Acero inoxidable 314
El acero inoxidable 314 (UNS S31400) es un acero austenítico de alta aleación con un contenido elevado de silicio (1.50-3.00 %), junto con un 23-26 % de cromo y un 19-22 % de níquel. La adición de silicio mejora su resistencia a los gases sulfurosos y a la formación de cascarilla a temperaturas de hasta 1150 °C (2100 °F).
1. Composición química
La tabla siguiente recoge los intervalos de composición elemental del acero inoxidable 314. Su alto contenido de silicio lo diferencia del resto de grados de la serie 310 y gobierna su comportamiento frente a la sulfuración y la formación de cascarilla.
| Material | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Mo | Otros |
| TP314 | ≤ 0.25 | ≤ 2.00 | ≤ 0.045 | ≤ 0.030 | 1.50-3.00 | 23.00-26.00 | 19.00-22.00 | — | — |
2. Propiedades mecánicas
La tabla siguiente recoge las propiedades mecánicas mínimas a temperatura ambiente del acero inoxidable 314 en estado recocido. Su alto contenido de silicio le aporta cierto endurecimiento por solución sólida a alta temperatura.
| Material | Condición o dimensiones | Resistencia a la tracción mínima, MPa (ksi) | Límite elástico mínimo, MPa (ksi) | Alargamiento mínimo, % | Temperatura de tratamiento térmico | Dureza |
| TP314 | Recocido | 550 (80) | 205 (30) | 35 | 1040-1150 °C (1900-2100 °F), enfriamiento rápido | HBW ≤ 217 HRB ≤ 95 |
3. Grados aproximados
Esta tabla recoge los grados equivalentes del acero inoxidable 314 en las normas internacionales. Por su carácter especializado, este acero de alto silicio tiene una cobertura limitada en algunas normas asiáticas y rusas.
| Material | Grado UNS | Norma nacional GB | JIS | ISO | DIN/EN | GOST |
| 314 | S31400 | 1Cr25Ni20Si2 | - | X15CrNiSi25-21 | 1.4841 | 20Kh25N20S2 |
4. Principales ventajas técnicas
- Mejor resistencia a la sulfuración: el silicio forma una capa de dióxido de silicio bajo la de óxido de cromo. Esta estructura de doble capa reduce la difusión de azufre hacia el interior de la aleación en atmósferas mixtas de oxidación y sulfuración, y supera en esas condiciones al grado 310 estándar.
- Mayor resistencia a la formación de cascarilla: por encima de 1000 °C, el óxido superficial rico en silicio presenta mayor adherencia y una velocidad de formación de cascarilla menor que la de grados sin silicio con contenidos de cromo similares, lo que reduce la pérdida de material en servicio térmico cíclico.
- Resistencia al ataque por cenizas: el óxido reforzado con dióxido de silicio resiste mejor que el óxido de cromo por sí solo la acción fundente de los sulfatos alcalinos y de los depósitos de pentóxido de vanadio, lo que confiere al 314 un buen comportamiento en entornos de combustión de cenizas de carbón y fuelóleo pesado.
- Retención de la microestructura a alta temperatura: con un 23-26 % de cromo y un 19-22 % de níquel, este grado conserva su estructura austenítica incluso a la máxima temperatura de servicio. La adición de silicio refuerza además la dureza de la microestructura y compensa en parte su ductilidad ligeramente inferior a la del 310.
- Nota técnica: el alto contenido de silicio reduce la soldabilidad respecto al 310. Deben controlarse cuidadosamente el precalentamiento y la elección del material de aporte para evitar el agrietamiento en caliente en soldaduras multipasada de gran espesor.
5. Normas de fabricación generales
El acero inoxidable 314 se fabrica conforme a las normas siguientes. La cobertura de este grado en las normas ASTM es menos amplia que la de las series 310 o 316:
ASTM A312: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable austenítico sin costura, soldadas y muy trabajadas en frío — aplicable cuando se especifica la UNS S31400.
ASTM A213: especificación estándar para tubos sin costura de acero aleado austenítico para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor — con referencia a la UNS S31400.
ASTM A511: especificación estándar para tubos mecánicos sin costura de acero inoxidable.
DIN EN 10095: aceros y aleaciones de níquel resistentes al calor — 1.4841 (la designación EN, con un intervalo de Si solapado, cubre el equivalente del 314).
JIS G4312: flejes de acero inoxidable laminados en caliente para aplicaciones resistentes al calor (SUS314).
JIS G4311: barras de acero inoxidable laminadas en caliente para aplicaciones resistentes al calor.
Tabla comparativa de normas:
| Norma | Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) | EN/DIN | JIS | GB/T | GOST |
| Tubos sin costura | A312 (S31400) | EN 10095 (1.4841) | - | - | - |
| Tubos sin costura | A213 (S31400) | EN 10095 (1.4841) | - | - | - |
| Barras / flejes | A511 | EN 10095 | G4311 / G4312 | - | - |
6. Principales aplicaciones
- Entornos de combustión con azufre: componentes de solera, conjuntos de quemador y pantallas térmicas de sistemas de fuelóleo o carbón, donde las concentraciones de SO2 y SO3 generan condiciones de sulfuración en atmósfera oxidante.
- Incineradores de gases residuales: revestimientos y deflectores de flujo de las instalaciones de incineración de residuos industriales, donde coexisten gases de combustión con azufre y cloro a temperaturas superiores a 900 °C.
- Hornos de craqueo petroquímico: soportes de tubos, mamparas y conjuntos de utillaje de los hornos de pirólisis, donde tanto la carburación como las cargas con azufre son motivo de preocupación.
- Tostación y calcinación de minerales: placas de revestimiento de horno, brazos agitadores y componentes de transportador para el tratamiento a alta temperatura de concentrados de mineral sulfurado en operaciones metalúrgicas de tostación.
- Elementos de horno de la industria del vidrio: soleras, regeneradores y bloques de quemador de los hornos de crisol, donde los humos con silicio y las altas temperaturas generan condiciones fuertemente oxidantes.
