La differenza principale tra l'acciaio inossidabile 304 e quello 316 è che il 316 contiene il 2-3% di molibdeno, mentre il 304 non ne contiene, il che conferisce al 316 una resistenza alla corrosione superiore, in particolare contro i cloruri, e lo rende circa il 20-50% più costoso del 304.
Entrambi sono acciai inossidabili austenitici con eccellenti proprietà generali. Il 304 è perfetto per la maggior parte delle applicazioni interne e generali, mentre il 316 eccelle negli ambienti marini e nelle lavorazioni chimiche, dove la sua maggiore resistenza alla corrosione giustifica il costo più elevato.
| elemento | 304 in acciaio inox | 316 in acciaio inox |
|---|---|---|
| Cromo (Cr) | 18.0-20.0% | 16.0-18.0% |
| Nichel (Ni) | 8.0-10.5% | 10.0-14.0% |
| Molibdeno (Mo) | 0% (nessuno) | 2.0-3.0% |
| Carbonio (C) | ≤0.08% | ≤0.08% |
| Manganese (Mn) | ≤2.0% | ≤2.0% |
| Silicone (Si) | ≤0.75% | ≤0.75% |
| Fosforo (P) | ≤0.045% | ≤0.045% |
| Zolfo (S) | ≤0.030% | ≤0.030% |
Il molibdeno presente nell'acciaio 316 è la vera svolta. Questa singola aggiunta migliora notevolmente la resistenza alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale, soprattutto in ambienti con presenza di cloruri.
Il grado 304 è spesso chiamato acciaio inossidabile "18/8" per il suo contenuto di cromo e nichel. Il contenuto di molibdeno del 316 gli fa guadagnare il soprannome di acciaio inossidabile "di grado marino".
Nonostante le loro diverse composizioni chimiche, 304 e 316 condividono proprietà fisiche notevolmente simili:
| Immobili | 304 in acciaio inox | 316 in acciaio inox |
|---|---|---|
| Densità | 8.0 g / cm³ | 8.0 g / cm³ |
| punto di fusione | 1450 ° C (2640 ° F) | 1400 ° C (2550 ° F) |
| Conduttività termica | 16.2 W/m·K a 20°C | 16.3 W/m·K a 20°C |
| Dilatazione termica | 17.2 ×10⁻⁶/K a 20°C | 15.9 ×10⁻⁶/K a 20°C |
| Modulo di elasticità | 193 GPa | 193 GPa |
| Resistività elettrica | 0.72×10⁻⁶ Ω·m a 20°C | 0.74×10⁻⁶ Ω·m a 20°C |
Entrambi i gradi hanno densità e modulo elastico identici. Le loro proprietà termiche sono pressoché identiche, con il 304 che ha un punto di fusione leggermente più alto di circa 50 °C.
La conduttività elettrica di entrambi gli acciai è relativamente bassa, pari a circa il 2-3% di quella del rame. Questo li rende cattivi conduttori elettrici, ma eccellenti per applicazioni che richiedono proprietà di isolamento elettrico.
Allo stato ricotto, 304 e 316 offrono prestazioni meccaniche comparabili, con sottili differenze:
| Immobili | 304 in acciaio inox | 316 in acciaio inox |
|---|---|---|
| carico di snervamento | 205-215 MPa (minimo 210 MPa) | 200-240 MPa (minimo 205 MPa) |
| Resistenza alla trazione | 515-720 MPa | 485-620 MPa |
| Allungamento a rottura | 40-50% | 40-50% |
| Durezza | ≤95 HRB (201-215 HB) | ≤95 HRB (146-149 HB) |
| Modulo di elasticità | 193 GPa | 193 GPa |
Il grado 304 presenta in genere una resistenza alla trazione e una durezza leggermente superiori rispetto al 316. Ad esempio, il 304 può raggiungere valori di durezza Brinell fino a 215 HB, rispetto al massimo del 316 di circa 149 HB.
