Acero inoxidable 309S
El acero inoxidable 309S (UNS S30908) es un acero austenítico con contenidos de cromo (22-24 %) y de níquel (12-15 %) superiores a los de la serie 304. Esta aleación adicional le confiere una mejor resistencia a la oxidación, con temperaturas de servicio continuo de hasta 980 °C (1800 °F).
1. Composición química
La tabla siguiente recoge los intervalos de composición del acero inoxidable 309S. Sus mayores contenidos de cromo y níquel lo diferencian de los grados estándar de la serie 300 y le permiten soportar entornos de alta temperatura.
| Material | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Otros |
| 309S | ≤ 0.08 | ≤ 2.00 | ≤ 0.045 | ≤ 0.030 | ≤ 1.00 | 22.00-24.00 | 12.00-15.00 | ≤ 0.75 | — |
2. Propiedades mecánicas
La tabla siguiente recoge los valores mínimos de propiedades mecánicas del acero inoxidable 309 en estado recocido; su mayor contenido de aleación le ayuda a conservar la resistencia a temperaturas de servicio superiores a 600 °C.
| Material | Condición o dimensiones | Resistencia a la tracción mínima, MPa (ksi) | Límite elástico mínimo, MPa (ksi) | Alargamiento mínimo, % | Temperatura de tratamiento térmico | Dureza |
| 309S | Recocido | 515 (80) | 205 (30) | 35 | 1040°C (1900°F) | HBW ≤ 217 HRB ≤ 95 |
3. Grados aproximados
Esta tabla relaciona el acero inoxidable 309 en las normas ASTM, europeas, japonesas, chinas y rusas, para facilitar el aprovisionamiento internacional y la armonización de especificaciones.
| Material | DIN/EN | Grado UNS | JIS | BS | GOST | AFNOR | EN |
| S309S | 1.4828 | S30908 | SUS 309 | 309S24 | 20KH20N14S2 | Z17CNS20-12 | X15CrNiSi20-12 |
4. Principales ventajas técnicas
- Resistencia a la oxidación a alta temperatura: el intervalo de cromo del 22-24 % permite trabajar en aire seco de forma continua hasta 980 °C (1800 °F) y de forma intermitente hasta unos 1095 °C (2000 °F), muy por encima de lo que soportan el 304 o el 316 estándar.
- Mayor contenido de níquel para una mejor estabilidad estructural: frente a los grados con menos níquel, el intervalo del 12-15 % estabiliza la fase austenítica a alta temperatura y reduce la formación de fase σ durante los ciclos térmicos prolongados.
- Resistencia a la carburación: la combinación de altos contenidos de cromo y níquel le confiere una resistencia a la carburación suficiente a temperaturas medias, muy útil en componentes de horno y utillaje de tratamiento térmico.
- Tolerancia a la sulfuración: su comportamiento resulta aceptable en atmósferas ligeramente sulfurantes a temperaturas medias, aunque su tolerancia es inferior a la de los grados específicamente aleados frente a la sulfuración, como el 310.
Nota técnica: el grado 309S no es apto para atmósferas fuertemente reductoras y sulfurantes a alta temperatura. En esas condiciones conviene considerar el grado 310 o una aleación de base níquel.
5. Normas de fabricación generales
El acero inoxidable 309S se fabrica e inspecciona conforme a las normas siguientes:
ASTM A312: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable austenítico sin costura, soldadas y muy trabajadas en frío — grado TP309S.
ASTM A213: especificación estándar para tubos sin costura de acero aleado austenítico para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor — grado T309S.
ASTM A249: especificación estándar para tubos soldados de acero austenítico para calderas, sobrecalentadores, intercambiadores de calor y condensadores.
ASTM A511: especificación estándar para tubos mecánicos sin costura de acero inoxidable.
DIN EN 10095: aceros y aleaciones de níquel resistentes al calor (1.4833).
JIS G4311: barras de acero inoxidable laminadas en caliente para aplicaciones resistentes al calor (SUS309S).
GB/T 1220: barras de acero inoxidable (20Cr23Ni13).
GOST 5632: aceros de alta aleación y aleaciones resistentes a la corrosión, resistentes al calor y refractarias (20Kh23N13).
Tabla comparativa de normas:
| Norma | Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) | EN/DIN | JIS | GB | GOST |
| Tubos sin costura | A312 (TP309S) | EN 10095 (1.4833) | G3459 (SUS309S) | 13296 | 5632 |
| Tubo soldado | A312 (TP309S) | EN 10217-7 | G3459 | - | - |
| Tubos de intercambiador de calor | A213 (T309S) / A249 | EN 10216-5 | G3463 | 13296 | - |
6. Principales aplicaciones
- Componentes de hornos industriales: tubos radiantes, revestimientos de solera y boquillas de quemador de hornos de tratamiento térmico continuo que operan a temperaturas de hasta 980 °C.
- Equipos de tratamiento térmico: retortas, utillajes y cestas de hornos de recocido, temple y soldadura fuerte que exigen reducir al mínimo la formación de cascarilla.
- Sistemas de incineración de residuos: revestimientos de cámara de combustión y conductos de humos expuestos a gases oxidantes a alta temperatura con cloruros y sulfuros.
- Calentadores petroquímicos: soportes y colgadores de tubos en hornos de calentamiento cuya temperatura superficial se aproxima o supera con frecuencia el límite de los grados austeníticos estándar.
- Base de consumibles de soldadura: material de aporte y recargue de grado 309 para unir materiales disímiles (acero al carbono con acero inoxidable), cuando se requiere una capa tampón de mayor contenido de aleación.
