Acero inoxidable 310
El acero inoxidable 310 (UNS S31000) es un acero austenítico de alta aleación con un 24-26 % de cromo y un 19-22 % de níquel. Esta composición le confiere una excelente resistencia a la oxidación y al ciclado térmico, con temperaturas de servicio continuo en aire de hasta 1100 °C (2012 °F).
1. Composición química
La tabla siguiente recoge los intervalos de composición elemental del acero inoxidable 310. Sus mayores contenidos de cromo y níquel le aportan resistencia al calor y a la corrosión.
| Grado | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Silicio (Si) | Cromo (Cr) | Níquel (Ni) | Molibdeno (Mo) | Nitrógeno (N) | Otros |
| 310 | ≤ 0.25 | ≤ 2.00 | ≤ 0.045 | ≤ 0.030 | ≤ 1.50 | 24.00-26.00 | 19.00-22.00 | — | — | — |
2. Propiedades mecánicas
La tabla siguiente recoge las propiedades mecánicas mínimas del acero inoxidable 310 en estado recocido. Su mayor contenido de aleación le ayuda a conservar la resistencia a temperaturas de servicio más elevadas.
| Grado | Resistencia a la tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Alargamiento (%) | Dureza de la tubería (Pipe) |
| 310 | ≥ 515 | ≥ 205 | ≥ 40 | HBW ≤ 217 HRB ≤ 95 |
3. Grados aproximados
Esta tabla recoge los grados equivalentes internacionales del acero inoxidable 310 en los sistemas normativos ASTM, europeo, japonés, chino y ruso, para facilitar el aprovisionamiento internacional y la armonización de especificaciones.
| Grado | Número UNS | Norma GB | Norma JIS | Norma ISO | Norma DIN/EN | Norma GOST | |
| Grado antiguo | Grado nuevo | ||||||
| 310 | S31000 | S31020 | 20Cr25Ni20 | SUS310 | X15CrNi25-21 | 1.4841 | 20X25H20C2 |
4. Principales ventajas técnicas
- La mayor resistencia a la oxidación de la familia austenítica: con un 24-26 % de cromo y un 19-22 % de níquel, el grado 310 forma una capa protectora de óxido de cromo densa y muy adherente que resiste el desconchado bajo ciclos térmicos repetidos, superando en este aspecto al 309 y al 304.
- Estabilidad en atmósferas carburantes y nitrurantes: su mayor contenido de níquel reduce la actividad del carbono y la absorción de nitrógeno en la superficie de la aleación, lo que hace al 310 apto para componentes de hornos de cementación e internos de craqueadores de amoniaco.
- Resistencia al ciclado térmico: a diferencia de muchos aceros ferríticos resistentes al calor, la estructura totalmente austenítica del 310 no se fragiliza al calentarse y enfriarse repetidamente entre la temperatura ambiente y la de servicio.
- Advertencia sobre la fase σ: la exposición prolongada entre 600 y 900 °C provoca la precipitación de fase σ y reduce la tenacidad a temperatura ambiente. El proceso de tratamiento térmico debe tenerlo debidamente en cuenta.
5. Normas de fabricación generales
El acero inoxidable 310 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 TP310.
ASTM A213: especificación estándar para tubos sin costura de acero aleado austenítico para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor — grado T310.
ASTM A511: especificación estándar para tubos mecánicos sin costura de acero inoxidable.
DIN EN 10095: aceros y aleaciones de níquel resistentes al calor (1.4845).
JIS G4311: barras de acero inoxidable laminadas en caliente para aplicaciones resistentes al calor (SUS310).
JIS G3463: tubos de caldera e intercambiador de calor de acero inoxidable (SUS310).
GB/T 13296: tubos sin costura de acero inoxidable para calderas e intercambiadores de calor (06Cr25Ni20).
GOST 5632: aceros y aleaciones de alta aleación (20Ch25N20S2).
Tabla comparativa de normas:
| Norma | Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) | EN/DIN | JIS | GB/T | GOST |
| Tubos sin costura | A312 (TP310S) | EN 10095 (1.4845) | G3459 (SUS310S) | 13296 | 5632 |
| Tubo soldado | A312 (TP310S) | EN 10217-7 (1.4845) | G3459 | - | - |
| Tubos de intercambiador de calor | A213 (T310S) / A249 | EN 10216-5 | G3463 (SUS310S) | 13296 | - |
6. Principales aplicaciones
- Hornos de tratamiento térmico: tubos radiantes, retortas de mufla y revestimientos de solera de hornos de recocido continuo, cementación y sinterización que operan por encima de 900 °C.
- Hornos de craqueo de etileno: tubos de las secciones de convección y radiación de los hornos de craqueo con vapor, donde coinciden temperaturas de pared elevadas y gases carburantes.
- Servicio dual criogénico y de alta temperatura: recipientes y sistemas de tubería que deben operar a baja temperatura durante el arranque y a alta temperatura en funcionamiento normal.
- Hornos de cemento y cal: componentes resistentes al calor, revestimientos de la carcasa de entrada de material y anillos de protección de la boca del horno empleados en atmósferas oxidantes a alta temperatura.
- Generación eléctrica: componentes de caldera, pantallas de sobrecalentador y colgadores de tubos en calderas de carbón y biomasa, donde los depósitos de ceniza generan condiciones corrosivas a alta temperatura.
