Per scegliere l'acciaio inossidabile più adatto al proprio progetto, è necessario comprendere le principali differenze tra i gradi più comuni. Due degli acciai inossidabili austenitici più utilizzati sono AISI 303 e AISI 304 (noti anche come SS 303 e SS 304).
Tuttavia, hanno caratteristiche diverse che li rendono adatti a determinati scopi. Questa guida illustra le caratteristiche dell'acciaio inox 303 rispetto all'acciaio inox 304.
Ma come si può scegliere il grado più adatto alle proprie applicazioni?
Conoscere i gradi dell'acciaio inossidabile
Essendo un materiale adattabile ed economico, l'acciaio inossidabile è riconosciuto per la sua buona resistenza all'ossidazione e ad alcune forme di corrosione con una struttura austenitica. Ad esempio, i gradi austenitici 303 e 304 sono frequentemente utilizzati.
Sono facili da modellare e offrono un'eccellente resistenza alla corrosione e una formabilità preferenziale. Tuttavia, la scelta del grado è abbastanza simile alla selezione dell'utensile corretto per il lavoro; deve essere perfetto per l'operazione. Per saperne di più, consultate la nostra guida, per ottenere il massimo risultato per il lavoro del materiale e la sua durata.
303 vs 304 Gradi di acciaio inossidabile
Pur essendo acciai inossidabili austenitici e avendo una base chimica simile, entrambi i gradi offrono caratteristiche comparabili di eccellente resistenza alla corrosione e proprietà non magnetiche. Con un contenuto di zolfo compreso tra 0,15% e 0,35%, il 303 è un acciaio inossidabile austenitico che offre un'eccezionale lavorabilità.
Acciaio inox 303 vs acciaio inox 304: Tabella di confronto
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Proprietà |
Acciaio inox 303 |
Acciaio inox 304 |
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Composizione chimica |
17% Cromo, 8% Nichel, 0,15% Zolfo/Selenio (min) |
18% Cromo, 8% Nichel (min) |
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Lavorabilità |
Eccellente (grazie allo zolfo/selenio) |
Buono |
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Saldabilità |
Povero |
Buono |
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Formabilità |
Buono |
Buono |
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Resistenza alla trazione (MPa) |
510-590 |
535-750 |
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Resistenza allo snervamento (MPa) |
205-290 |
205-325 |
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Allungamento (%) |
40-60 |
40-60 |
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Densità (g/cm³) |
7.93 |
7.93 |
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Resistenza alla corrosione |
Moderato |
Eccellente |
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Costo |
Più basso |
Più alto |
Contiene 8%-10% di nichel e 18% di cromo. Il contenuto di zolfo compensa in larga misura la resistenza alla corrosione che normalmente offrirebbe. Di conseguenza, si verifica una piccola riduzione della tenacità e una diminuzione della resistenza alla corrosione.
La facilità di lavorazione comporta un compromesso. Spesso può essere più costosa della lega 304 perché non richiede altrettanta manodopera per la formatura e la pressatura. Anche se la 303 non è resistente alla corrosione come la 304, è comunque abbastanza resistente all'ossidazione quando è esposta a temperature fino a 1400 °F.
Si tenga presente che il contenuto di zolfo rende il 303 poco saldabile, il che può causare cricche. Inoltre, occasionalmente si usa il selenio al posto dello zolfo. Questo ha lo stesso risultato dello zolfo, migliorando la lavorabilità e riducendo la resistenza alla corrosione.
Capire la lavorabilità dell'acciaio inossidabile 304 rispetto a quello 303
Grado 303
Il grado 303 dell'acciaio inossidabile è definito il re della lavorabilità grazie alla presenza di zolfo o selenio. Ciò consente di migliorare le caratteristiche meccaniche di una lega con l'aiuto delle proprietà di taglio libero del grado 303. Ciò consente ai produttori di produrre grandi volumi in modo rapido e pulito.
