Qual è il migliore, l'acciaio inox 316 o 304?

Nell'attuale ambiente produttivo competitivo, la scelta del giusto tipo di acciaio inossidabile è fondamentale per il successo della vostra organizzazione. In base alle ultime analisi di mercato e agli approfondimenti di McKinsey, si prevede che il mercato globale dell'acciaio inossidabile raggiungerà $157,4 miliardi di euro entro il 2030, con gli acciai inossidabili 304 e 316 come i due gradi più importanti, ognuno dei quali presenta vantaggi unici, a seconda dell'ambiente e dei requisiti.

La differenza: 304 Vs. 316 Acciaio inossidabile

Gli acciai inossidabili 316 e 304 appartengono alla famiglia degli acciai inossidabili austenitici, sono i due gradi più utilizzati al mondo e offrono un'eccellente resistenza alla corrosione.

Acciaio inox 304

Con il 16-24% di cromo e piccole quantità di carbonio e manganese, l'acciaio inossidabile 304 è il più comune acciaio inossidabile 18-8, che contiene il 18% di cromo e l'8% di nichel.

Acciaio inox 316

Il grado 316 ha praticamente le stesse proprietà fisiche e meccaniche dell'acciaio inox 304, con la principale differenza che l'acciaio inox 316 contiene da 2% a 3% di molibdeno, che migliora la resistenza alla corrosione, in particolare contro i cloruri e altri solventi industriali.

Nel 304, con circa 8% di nichel, e nel 316, con circa 10%, stabilizza la struttura austenitica, garantendo la duttilità e la tenacità critiche per la fabbricazione e le applicazioni ad alte sollecitazioni.

L'acciaio inox 316 contiene inoltre da 2 a 3% di molibdeno rispetto all'acciaio inox 304, che lo rende resistente alla corrosione da cloruri, come l'acqua di mare e i sali del ghiaccio, superando il 304 in ambienti salini e chimici difficili.

Il nichel svolge un ruolo fondamentale sia nell'acciaio inossidabile 304 che in quello 316, ma le differenze nel contenuto di nichel e l'aggiunta di molibdeno nel 316 influenzano direttamente le prestazioni in condizioni estreme.

Sebbene entrambi i gradi abbiano resistenze alla trazione simili e un'eccellente rigidità (modulo di elasticità: 193-200 GPa per il 304), la maggiore quantità di nichel (10-14%) e molibdeno (2%) aumenta significativamente la resistenza dell'acciaio 316 a cricche, vaiolature e corrosione, soprattutto in ambienti ad alta pressione o ricchi di cloruri.

Dal punto di vista termico, il nichel migliora la stabilità; la composizione del 316 lo rende più affidabile alle alte temperature per tempi prolungati, come negli scambiatori di calore o nei reattori chimici. Il 316 mantiene la sua forza e la sua resistenza alla corrosione a temperature elevate, rendendolo ideale per le applicazioni termiche.

Sebbene il 304 abbia buone prestazioni e sia più economico, la sua mancanza di molibdeno lo rende meno ideale per condizioni difficili o fluttuanti.

Il 316 brilla in ambienti estremi, mentre il 304 è più adatto ad applicazioni meno impegnative.

Resistenza alla corrosione

316 è meglio:
Il molibdeno lo rende più resistente alla corrosione in ambienti clorurati (acqua di mare, salamoia), in ambienti acidi e ad alte temperature, e la sua resistenza alla vaiolatura e alla corrosione intergranulare è migliore di quella del 304.

304 è adatto all'ambiente generale:
Buona resistenza alla corrosione in ambiente quotidiano, ma l'ambiente ad alto contenuto di cloro o acido è facile da corrodere.

La differenza di resistenza alla corrosione tra l'acciaio inossidabile 316 e 304 è dovuta principalmente agli elementi di lega. L'acciaio inox 316 contiene un minimo di 2,0% di molibdeno, che ne aumenta notevolmente la resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti ricchi di cloruri, come quelli delle applicazioni marine.

L'aggiunta consente al 316 di resistere all'esposizione al sale e ad altri agenti corrosivi molto meglio dell'acciaio inox 304, che non contiene molibdeno ed è quindi più suscettibile alla vaiolatura e alla corrosione interstiziale in ambienti salini.

Quando si ha a che fare con ambienti più difficili, in particolare quelli che coinvolgono cloruri o acidi, il 316 è la scelta migliore, in quanto offre una maggiore resistenza e longevità.

Proprietà meccaniche

Sia il 304 che il 316 sono leghe austenitiche dure e duttili. In pratica, il 316 mostra spesso una resistenza alla trazione e allo snervamento leggermente superiore a causa del suo contenuto di lega. Ad esempio, i dati tipici indicano per il 316 una UTS ≈79,8 ksi contro 73,2 ksi per il 304, e uno snervamento ≈34,8 ksi contro 31,2 ksi.

L'allungamento è simile (circa 60-70%). Entrambi i tipi mantengono la resistenza alle alte temperature, anche se il 316 di solito resiste un po' meglio alle alte temperature.

L'acciaio inox 316 è generalmente riconosciuto per la sua superiore resistenza meccanica rispetto al 304, che lo rende più adatto ad applicazioni che richiedono un'elevata resistenza alla trazione e durezza. Tuttavia, l'acciaio inox 304 presenta una maggiore flessibilità grazie al suo minore modulo di elasticità, che può essere vantaggioso in specifici processi di fabbricazione.

