O que é melhor, aço inoxidável 316 ou 304?

No ambiente competitivo da indústria transformadora atual, a escolha do tipo certo de aço inoxidável é fundamental para o sucesso da sua organização. Com base na mais recente análise de mercado da McKinsey e nos conhecimentos do sector, prevê-se que o mercado global de aço inoxidável atinja $157,4 mil milhões até 2030, sendo os aços inoxidáveis 304 e 316 os dois tipos mais importantes, cada um com vantagens únicas, dependendo do ambiente e dos requisitos.

A diferença: aço inoxidável 304 Vs. 316

Os aços inoxidáveis 316 e 304 pertencem à família dos aços inoxidáveis austeníticos, são os dois tipos mais utilizados no mundo e oferecem uma excelente resistência à corrosão.

Aço inoxidável 304

Containing 16 to 24 percent chromium and small amounts of carbon and manganese, Aço inoxidável 304 is the most common 18-8 stainless steel, which contains 18 percent chromium and 8 percent nickel.

Aço inoxidável 316

Grade 316 has virtually the same physical and mechanical properties as Aço inoxidável 304, with the main difference being that Aço inoxidável 316 contains 2% to 3% molybdenum, which improves corrosion resistance, especially against chlorides and other industrial solvents.

No 304, com cerca de 8% de níquel, e no 316, com cerca de 10%, estabiliza a estrutura austenítica, assegurando a ductilidade e a tenacidade críticas para o fabrico e aplicações de alta tensão.

Nickel also significantly boosts corrosion resistance, especially against reducing acids and chloride-induced stress-corrosion cracking.316 stainless steel also contains 2 to 3% molybdenum than Aço inoxidável 304, making it resistant to corrosion from chlorides, such as seawater and ice salts, outshining 304 in saline and harsh chemical environments.

Nickel plays a critical role in both 304 and Aço inoxidável 316, but the differences in nickel content, and the addition of molybdenum in 316 directly influence their performance under extreme conditions.

Embora ambas as qualidades partilhem resistências à tração semelhantes e uma excelente rigidez (módulo de elasticidade: 193-200 GPa para o 304), o níquel mais elevado (10-14%) e o molibdénio (2%) aumentam significativamente a resistência do aço 316 à fissuração, à corrosão e à corrosão, especialmente em ambientes de alta pressão ou ricos em cloretos.

Termicamente, o níquel melhora a estabilidade; a composição do 316 torna-o mais fiável a altas temperaturas durante períodos prolongados, como em permutadores de calor ou reactores químicos. O 316 mantém a sua força e resistência à corrosão a temperaturas elevadas, tornando-o ideal para aplicações térmicas.

Embora o 304 tenha um bom desempenho e seja mais económico, a sua falta de molibdénio torna-o menos ideal para condições adversas ou flutuantes.

O 316 brilha em ambientes extremos, enquanto o 304 serve melhor em aplicações menos exigentes.

Resistência à corrosão

316 é melhor:
O molibdénio torna-o mais resistente à corrosão em ambientes clorados (água do mar, salmoura), meios ácidos e ambientes de alta temperatura, e a sua resistência à corrosão por pite e intergranular é melhor do que a do 304.

304 é adequado para ambientes gerais:
Boa resistência à corrosão no ambiente quotidiano, mas um ambiente com elevado teor de cloro ou ácido é fácil de corroer.

The difference in corrosion resistance between 316 and Aço inoxidável 304 is primarily due to their alloying elements. Aço inoxidável 316 contains a minimum of 2.0% molybdenum, which significantly enhances its corrosion resistance, especially in chloride-rich environments, such as those found in marine applications.

The addition allows 316 to withstand exposure to salt and other corrosives far better than Aço inoxidável 304, which lacks molybdenum and therefore is more susceptible to pitting and crevice corrosion in salty environments

Ao lidar com ambientes mais agressivos, particularmente aqueles que envolvem cloretos ou ácidos, o 316 é a escolha superior, proporcionando maior durabilidade e longevidade.

Propriedades mecânicas

Both 304 and Aço inoxidável 316 are tough, ductile austenitic alloys. In practice, 316 often shows slightly higher tensile and yield strength due to its alloy content. For example, typical data show 316 UTS ≈79.8 ksi vs 73.2 ksi for 304, and yield ≈34.8 ksi vs 31.2 ksi.

O alongamento é semelhante (cerca de 60-70%). Ambas as qualidades mantêm a resistência a altas temperaturas, embora o 316 se aguente um pouco melhor a temperaturas elevadas.