Entrambe le leghe mantengono un'eccellente duttilità con un allungamento del 40-50%, il che le rende facili da formare e lavorare. Nessuna delle due può essere indurita mediante trattamento termico, ma può essere rinforzata solo tramite processi di lavorazione a freddo.
La resistenza alla corrosione è il punto in cui il 316 eccelle davvero rispetto al 304. Entrambi i gradi formano uno strato protettivo di ossido di cromo, ma il contenuto di molibdeno del 316 offre vantaggi cruciali.
Corrosione generale: In condizioni atmosferiche normali e in ambienti miti, entrambe le qualità offrono prestazioni eccellenti. Nessuna delle due ruggini è soggetta a corrosione in normali condizioni interne o in caso di esposizione ad acqua dolce.
Ambienti di cloruro: Questo è il vantaggio principale del 316. Il grado 304 può subire corrosione puntiforme con livelli di cloruri fino a 25 ppm. Questo lo rende inadatto per applicazioni marine o in qualsiasi luogo esposto a sali disgelanti.
Il grado 316 resiste molto meglio alla corrosione indotta dai cloruri. Il suo contenuto di molibdeno aumenta il suo indice di resistenza alla vaiolatura (PREN), consentendogli di resistere ad acqua salata, salamoia e ambienti costieri, dove il 304 si deteriorerebbe rapidamente.
Resistenza chimica: Il molibdeno presente nel 316 migliora la resistenza agli acidi riducenti come l'acido solforico e fosforico. Mentre il 304 gestisce bene gli acidi ossidanti come l'acido nitrico, il 316 offre prestazioni migliori in un'ampia gamma di esposizioni chimiche e concentrazioni.
Cracking per corrosione da stress: Entrambi i gradi possono essere soggetti a cricche da corrosione sotto sforzo in soluzioni di cloruri calde a temperature superiori a 50-60 °C. Sebbene il 316 offra una resistenza leggermente migliore, nessuno dei due gradi è immune a questa modalità di guasto.
Il grado 316 costa circa il 20-50% in più rispetto al 304, con un premio tipico che si aggira intorno al 40%. Questa differenza di prezzo deriva da due fattori:
Sia il nichel che il molibdeno sono elementi di lega costosi, i cui prezzi fluttuano in base ai mercati delle materie prime. Questo rende il sovrapprezzo del 316 variabile ma costantemente significativo.
Per progetti attenti al budget in cui la resistenza alla corrosione del 304 è adeguata, il costo aggiuntivo del 316 non è giustificato. Tuttavia, quando i guasti dovuti alla corrosione comportano riparazioni costose o rischi per la sicurezza, il costo iniziale più elevato del 316 spesso si ripaga da solo grazie alla minore manutenzione e alla maggiore durata.
La scelta tra 304 e 316 spesso dipende da considerazioni specifiche sull'ambiente e sui costi.
Applicazioni in acciaio inossidabile 304:
Applicazioni in acciaio inossidabile 316:
Dipende dalla tua posizione. Il grado 304 è adatto alle zone interne non esposte al sale, mentre il grado 316 è essenziale per le regioni costiere o in qualsiasi luogo esposto ai sali antighiaccio.
Sì, è possibile saldarli insieme utilizzando materiali di riempimento appropriati, anche se la zona di saldatura avrà proprietà miste tra i due gradi.
No, sia il 304 che il 316 non sono magnetici allo stato ricotto, ma possono diventare leggermente magnetici se lavorati a freddo.
La “L” sta per basso tenore di carbonio (≤0.03%), che migliora la saldabilità impedendo la precipitazione del carburo ai bordi dei grani.
Senza test chimici, sembrano identici. Un kit per il test del molibdeno può distinguerli: il 316 mostrerà una reazione positiva, mentre il 304 no.
In ambienti con presenza di cloruri o sostanze chimiche, il 316 dura significativamente più a lungo. In normali condizioni interne, entrambi i tipi possono durare decenni senza differenze apprezzabili.