In termini di lavorabilità, l'acciaio inossidabile 304 è più facile da lavorare rispetto al 316, soprattutto grazie alla sua minore durezza. Questa facilità di lavorazione può ridurre l'usura degli utensili e i tempi di fermo macchina.

Se esposto ad alte temperature, l'acciaio inox 304 resiste bene alle alte temperature, ma l'uso continuo a temperature comprese tra 425-860 °C (797-1580 °F) può portare alla corrosione. L'acciaio inox 316, invece, mantiene la sua forza e la sua resistenza alla corrosione anche a temperature elevate, il che lo rende la scelta preferita per le applicazioni termiche.

Costo

Il grado 316 ha sempre un sovrapprezzo rispetto al 304. I fattori principali sono il contenuto di leghe (Mo e Ni più elevato), che è sensibile al mercato. I fattori principali sono il contenuto di lega - Mo e Ni superiore - che sono costosi e sensibili al mercato. Nei mercati attuali, il 316 costa in genere circa 20-30% in più rispetto al 304 (a seconda del Paese e della forma del prodotto).

• Acciaio inox 304: Adatto per applicazioni generiche con un eccellente rapporto prezzo/prestazioni. Più conveniente, ideale per progetti sensibili al budget.

• Acciaio inox 316: Adatto ad ambienti difficili con un'eccellente resistenza alla corrosione. Il prezzo è più alto a causa del molibdeno, ma ne vale la pena per la durata.

Applicazione

Acciaio inox 316

L'acciaio inox 316 è spesso consigliato per gli ambienti difficili grazie alla sua superiore resistenza alla corrosione, in particolare contro cloruri e acidi. Questo lo rende ideale per le applicazioni marine, i processi chimici e gli ambienti ad alta salinità, come le zone costiere e le piscine.
L'aggiunta di un minimo di 2,0% di molibdeno al 316 ne aumenta la durata, consentendogli di mantenere forza e resistenza alla corrosione a temperature elevate.

Acciaio inox 304

L'acciaio inox 304 è un'opzione più economica, adatta ad applicazioni generiche, come lavelli da cucina, pentole e rivestimenti architettonici, dove l'esposizione agli elementi corrosivi è minima.
Offre un'eccellente resistenza alla corrosione in vari ambienti, ma manca delle proprietà specifiche necessarie per le applicazioni più esigenti.

La scelta tra l'acciaio inox 316 e 304 deve essere determinata dai requisiti specifici dell'applicazione e dalle condizioni ambientali a cui sarà esposta.

Quando scegliere l'acciaio inox 304

Scegliete il grado 304 se lo utilizzate per i seguenti articoli:

• Ambienti interni o leggermente corrosivi.
• Vincoli di budget senza compromettere la qualità.
• Applicazioni come la lavorazione degli alimenti o le apparecchiature mediche non richiedono un'estrema resistenza alla corrosione.
• Usi architettonici o decorativi generali

Quando scegliere l'acciaio inox 316

Scegliete il grado 316 se lo utilizzate per i seguenti progetti:

• Esposizione all'acqua di mare o ad ambienti marini.
• Trattamento chimico o condizioni acide.
• Applicazioni ad alta temperatura (come gli scambiatori di calore).
• Scenari che richiedono una maggiore resistenza e durata.

Principali risultati dell'analisi McKinsey

Le analisi di mercato di McKinsey mostrano che, sebbene entrambi i tipi siano versatili, le loro applicazioni di mercato differiscono:

• Il 316 domina in settori come quello marino, chimico ed energetico grazie alla sua maggiore durata.
• 304 è leader in settori come l'edilizia, l'industria alimentare e la sanità, dove i costi e le prestazioni generali sono prioritari.

Qual è il migliore, l'acciaio inox 316 o 304?

A seconda dell'ambiente del progetto e del budget:

• Per le condizioni estreme, il 316 vale l'investimento.
• Per un uso generale, il 304 offre un valore eccellente.

Resistenza alla corrosione

• Alto rischio di corrosione: Scegliere il 316 per garantire una lunga durata e prestazioni ottimali in ambienti difficili con forti cloruri, come gli impianti marini o chimici.
• Corrosioni lievi: Scegliete il 304 per risparmiare sui costi e mantenere la versatilità, ma non si comporta bene in caso di corrosione estrema.

I malintesi più comuni

L'idea che "316 è sempre meglio" non è del tutto vera. La maggiore resistenza alla corrosione del 316 ha senso solo in ambienti difficili. In ambienti interni o miti, il "passaggio" al 316 offre pochi vantaggi e un aumento significativo dei costi. L'uso del 316 quando il 304 è sufficiente può aumentare i costi del materiale e della produzione senza aumentare la durata di vita. In generale, se il materiale non è esposto ad acqua salata, sali antighiaccio o acidi forti, il 304 è generalmente sufficiente.

Conclusione

In sintesi, gli acciai inossidabili 304 e 316 hanno ciascuno le proprie caratteristiche. Il grado 316 offre una resistenza alla corrosione superiore (soprattutto ai cloruri) e una maggiore forza, ma con un notevole sovrapprezzo. Il grado 304 è più economico per un uso generale e comunque altamente resistente alla corrosione in ambienti non aggressivi. La scelta migliore dipende dalle condizioni di applicazione.