presupuesto antes de especificar el material.

Introducción y breve contexto histórico

Los aceros inoxidables de la serie 300 han dado forma a la fabricación moderna, el procesamiento de alimentos, los equipos químicos y los acabados arquitectónicos. La etiqueta "18-8" surgió de una antigua abreviatura industrial que hacía hincapié en las dos adiciones de aleación dominantes: aproximadamente 18% de cromo más aproximadamente 8% de níquel. Esta abreviatura es anterior a los modernos sistemas de numeración unificada que utilizan nombres precisos para los grados, como Tipo 304 o UNS S30400. Con el tiempo, el tipo 304 se convirtió en la encarnación práctica común de las aleaciones 18-8. El grado 316 evolucionó más tarde con el cromo y el níquel. El grado 316 evolucionó posteriormente con la adición de molibdeno para resistir mejor la corrosión localizada en entornos con cloruros. Una orientación fiable sobre qué grado se ajusta a un servicio concreto requiere relacionar la química de la aleación, la microestructura, la exposición medioambiental y los métodos de fabricación.

Qué significa "18-8" en la práctica

"18-8" es una frase descriptiva que recoge un punto químico común dentro de la serie 300 austenítica. No constituye una especificación formal. La práctica común equipara 18-8 con el tipo 304, aunque otras aleaciones de la serie 300 pueden mostrar niveles similares de cromo-níquel. Los ingenieros deben evitar el uso de "18-8" en los documentos de contratación cuando deban respetarse las normas o propiedades precisas del material; en su lugar, deben especificar el grado y la norma de referencia (por ejemplo, Tipo 304 según ASTM A240).

Comparación de la composición química (tabla concisa)

La siguiente tabla recopila los rangos de composición típicos para cada grado utilizando límites de especificación comunes (valores tomados de tablas de materiales ampliamente utilizadas y resúmenes ASTM). Estos rangos representan valores típicos de la industria para 304 y 316 forjados; consulte las especificaciones de compra para los límites del certificado de prueba de laminación.

Notas:

• La abreviatura 18-8 refleja el contenido aproximado de cromo y níquel; la adquisición moderna debe referirse a ASTM A240 o equivalente.

Fundamentos de microestructura y metalurgia

Tanto el 304 como el 316 pertenecen a la familia austenítica. Su matriz es austenita cúbica centrada en la cara (FCC) a temperatura ambiente, estabilizada por el níquel. Esta microestructura garantiza ductilidad, buena tenacidad a baja temperatura, comportamiento no endurecedor durante el calentamiento y respuesta casi antimagnética en estado recocido. La precipitación de carburos puede producirse en los límites de grano cuando el material pasa un tiempo a unos 425-850°C; esto provoca el agotamiento del cromo y una posible corrosión intergranular. Las variantes de bajo contenido en carbono (304L, 316L) o los grados estabilizados (316Ti, 321) se utilizan para mitigar la sensibilización durante la soldadura o la exposición al calor. La adición de molibdeno en el 316 aumenta la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas al mejorar la estabilidad de la capa de óxido pasiva en soluciones que contienen cloruro.

Comparación de las propiedades mecánicas (tabla)

Las propiedades mecánicas recocidas típicas para formas forjadas comunes (chapa, placa, fleje) sirven de orientación para el diseño. Los valores reales dependen de la forma del producto, del trabajo en frío y de los datos de ensayo del proveedor.

Interpretación:

Ambas calidades muestran un comportamiento mecánico similar en estado recocido. En la mayoría de los casos, la selección depende del entorno y no de la resistencia a la tracción.

Comportamiento de la corrosión y mecanismos de resistencia

Película pasiva y corrosión general
La presencia de cromo forma una fina película adherente de óxido de cromo que protege el acero del sustrato frente a muchos entornos oxidantes. El níquel mejora la estabilidad de la película y la ductilidad de la matriz.