Questa qualità è adatta alle applicazioni che richiedono forme intricate e dettagli fini, offrendo possibilità di lavorazione di precisione. Riduce le possibilità di usura degli utensili e ne prolunga la durata.
Queste caratteristiche lo rendono una scelta conveniente per la produzione di grandi volumi. Tuttavia, il compromesso comporta una leggera riduzione della resistenza alla corrosione, che può limitarne l'uso in alcuni ambienti.
Grado 304 - Un atto di equilibrio
Poiché il grado 304 si indurisce rapidamente, la lavorabilità è un problema per il grado 303. A differenza del grado 303, la composizione chimica dell'acciaio inox 304 è preferita in molti settori per la sua affidabilità e robustezza, nonostante la minore lavorabilità. Il suo equilibrio tra buona formabilità ed eccellente resistenza alla corrosione lo rende un'opzione versatile.
Questo grado è ampiamente utilizzato per produrre applicazioni che richiedono sia la lavorazione che la saldatura, come attrezzature da cucina, strutture architettoniche e contenitori chimici. Le sue eccellenti caratteristiche anticorrosione garantiscono la resistenza a condizioni difficili senza comprometterne l'integrità.
Proprietà meccaniche
I gradi 303 e 304 dell'acciaio inossidabile condividono le stesse proprietà, ad eccezione del punto di fusione. La loro densità sarebbe la stessa anche se avessero una composizione chimica leggermente diversa. Le loro strutture cristalline sono molto simili, con gli atomi disposti in uno schema regolare e ripetitivo, poiché si tratta di leghe di acciaio inossidabile austenitico.
Il 304 ha un po' più di cromo, anche se non sempre. L'inclusione di zolfo non ha alcun impatto sulla struttura cristallina o sulla spaziatura delle particelle interatomiche.
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Proprietà |
Acciaio inossidabile di grado 303 |
Acciaio inox 304 |
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Densità |
0,289 lb/in³ |
0,289 lb/in³ |
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Punto di fusione |
2550 - 2590°F |
2642°F |
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Modulo di elasticità |
28.000 ksi |
28.000 ksi |
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Resistività elettrica |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
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Conduttività termica |
112 BTU-in/ora-ft²-°F |
112 BTU-in/ora-ft²-°F |
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Modulo di taglio |
11.200 ksi |
11.200 ksi |
Struttura austenitica e suo impatto
Questi gradi di acciaio inossidabile forniscono proprietà non magnetiche e formabilità, contribuendo al contempo alla struttura austenitica. La loro struttura austenitica contribuisce alla realizzazione di applicazioni specifiche in cui sono richieste elevata tenacità e durata.
Consente al materiale di mantenere la propria resistenza alle alte temperature. Ciò è utile per la produzione di prodotti automobilistici e aerospaziali. Inoltre, questa struttura austenitica può essere utilizzata nell'ambiente per superare elevate sollecitazioni meccaniche.
Confronto dei punti di forza
Poiché il grado 303 contiene selenio o zolfo, ha prestazioni leggermente migliori in termini di resistenza allo snervamento e alla trazione rispetto al grado 304. Tuttavia, è essenziale considerare altri fattori di tenacità e duttilità nella scelta del grado appropriato tra il 303 e il 304.
La scelta dei gradi dipende dai requisiti specifici delle applicazioni. Ciò può comportare sollecitazioni meccaniche, esposizione a elementi corrosivi e necessità di lavorabilità o saldabilità.
Trattamento termico e formabilità
Trattamento della soluzione
Il trattamento in soluzione è il processo che migliora la struttura dei grani e la formabilità complessiva delle leghe 303 e 304. Questo processo prevede il riscaldamento delle leghe ad alta temperatura e il successivo rapido raffreddamento. Ciò migliora le caratteristiche meccaniche e le prestazioni del materiale.
