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Conocimientos sobre el acero

Acero inoxidable 316: composición, propiedades y usos

Qué es el acero inoxidable 316, su composición con molibdeno, propiedades, diferencia con 316L, límites frente a cloruros, magnetismo y aplicaciones.

El AISI 316 es un inoxidable austenítico con molibdeno que se utiliza cuando el ambiente exige más resistencia a la corrosión que muchas aplicaciones habituales del 304. Es frecuente en equipos químicos, alimentarios y farmacéuticos, herrajes de zonas costeras, depósitos, válvulas, chapa y componentes fabricados.

En especificaciones norteamericanas aparece como Type 316 / UNS S31600. En Europa, una referencia común es EN 1.4401 / X5CrNiMo17-12-2. El rasgo químico más importante es el molibdeno: el S31600 contiene normalmente 2–3% Mo, que mejora la resistencia a picaduras y corrosión en rendijas en numerosos medios con cloruros.

Eso no significa que el 316 sea inmune al agua de mar. Temperatura, concentración de cloruros, depósitos, rendijas, acabado superficial, limpieza y tensiones cambian mucho el comportamiento.

Para situarlo dentro de la familia, consulte Acero inoxidable y Acero inoxidable 304 .

Datos básicos del 316

Datos básicos del acero inoxidable 316
DatoReferencia
FamiliaInoxidable austenítico
Tipo ASTM / AISI316
UNSS31600
Referencia EN habitual1.4401 / X5CrNiMo17-12-2
Adición clave2–3% Mo en el rango de referencia S31600
Composición típica de productorAprox. 17,2% Cr, 10,1% Ni y 2,1% Mo
Formatos planos habitualesBobina y chapa laminadas en frío o caliente, placa y fleje

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¿Qué aporta el molibdeno?

El 316 comparte con el 304 una matriz austenítica de cromo y níquel, pero incorpora molibdeno. El cromo mantiene la película pasiva; el níquel estabiliza la austenita; el molibdeno hace más difícil que esa película se rompa localmente en muchos ambientes con cloruros.

Por eso el 316 suele elegirse para condiciones más agresivas. Sin embargo, un panel exterior lavado por lluvia y una junta estrecha con salmuera caliente no son el mismo servicio. El número de la aleación no sustituye el análisis del ambiente.

Composición química de Type 316 / UNS S31600

La tabla siguiente es una referencia práctica para S31600 / Type 316 en productos planos de base ASTM. EN 1.4401 establece sus propios límites, por lo que no debe usarse esta tabla para aceptar cualquier producto vendido como “316”.

Composición de referencia de Type 316 / UNS S31600
Elemento% en masa
C≤ 0,08
Si≤ 0,75
Mn≤ 2,00
P≤ 0,045
S≤ 0,030
Cr16,0–18,0
Ni10,0–14,0
Mo2,00–3,00
N≤ 0,10
FeResto

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Como ejemplo de composición típica, Outokumpu publica para Supra 316/4401 aproximadamente 0,04% C, 17,2% Cr, 10,1% Ni y 2,1% Mo. Una composición típica describe un producto representativo; los límites de la norma son los que gobiernan la aceptación.

Consulte la base de datos del inoxidable 316 .

Diagrama simplificado de composición del inoxidable 316 con base de hierro y aproximadamente 17 por ciento de cromo, 10 de níquel y 2 de molibdeno.
El molibdeno es la pista composicional más clara del 316. Los límites exactos dependen de la norma de producto aplicable.

316 y 316L: la diferencia está en el carbono

El 316L es la variante de bajo carbono. Suele identificarse como UNS S31603 y, en el sistema EN, como 1.4404 / X2CrNiMo17-12-2.

En referencias ASTM:

316: C ≤ 0,08%
316L: C ≤ 0,030%

El menor carbono reduce la precipitación de carburos de cromo durante determinadas exposiciones térmicas. Por eso 316L se utiliza con frecuencia en construcciones soldadas cuando preocupa la sensibilización y la corrosión intergranular.

La L no significa mayor resistencia automática a picaduras. Con contenidos similares de Cr, Mo y N, 316 y 316L tienen un comportamiento de corrosión localizada comparable. La ventaja principal del 316L es metalúrgica frente a la sensibilización.

También pueden variar los mínimos mecánicos. Sobre una base ASTM A240, datos publicados de productor muestran 205/515 MPa de límite elástico/resistencia a tracción para 316 y 170/485 MPa para 316L, con 40% de elongación mínima.