Corrosión localizada (picaduras, grietas)
Los iones cloruro desafían la película pasiva y pueden iniciar un ataque localizado. El molibdeno en el tipo 316 mejora la cinética de repasivación y eleva el umbral potencial de picaduras, lo que hace que el 316 sea notablemente mejor que el 304 en flujos de proceso marinos y con cloruros.

Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC)
Los grados austeníticos pueden experimentar SCC por cloruros a temperaturas elevadas bajo tensión de tracción. Las estrategias de control incluyen la elección del material, el alivio de la tensión residual y el control del cloruro.

Pasivación y mantenimiento
La pasivación química (tratamientos con ácido nítrico o cítrico) elimina el hierro libre y favorece la formación de una capa pasiva rica en cromo. La inspección periódica y la limpieza rutinaria prolongan la vida útil en muchas aplicaciones.

Fabricación: conformado, soldadura, maquinabilidad, tratamiento térmico

Conformado y trabajo en frío
El 304 suele conformarse y embutirse fácilmente. El índice de endurecimiento por deformación es moderado; las matrices y herramientas de conformado deben tener en cuenta la recuperación elástica. El 316 también se conforma bien, pero tiene un endurecimiento por deformación y una recuperación elástica ligeramente superiores.

Soldadura
Tanto el 304 como el 316 se sueldan fácilmente mediante los procesos de fusión habituales. El control del aporte térmico y la selección del metal de aportación son importantes; para soldaduras en 304, la aportación correspondiente (304) o la aportación con bajo contenido en carbono pueden evitar la sensibilización. Para el 316 en servicio con cloruros, utilice una aportación de 316 para mantener el comportamiento frente a la corrosión. Las calidades con bajo contenido en carbono (304L, 316L) reducen el riesgo de ataque intergranular tras la soldadura.

Maquinabilidad
Los aceros inoxidables austeníticos son menos mecanizables que el acero dulce debido al endurecimiento por deformación y a su baja conductividad térmica. Existen variantes de corte libre con azufre añadido (por ejemplo, 303), pero sacrifican la resistencia a la corrosión. Para los componentes críticos, la selección de la herramienta y los parámetros de corte son esenciales.

Tratamiento térmico
Los aceros inoxidables austeníticos no pueden endurecerse mediante tratamientos térmicos convencionales. El recocido por disolución seguido de un enfriamiento rápido restaura la ductilidad y disuelve los carburos. El envejecimiento a determinadas temperaturas puede provocar la precipitación de la fase sigma en aceros muy aleados, lo que reduce la tenacidad.

Aplicaciones típicas y casos de uso en la industria (tabla)

Interpretación:

• La elección del grado debe ajustarse tanto a los requisitos medioambientales como a los reglamentarios en materia de higiene; es importante la trazabilidad a través de los certificados de pruebas y normas de las fábricas.

Normas, especificaciones y equivalentes internacionales

Normas clave citadas habitualmente en la contratación y el diseño:

• ASTM A240 / ASME SA-240 - Especificación para chapas, hojas y bandas de acero inoxidable al cromo y al cromo-níquel para recipientes a presión y aplicaciones generales. Referencia para los productos forjados 304 y 316.

• Numeración UNS - UNS S30400 (304), UNS S31600 (316) utilizados en las bases de datos mundiales de materiales.

• Equivalencias EN / ISO - EN 1.4301 (304), EN 1.4401 (316). Las tablas de correspondencia ayudan a hacer corresponder las normas entre regiones.

• Fichas técnicas - ASM, MatWeb, certificados del fabricante para datos mecánicos, físicos y químicos.

Recomendación:

• Especifique siempre el grado más la norma (por ejemplo: acero inoxidable tipo 316, ASTM A240), solicite certificados de ensayos de laminación (análisis químico, ensayo de tracción) e incluya el acabado superficial, el tratamiento térmico y los requisitos de ensayo.