Inoltre, questo processo aiuta a dissolvere eventuali precipitati formatisi durante l'avanzamento per garantire una microstruttura uniforme. Contribuisce a migliorare la duttilità e la tenacità delle leghe, rendendole più facili da formare e modellare.
Differenze di saldabilità
La presenza di zolfo o selenio nel grado 303 può causare cricche a caldo durante il processo di saldatura. Al contrario, il grado 304 ha una migliore saldabilità, che lo rende adatto ad applicazioni che richiedono saldature estese.
Considerate questo fattore differenziale nella scelta del grado desiderato per il vostro progetto. La costruzione di condutture, serbatoi e altre strutture in cui è necessaria la saldatura si adatta al grado 304. La loro capacità di fornire saldature forti e durevoli può resistere a varie sollecitazioni.
Costo acciaio inox 303 vs acciaio inox 304
La considerazione dei costi è un aspetto importante nella scelta tra i gradi 303 e 304 per il vostro progetto. I componenti principali di questi gradi sono i prezzi di mercato del cromo e del nichel. Questi fluttuano in base alla domanda e all'offerta, agli eventi geopolitici e alle attività minerarie. Queste fluttuazioni hanno un impatto sui prezzi complessivi del materiale in acciaio inossidabile sul mercato.
- Fluttuazioni dei prezzi di mercato
- Grado 303 - Generalmente più economico
- Grado 304 - Costo leggermente superiore
Fluttuazioni dei prezzi di mercato
Nickel and chromium costs can differ due to various aspects and can be influenced by mining output, global demand, and political stability. Their prices fluctuate because of the manufacturer’s demand and supply, leading to price swings and affecting the cost of stainless steel.
Grado 303 - Generalmente più economico
Il minor contenuto di nichel e la più rapida lavorabilità del grado 303 lo rendono meno costoso del grado 304. Le sue proprietà riducono i tempi di produzione e i costi di manodopera. Le sue proprietà riducono i tempi di produzione e i costi di manodopera e l'aggiunta di zolfo o selenio ne migliora la lavorabilità. Questo porta a processi di produzione più rapidi e a minori spese di produzione.
Grado 304 - Costo leggermente superiore
The higher nickel content and excellent resistance to corrosion presence in grade 3034 make it slightly more expensive than grade 303. Meanwhile, the lower maintenance requirement and the material’s durability can offset its higher cost. The lower maintenance requirements make grade 304 a cost-effective choice across various industries.
Applicazioni comuni di ss 303 vs 304
Gli usi dell'acciaio inossidabile 303 e 304 sono spesso simili. In particolare, 303 e 304 sono comunemente utilizzati in diverse applicazioni. Di seguito vengono illustrate le ragioni specifiche del loro utilizzo.
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Industria |
Acciaio inox 303 Applicazioni |
Motivo dell'utilizzo |
Acciaio inox 304 Applicazioni |
Motivo dell'utilizzo |
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Attrezzature per la preparazione degli alimenti |
Trasportatori, vassoi, carrelli e unità di refrigerazione |
Facile da pulire |
Serbatoi, tubi e contenitori |
Resistenza alla corrosione, facile da pulire |
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Aereo |
Alberi, ingranaggi e raccordi aeronautici |
Proprietà antigrippaggio e antiagglomeranti, elevata lavorabilità |
Strutture aeronautiche, motori |
Eccellente resistenza alla corrosione, stabilità termica e rapporto forza-peso. |
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Componenti di fissaggio |
Viti, dadi e bulloni |
Elevata lavorabilità: facile produzione di forme complesse |
Viti, dadi e bulloni |
Durata e resistenza alla corrosione |
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Componenti elettronici |
Distanziali, staffe ed elementi di sfiato |
Non magnetico, alta lavorabilità |
Distanziali, staffe ed elementi di sfiato |
Non magnetico e poco resistente alla corrosione |