Aço inoxidável 316 is generally recognized for its superior mechanical strength compared to 304, making it more suitable for applications requiring high tensile strength and hardness.However, Aço inoxidável 304 exhibits greater flexibility due to its lower modulus of elasticity, which can be advantageous in specific fabrication processes

In terms of machinability, Aço inoxidável 304 is easier to machine than 316, largely due to its lower hardness. This ease of machining can reduce tool wear and operational downtime.

When exposed to high temperatures, Aço inoxidável 304 can withstand elevated temperatures well, but continuous use at temperatures between 425-860 °C (797-1580 °F) may lead to corrosion.In contrast,Aço inoxidável 316 maintains its strength and corrosion resistance even at elevated temperatures, making it a preferred choice for heat applications.

Custo

O grau 316 tem sempre um prémio sobre o 304. Nos mercados actuais, o 316 custa normalmente cerca de 20-30% mais do que o 304 (variando consoante o país e a forma do produto).

• Aço inoxidável 304: Suitable for general applications with excellent price/performance ratio.More affordable, ideal for budget-sensitive projects.

• Aço inoxidável 316: Suitable for harsh environments with excellent corrosion resistance. Higher price due to molybdenum, but worth it for durability.

Aplicação

Aço inoxidável 316

Aço inoxidável 316 is often recommended for harsh environments due to its superior corrosion resistance, particularly against chlorides and acids. This makes it ideal for marine applications, chemical processing, and environments with high salinity, such as coastal areas and swimming pools.
A adição de um mínimo de 2,0% de molibdénio ao 316 aumenta a sua durabilidade, permitindo-lhe manter a força e a resistência à corrosão a temperaturas elevadas.

Aço inoxidável 304

Aço inoxidável 304 is a more cost-effective option suitable for general applications, such as kitchen sinks, saucepans, and architectural panelling, where exposure to corrosive elements is minimal.
Oferece uma excelente resistência à corrosão em vários ambientes, mas não possui as propriedades específicas necessárias para aplicações mais exigentes.

The choice between 316 and Aço inoxidável 304 should be determined by the specific requirements of the application and the environmental conditions it will be exposed to.

Quando escolher o aço inoxidável 304

Escolha o grau 304 se o utilizar para os seguintes artigos:

• Ambientes interiores ou ligeiramente corrosivos.
• Restrições orçamentais sem comprometer a qualidade.
• As aplicações como o processamento de alimentos ou o equipamento médico não requerem uma resistência extrema à corrosão.
• Utilizações arquitectónicas ou decorativas gerais

Quando escolher o aço inoxidável 316

Escolha o grau 316 se o utilizar para os seguintes projectos:

• Exposição à água do mar ou a ambientes marinhos.
• Processamento químico ou condições ácidas.
• Aplicações a alta temperatura (como permutadores de calor).
• Cenários que requerem durabilidade extra e longa duração.

Principais conclusões da análise da McKinsey

Os estudos de mercado da McKinsey mostram que, embora ambos os tipos sejam versáteis, as suas aplicações no mercado são diferentes:

• O 316 domina em sectores como o marítimo, o químico e o energético devido à sua maior durabilidade.
• A 304 é líder em sectores como a construção, a indústria alimentar e os cuidados de saúde, onde é dada prioridade aos custos e ao desempenho geral.

O que é melhor, aço inoxidável 316 ou 304?

Dependendo do ambiente e do orçamento do projeto:

• Para condições extremas, vale a pena investir no 316.
• Para uso geral, o 304 oferece um excelente valor.

Resistência à corrosão

• Elevado risco de corrosão: Escolha o 316 para garantir uma vida longa e um bom desempenho em ambientes agressivos com cloretos pesados, como instalações marítimas ou químicas.
• Corrosões ligeiras: Escolha o 304 para poupar custos e manter a versatilidade, mas não tem um bom desempenho em situações de corrosão extrema.

Equívocos comuns

A ideia de que "316 é sempre melhor" não é totalmente verdadeira. A resistência adicional à corrosão do 316 só faz sentido em ambientes severos. Em ambientes internos ou amenos, a "atualização" para o 316 oferece poucos benefícios e um aumento significativo de custos. Utilizar o 316 quando o 304 é suficiente pode aumentar os custos de material e de fabrico sem aumentar a vida útil. Em geral: se o material não for exposto a água salgada, sais de degelo ou ácidos fortes, então o 304 é normalmente suficiente.

Conclusão

Em resumo, os aços inoxidáveis 304 e 316 têm as suas caraterísticas. O grau 316 oferece uma resistência superior à corrosão (especialmente aos cloretos) e uma maior resistência, mas a um preço significativamente mais elevado. O grau 304 é mais económico para uso geral e continua a ser altamente resistente à corrosão em ambientes não agressivos. A melhor escolha depende das condições de aplicação.