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

Contendo 16 a 24% de crómio e pequenas quantidades de carbono e manganês, o aço inoxidável 304 é o aço inoxidável 18-8 mais comum, que contém 18% de crómio e 8% de níquel.

Aço inoxidável 316

O grau 316 tem praticamente as mesmas propriedades físicas e mecânicas que o aço inoxidável 304, com a principal diferença de que o aço inoxidável 316 contém 2% a 3% de molibdénio, o que melhora a resistência à corrosão, especialmente contra cloretos e outros solventes industriais.

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.

O níquel também aumenta significativamente a resistência à corrosão, especialmente contra ácidos redutores e fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloretos. O aço inoxidável 316 também contém 2 a 3% de molibdénio do que o aço inoxidável 304, o que o torna resistente à corrosão provocada por cloretos, como a água do mar e os sais de gelo, superando o 304 em ambientes salinos e químicos agressivos.

O níquel desempenha um papel fundamental nos aços inoxidáveis 304 e 316, mas as diferenças no teor de níquel e a adição de molibdénio no 316 influenciam diretamente o seu desempenho em condições extremas.

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.

A diferença na resistência à corrosão entre o aço inoxidável 316 e 304 deve-se principalmente aos seus elementos de liga. O aço inoxidável 316 contém um mínimo de 2,0% de molibdénio, o que aumenta significativamente a sua resistência à corrosão, especialmente em ambientes ricos em cloretos, como os encontrados em aplicações marítimas.

A adição permite que o 316 resista à exposição ao sal e a outros corrosivos muito melhor do que o aço inoxidável 304, que não tem molibdénio e, por conseguinte, é mais suscetível à corrosão por picadas e fendas em ambientes salgados

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

Tanto o aço inoxidável 304 como o 316 são ligas austeníticas resistentes e dúcteis. Na prática, o 316 apresenta frequentemente uma resistência à tração e ao escoamento ligeiramente superior devido ao seu teor de liga. Por exemplo, os dados típicos mostram 316 UTS ≈79.8 ksi vs 73.2 ksi para 304, e rendimento ≈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.

O aço inoxidável 316 é geralmente reconhecido pela sua resistência mecânica superior ao 304, o que o torna mais adequado para aplicações que requerem uma elevada resistência à tração e dureza. No entanto, o aço inoxidável 304 apresenta uma maior flexibilidade devido ao seu menor módulo de elasticidade, o que pode ser vantajoso em processos de fabrico específicos

Em termos de maquinabilidade, o aço inoxidável 304 é mais fácil de maquinar do que o 316, em grande parte devido à sua menor dureza. Esta facilidade de maquinação pode reduzir o desgaste da ferramenta e o tempo de inatividade operacional.

Quando exposto a temperaturas elevadas, o aço inoxidável 304 pode suportar bem temperaturas elevadas, mas a utilização contínua a temperaturas entre 425-860 °C (797-1580 °F) pode provocar corrosão. Em contrapartida, o aço inoxidável 316 mantém a sua força e resistência à corrosão mesmo a temperaturas elevadas, o que o torna a escolha preferida para aplicações de calor.

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: Adequado para aplicações gerais com uma excelente relação preço/desempenho. Mais acessível, ideal para projectos sensíveis ao orçamento.

• Aço inoxidável 316: Adequado para ambientes agressivos com excelente resistência à corrosão. Preço mais elevado devido ao molibdénio, mas vale a pena pela durabilidade.

Aplicação

Aço inoxidável 316

O aço inoxidável 316 é frequentemente recomendado para ambientes agressivos devido à sua resistência superior à corrosão, particularmente contra cloretos e ácidos. Isto torna-o ideal para aplicações marítimas, processamento químico e ambientes com elevada salinidade, como zonas costeiras e piscinas.
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

O aço inoxidável 304 é uma opção mais económica, adequada para aplicações gerais, como lava-loiças de cozinha, panelas e revestimentos arquitectónicos, onde a exposição a elementos corrosivos é mínima.
Oferece uma excelente resistência à corrosão em vários ambientes, mas não possui as propriedades específicas necessárias para aplicações mais exigentes.

A escolha entre o aço inoxidável 316 e 304 deve ser determinada pelos requisitos específicos da aplicação e pelas condições ambientais a que estará exposta.

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.