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Applicazioni e macchinari industriali |
Boccole, raccordi, corpi valvola, valvole, alberi forgiati e finiture per valvole |
Elevata lavorabilità - facile produzione di forme complesse con tolleranze precise e accoppiamenti stretti |
Serbatoi, tubi, raccordi e corpi valvola |
Resistenza alla corrosione, durata |
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Elettrodomestici di consumo |
Raccordi, viti e bulloni per elettrodomestici |
Elevata lavorabilità |
Frigoriferi, lavandini e lavastoviglie |
Durevolezza, resistenza alla corrosione ed estetica |
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Automotive |
Alberi, raccordi e ingranaggi |
Elevata lavorabilità, facilità di fabbricazione |
Sistemi di scarico, finiture e griglie |
Resistenza alla corrosione, estetica |
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Apparecchiature mediche |
Strumenti chirurgici, impianti dentali |
Elevata lavorabilità, non magnetico |
Strumenti chirurgici, strumenti dentali e impianti |
Biocompatibilità, resistenza alla corrosione e processi di pulizia ad alta temperatura |
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Apparecchiature per il trattamento chimico |
Corpi valvola, raccordi e boccole |
Elevata lavorabilità, facilità di fabbricazione |
Reattori, serbatoi e tubazioni |
La resistenza alla corrosione è in grado di sopportare una vasta gamma di sostanze chimiche |
Resistenza alla corrosione
L'acciaio inox è il materiale più apprezzato e ampiamente utilizzato in una varietà di applicazioni di lavorazione. Pertanto, trovare il materiale perfetto è fondamentale per ottenere il risultato desiderato. Oltre alle vantaggiose proprietà meccaniche e chimiche, i gradi di acciaio inossidabile possiedono diverse proprietà di resistenza alla corrosione.
- Resistenza al pitting e ruolo del cromo
- Confronto della durata in diversi ambienti
Resistenza al pitting e ruolo del cromo
Tutti i tipi di acciaio inossidabile austenitico hanno un'eccellente resistenza alla corrosione; la corrosione per vaiolatura si verifica quando il materiale è esposto ad ambienti con cloruri. In particolare, entrambi i tipi contengono alti livelli di cromo, in grado di prevenire questo tipo di corrosione. Tuttavia, alcune varianti del grado 304 offrono un vantaggio nella resistenza alla corrosione per vaiolatura, grazie al loro maggiore contenuto di cromo.
Confronto della durata in diversi ambienti
Tutte le fonti atmosferiche, gli sterilizzatori, le sostanze chimiche organiche e i coloranti non possono causare la corrosione del tipo 303. Resistono poco agli acidi alogeni, un po' all'acido solforico e bene all'acido nitrico.
Per ottenere la massima resistenza alla corrosione, tutti i componenti costruiti con il grado 303 devono essere puliti. Devono essere passivati dopo Lavorazione CNC per rimuovere grasso, olio, impronte digitali e altre particelle estranee, come residui di ferro, dall'utensile.
Conclusione:
Nonostante abbiano proprietà simili, i gradi di acciaio inossidabile 303 e 304 presentano differenze distinte. Ciò rappresenta una sfida nella scelta del materiale adatto per applicazioni specifiche. Grazie alla maggiore lavorabilità dei gradi, il 303 è ideale per le parti che richiedono una lavorazione dettagliata. Inoltre, questo grado perde un po' di resistenza alla corrosione a causa della presenza di un maggiore contenuto di zolfo.
Al contrario, l'acciaio inox 304 offre un'eccellente resistenza alla corrosione ed è adatto a una gamma più ampia di applicazioni. Questo lo rende un'opzione più versatile per gli ambienti in cui la corrosione è un problema.
La scelta dei gradi dipende dai requisiti di un progetto, tenendo conto di fattori quali l'esposizione ambientale, i requisiti di lavorazione e l'economicità. La conoscenza approfondita di questi gradi aiuta il produttore a ottenere il risultato desiderato, sfruttando le loro proprietà uniche.