También es frecuente encontrar material con doble certificación 316/316L cuando la composición cumple el límite de bajo carbono del 316L y los resultados mecánicos satisfacen además los requisitos aplicables al 316. La doble certificación debe comprobarse en el certificado de material, no suponerse por el nombre comercial.

PRE, cloruros y límites reales

Para comparar la resistencia a picaduras se usa a menudo el índice PRE:

PRE = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N

Outokumpu indica un PRE cercano a 24 para 316/4401 y 316L/4404. El molibdeno explica buena parte de la mejora respecto a los inoxidables Cr-Ni básicos.

El PRE no predice por sí solo la vida útil. Acabado superficial, inclusiones, temperatura, depósitos, aireación y geometría de rendijas pueden cambiar el resultado. Tampoco existe un único “ppm de cloruro seguro” válido para todas las instalaciones.

¿Es el 316 realmente de “grado marino”?

La expresión marine grade es habitual, pero es una simplificación comercial. 316/316L puede funcionar muy bien en arquitectura costera si la superficie es lisa y la sal se elimina por lluvia o mantenimiento.

La inmersión permanente, las salpicaduras, depósitos y rendijas estrechas son mucho más exigentes. El agua de mar natural contiene aproximadamente 19.000–20.000 ppm de cloruros; en esas condiciones el 316 puede sufrir picaduras y, sobre todo, corrosión en rendijas. El aumento de temperatura agrava el problema.

Para equipos marinos críticos hay que revisar temperatura, flujo, oxígeno, rendijas, depósitos, tensiones y mantenimiento. En servicios severos puede ser necesario un inoxidable austenítico más aleado o un dúplex.

Esquema conceptual del riesgo de corrosión localizada del inoxidable 316 al aumentar cloruros, temperatura, depósitos y rendijas.
El molibdeno mejora la resistencia del 316, pero no elimina la influencia del entorno.

Para entender picaduras, rendijas y contaminación férrica, consulte ¿Se oxida el acero inoxidable? .

Propiedades físicas representativas

Propiedades físicas representativas del inoxidable 316
PropiedadValor representativo
Densidad8,0 g/cm³ · 8.000 kg/m³ · aprox. 0,289 lb/in³
Módulo elástico a 20°C200 GPa
Expansión térmica, 20–100°C16,0 × 10⁻⁶ /K
Conductividad térmica a 20°C15 W/(m·K)
Calor específico a 20°C500 J/(kg·K)
Resistividad eléctrica a 20°C0,75 Ω·mm²/m

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Para cálculos de masa, consulte Densidad del acero .

Las propiedades mecánicas dependen de la norma

Ejemplos de requisitos mecánicos para 316 / 1.4401
BaseProductoRp0,2 / límite elásticoResistencia a tracciónElongación
EN 10088-2Bobina/chapa en frío≥ 240 MPa530–680 MPa40%
EN 10088-2Bobina/chapa en caliente≥ 220 MPa530–680 MPa40%
EN 10088-2Placa≥ 220 MPa520–670 MPa45%
Base ASTM A240Productos planos≥ 205 MPa / 30 ksi≥ 515 MPa / 75 ksi40%

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No deben mezclarse estas filas como si fueran una única especificación. Para chapa, placa y fleje inoxidable, ASTM A240/A240M es una referencia importante.

En productos planos recocidos bajo ASTM A240, la dureza suele limitarse a 95 HRB como máximo (217 HBW máximo). Es un límite de especificación, no una dureza típica única para cualquier producto 316.

Conformado, soldadura y magnetismo

El 316 combina buena ductilidad con un endurecimiento por deformación marcado. Se puede plegar, prensar y embutir, pero la fuerza de conformado y la recuperación elástica deben tenerse en cuenta.

Su soldabilidad es generalmente buena. En secciones soldadas donde preocupa la sensibilización suele preferirse 316L por su menor carbono.

En estado recocido, el 316 es normalmente no magnético en la práctica o presenta una respuesta muy débil. El trabajo en frío puede aumentar esa respuesta, aunque normalmente lo hace mucho menos que en un 304 trabajado de forma comparable. La ferrita de la soldadura también puede aportar una respuesta débil. Un imán no identifica de forma fiable el grado.

Para comparar familias y entender el efecto del conformado y la ferrita de soldadura, consulte cuándo el acero inoxidable es magnético .