Consideraciones sobre costes y adquisiciones

El coste del material suele seguir este orden (precio sensible a las condiciones del mercado): 304 < 316. El contenido de níquel y molibdeno determina las diferencias de precio. Pueden aparecer plazos de entrega largos para acabados superficiales específicos o documentación de ensayo certificada. En proyectos de presupuesto limitado, especifique 304 sólo cuando el entorno de servicio no incluya exposición a cloruros o ácidos fuertes. Cuando el cálculo del coste del ciclo de vida muestra un riesgo de sustitución frecuente, puede justificarse económicamente la especificación de 316.

Consejos para abastecerse:

• Confirmar la trazabilidad del proveedor y los certificados de pruebas de la fábrica.

• Considerar la disponibilidad local de variantes bajas en carbono o estabilizadas si la soldadura es frecuente.

• Para equipos a presión críticos, asegúrese de la conformidad con ASME, PED u otros códigos regionales.

Matriz de selección y lista de control

Lista de comprobación rápida para ingenieros que redactan una llamada de material:

• El componente verá cloruros, haluros o agua de mar? → Prefiero 316.

• La soldadura es pesada e inevitable? → considere 304L o 316L para reducir el riesgo de sensibilización.

• Requiere el proyecto un acabado sanitario o el cumplimiento de la normativa? → 316L suele ser preferible para farmacia/biotecnología.

• ¿Es el coste la restricción dominante y el entorno leve? → 304 aceptable.

• Requiere el componente la máxima ductilidad y facilidad de conformado? → El 304 puede ser ligeramente más fácil.

• Se utilizan elementos de fijación? → Se recomiendan fijaciones 316 para el servicio marino.

Utilice esta lista de comprobación para elaborar una nota de especificación que indique el grado, la norma (ASTM/EN/UNS), el acabado superficial y las pruebas requeridas.

Notas sobre medio ambiente, seguridad, reciclaje y pasivación

Reciclado y sostenibilidad
Tanto el 304 como el 316 son altamente reciclables. La recuperación al final de su vida útil contribuye a los objetivos de la economía circular.

Pasivación
Tras la fabricación, la pasivación química elimina el hierro incrustado y favorece la formación de una sólida película de óxido pasiva. La pasivación con ácido cítrico es una alternativa al ácido nítrico en algunas industrias reguladas.

Seguridad
Cortar, esmerilar o soldar acero inoxidable produce polvo y humos; se requiere extracción local y EPI conforme a la normativa de seguridad laboral. Los flujos de residuos del decapado y la pasivación deben gestionarse conforme a la legislación medioambiental.

Variantes y grados especiales

• 304L / 316LCalidades con bajo contenido en carbono que reducen el riesgo de precipitación de carburos durante la soldadura. Se prefieren para fabricaciones soldadas pesadas.

• 316Tititanio estabilizado para resistir la sensibilización en servicio prolongado a altas temperaturas.

• Calidades endurecidas por precipitación, dúplex y superausteníticasSe elige cuando se requiere una resistencia a la corrosión superior a 316.

• Equivalentes de fundición: CF-8 (fundición 304) y CF-8M (fundición 316) utilizados cuando se requieren piezas de fundición.

Preguntas más frecuentes (FAQ)

1) ¿Es lo mismo 18-8 que 304?
Respuesta corta: en el uso común de la industria, sí. La abreviatura 18-8 se refiere al contenido aproximado de cromo y níquel típico del Tipo 304. Para evitar ambigüedades en la adjudicación de contratos, especifique "Tipo 304" y la norma aplicable.

2) ¿Qué grado resiste mejor el agua de mar: ¿el 304 o el 316?
El 316 ofrece una resistencia superior al agua de mar gracias a su contenido en molibdeno, que aumenta la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en entornos con cloruros. Utilice 316 para servicios marinos de larga duración.

3) ¿Pueden endurecerse ambas calidades mediante tratamiento térmico?
Los aceros inoxidables austeníticos no se endurecen con los ciclos tradicionales de templado y revenido. Para aumentar su resistencia es necesario trabajarlos en frío o seleccionar aleaciones que se endurezcan por precipitación.

4) ¿Cuándo debo utilizar 304L o 316L?
Utilice variantes L de bajo contenido en carbono para fabricaciones soldadas pesadas o cuando el tratamiento térmico posterior a la soldadura no sea práctico, para disminuir el riesgo de precipitación de carburos y preservar la resistencia a la corrosión.

5) ¿Cuál es la diferencia de precio entre 304 y 316?
El precio varía en función de las condiciones del mercado. El molibdeno y un mayor contenido de níquel encarecen el 316. Realice un cálculo del material y consulte los precios actuales del mercado de metales para conocer las cifras exactas.

6) ¿Son magnéticos el 304 y el 316?
Ambos son esencialmente no magnéticos en estado totalmente recocido. El trabajo en frío puede inducir una ligera respuesta magnética.

7) ¿Puedo utilizar los utensilios de cocina de 18-8 de forma segura para la comida?
Sí. Muchos productos en contacto con alimentos utilizan el grado 304 (18-8). Para la preparación de alimentos muy ácidos o salados, el 316 ofrece una protección adicional contra la corrosión.

8) ¿Qué ocurre si un componente 304 se corroe en servicio con cloruros?
Puede producirse corrosión localizada por picaduras o grietas. La reparación suele requerir la sustitución por un material más resistente (316 o superior) y abordar las fuentes de cloruro o los defectos de diseño que atrapan los medios corrosivos.

9) ¿Qué grado es más fácil de mecanizar?
Ninguno de los dos es especialmente fácil en comparación con el acero dulce. El 304 tiende a mecanizarse ligeramente más fácilmente que el 316. Utilice herramientas y parámetros de corte adecuados para limitar el endurecimiento por deformación.

10) ¿Qué certificados de ensayo debo solicitar a los proveedores?
Solicite certificados de pruebas de laminación que muestren la composición química y los resultados de las pruebas mecánicas con referencia a la norma (por ejemplo, ASTM A240). En el caso de servicios críticos, incluya pruebas de corrosión, dureza y datos de trazabilidad.

Ejemplos prácticos de selección

Caso A - Tanque de procesamiento de alimentos
Servicio: limpieza con soluciones cáusticas, limpieza ácida periódica, sin cloruros. Recomendación: Tipo 304 o 304L con acabado sanitario y pasivado adecuado.

Caso B - Barandillas y accesorios de a bordo
Servicio: pulverización continua de agua de mar, exposición a cloruros. Recomendación: Tipo 316 o aceros inoxidables dúplex para una larga vida útil; considerar la protección catódica para una exposición severa.

Caso C - Intercambiador de calor de planta química en fluido clorado
Servicio: solución de cloruro caliente a temperatura elevada. Recomendación: Investigar los aceros inoxidables 316L o de aleación superior, posiblemente aleaciones a base de níquel, además de pruebas de ingeniería para el potencial de picaduras.

Estos ejemplos muestran que la selección del grado depende del medio de funcionamiento, la temperatura, la carga mecánica y el régimen de mantenimiento.

Recomendaciones prácticas finales

• Utilice nombres de grado precisos y referencias estándar en los documentos de contratación.

• Para uso general en servicios domésticos, arquitectónicos o de alimentación ligera, el 304 (18-8) es rentable.

• Para exposición a cloruros o servicio químico pesado, especifique 316 o grados de aleación superiores.

• Para las estructuras soldadas, prefiera las variantes de bajo contenido en carbono (304L, 316L) o especifique el recocido por disolución posterior a la soldadura cuando esté permitido.

• Exigir certificados de pruebas de fresado y especificaciones de acabado superficial para equipos higiénicos o que contengan presión.