Cloruros y corrosión bajo tensión

Los cloruros no sólo provocan picaduras y corrosión en rendijas. Los inoxidables austeníticos estándar también pueden sufrir corrosión bajo tensión por cloruros (SCC) cuando coinciden tensión de tracción, cloruros y temperatura elevada.

Las guías técnicas suelen señalar la zona por encima de aproximadamente 50°C / 120°F como una condición que merece especial atención para grados tipo 304/316. No es una temperatura universal de inicio: concentración, tensión, geometría y química del proceso siguen siendo decisivas.

Aplicaciones habituales

Aplicaciones habituales del inoxidable 316
AplicaciónMotivo de usoQué comprobar
Equipos químicos y petroquímicosResistencia a muchos medios y buena fabricaciónQuímica, concentración, temperatura y tensión
Alimentos y bebidasLimpieza y resistencia en muchos servicios con sales o limpiadoresMedio, limpieza, diseño higiénico y normativa
Equipos farmacéuticosSuperficie limpiable y buena resistenciaAcabado, soldadura, pureza y validación
Herrajes y fijaciones costerasMayor resistencia a cloruros que los grados Cr-Ni básicosDepósito de sal, acabado y mantenimiento
Válvulas, bridas y componentes de tuberíaDisponibilidad y uso extendido en procesoFluido, rendijas, presión/temperatura y juntas
Papel, pulpa y textilResistencia con Mo y buena conformabilidadBlanqueantes, cloruros, temperatura y depósitos

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El grado no sustituye los códigos de presión, requisitos higiénicos ni la documentación de un producto regulado.

¿Es el 316 “grado alimentario”?

El 316 se usa ampliamente en equipos alimentarios, especialmente cuando hay sales, productos de limpieza o condiciones de proceso exigentes. Aun así, el número de aleación no certifica por sí solo un producto terminado.

Hay que considerar normativa de contacto alimentario, diseño higiénico, calidad de soldadura, acabado, drenaje, limpieza y el producto procesado.

Cómo especificar chapa, placa o bobina 316

Indique como mínimo:

  1. Formato — chapa, fleje, bobina o placa.
  2. Variante exacta — 316 / S31600 o 316L / S31603.
  3. Norma de producto — ASTM, ASME, EN u otra acordada.
  4. Dimensiones y tolerancias — espesor, ancho, largo, planitud o datos de bobina.
  5. Acabado superficial — 2B, No. 4, pulido u otro definido.
  6. Condición y requisitos de fabricación — cuando afecten a conformado, soldadura o mecanizado.
  7. Documentación de inspección — trazabilidad, certificados y ensayos adicionales.

Una equivalencia habitual entre designaciones facilita la comunicación, pero no convierte dos normas en idénticas.

Consulte también Cómo especificar chapa y bobina de acero .

Preguntas frecuentes

¿Qué es el acero inoxidable 316?

Es un inoxidable austenítico de cromo, níquel y molibdeno. Type 316 suele asociarse con UNS S31600 y EN 1.4401 / X5CrNiMo17-12-2 es una referencia europea habitual.

¿Para qué sirve el molibdeno del 316?

Mejora la resistencia a la corrosión localizada, especialmente a picaduras y ataque en rendijas en muchos medios con cloruros. No proporciona inmunidad al agua de mar.

¿Cuál es la diferencia entre 316 y 316L?

316L tiene un límite de carbono más bajo, lo que reduce la sensibilización y el riesgo de corrosión intergranular tras ciertas exposiciones térmicas o soldadura. No implica por sí solo mayor resistencia a picaduras.

¿El inoxidable 316 es magnético?

Recocido suele ser no magnético en la práctica o muy débilmente magnético. El trabajo en frío puede aumentar la respuesta, normalmente menos que en un 304 trabajado de forma comparable; la ferrita de soldadura también puede contribuir. Un imán no es una prueba fiable de grado.

¿Puede oxidarse el 316 en agua salada?

Sí. En exposición a cloruros suficientemente agresiva puede sufrir picaduras o corrosión en rendijas. Temperatura, depósitos, geometría, acabado y mantenimiento influyen mucho.

¿El 316 es grado alimentario?

Se utiliza ampliamente en equipos alimentarios, pero el grado por sí solo no certifica el producto final. También cuentan normativa, diseño higiénico, soldadura, acabado, limpieza y condiciones de servicio.