Quais são as diferenças entre o aço inoxidável 304 e 201?

201 vs 304: Duas Famílias de Aço Austenítico

Tanto o 201 quanto o 304 são aços inoxidáveis ​​austeníticos, o que significa que eles têm uma estrutura cúbica-de face centrada e geralmente não-magnéticos no estado recozido. A diferença decisiva é como eles são ligados. Grau 304, o moderno aço 18-8, usa 18-20% de cromo e 8-10,5% de níquel como núcleo-resistente à corrosão. O grau 201 foi desenvolvido para economizar níquel, o elemento de liga mais caro, substituindo 5,5-7,5% de manganês e até 0,25% de nitrogênio por parte do níquel, deixando 3,5-5,5% de níquel. O resultado é um aço de baixo custo com maior resistência, mas menor resistência à corrosão, portanto a escolha entre os dois é uma decisão de custo versus corrosão que deve ser feita para cada aplicação.

Composição Química

As faixas de composição abaixo seguem ASTM A240 para chapas grossas, folhas e tiras e JIS G4304 para chapas-laminadas a quente, com as designações SUS201 e SUS304.

Elemento	201 (UNS S20100)% em peso	304 (UNS S30400)% em peso
Cromo (Cr)	16.0-18.0	18.0-20.0
Níquel (Ni)	3.5-5.5	8.0-10.5
Manganês (Mn)	5.5-7.5	2,00 no máximo
Carbono (C)	0,15 máx.	0,08 máx.
Nitrogênio (N)	0,25 máx.	0,10 máx.
Silício (Si)	0,75 máx.	0,75 máx.
Fósforo (P)	0,060 máx.	0,045 máx.
Enxofre (S)	0,030 máx.	0,030 máx.
Ferro (Fe)	Equilíbrio	Equilíbrio

Observe que ambas as classes possuem a mesma faixa da família de cromo de 16 a 20%; as diferenças significativas são o menor teor de níquel e muito maior de manganês e nitrogênio de 201. O maior teor de manganês e nitrogênio compensa o níquel reduzido e aumenta a resistência de 201.

Propriedades Mecânicas

Na condição recozida, o 201 é normalmente mais forte e mais duro que o 304, enquanto o 304 oferece melhor ductilidade e conformabilidade.

Propriedade (recozida, típica)	201	304
Resistência à tração (MPa)	~620	~520
Força de rendimento (MPa)	~275	~215
Alongamento (%)	40	45-50
Dureza máxima (HRB)	95	92

O 201 também endurece-mais rapidamente do que o 304 na conformação a frio, o que pode ser uma vantagem para a resistência em alguns produtos laminados ou trefilados, mas uma desvantagem na estampagem profunda e na conformação severa. Sua densidade é de cerca de 7,93 g/cm3, essencialmente igual a 304.

Resistência à corrosão e magnetismo

A resistência à corrosão é onde os dois graus mais divergem. Com 8-10,5% de níquel e 18-20% de cromo, o 304 forma um filme passivo estável que resiste à corrosão atmosférica, ácidos alimentares e uma ampla variedade de produtos químicos, além de ser o material padrão para equipamentos de processamento de-alimentos, linhas de bebidas e componentes arquitetônicos internos e externos. O níquel reduzido e o alto teor de manganês do 201 conferem-lhe apenas uma resistência à corrosão moderada: aceitável em condições internas secas, mas propenso a corrosão e manchas de ferrugem em ambientes úmidos, costeiros ou contendo cloreto. Em termos de magnetismo, 304 é essencialmente não magnético no estado recozido e só se torna ligeiramente magnético após trabalho pesado a frio, enquanto 201 é visivelmente mais magnético na condição recozida devido à sua diferente estabilidade de austenita, e seu magnetismo aumenta ainda mais com trabalho a frio.

Candidaturas e Orientações de Seleção

304 é a escolha correta onde quer que higiene, durabilidade e resistência à corrosão sejam importantes: tanques e transportadores de processamento de alimentos e bebidas, equipamentos de cozinha, recipientes de produtos químicos, móveis hospitalares, grades e fachadas em climas costeiros ou úmidos e componentes de escapamento automotivo que enfrentam altas temperaturas e sal rodoviário. 201 é uma alternativa econômica-para aplicações internas e secas onde o ambiente é ameno: móveis e acabamentos internos, estruturas de eletrodomésticos, seções estruturais, calhas de telhado em locais protegidos e componentes que podem se beneficiar de sua maior resistência. Em aplicações de carrocerias e chassis automotivos, o 201 oferece alta resistência para estruturas e suportes em áreas-não corrosivas, mas onde a resistência à ferrugem é crítica, como sistemas de escapamento, o 304 continua sendo o padrão. Se o ambiente for úmido, salgado ou quimicamente agressivo, especifique 304 independente da economia de custos.

Perguntas frequentes

O que é melhor, 201 ou 304?

Para resistência à corrosão, durabilidade e contato com alimentos, 304 é melhor. 201 é melhor apenas em custo e, em alguns casos, em resistência. A decisão deve basear-se no ambiente de serviço: condições húmidas, salgadas ou ácidas exigem 304; condições internas secas e amenas podem aceitar 201.

Por que 201 é mais barato que 304?

201 contém apenas 3,5-5,5% de níquel em vez de 8-10,5%, e o níquel é o elemento de liga mais caro do aço inoxidável. A lacuna é parcialmente compensada pelo manganês e pelo nitrogênio, que são muito mais baratos.

O aço inoxidável 201 é magnético?

Sim, visivelmente mais do que 304. 201 tem uma estrutura austenítica menos estável, por isso mostra atração magnética mensurável na condição recozida e se torna mais magnético após o trabalho a frio. 304 é essencialmente não-magnético quando recozido.

O 201 pode ser usado para contato com alimentos?

Não é recomendado para equipamentos de-processamento de alimentos onde a resistência à corrosão e a higiene são essenciais. 304 com seu maior teor de níquel é o padrão-da indústria para contato com alimentos e bebidas porque suporta ácidos e agentes de limpeza muito melhor do que 201.

Como posso diferenciar 201 e 304 na prática?

Nenhum teste de campo é conclusivo, mas as diferenças no magnetismo e no preço dão pistas: o 201 atrai visivelmente um ímã e é mais barato, enquanto o 304 mal atrai um ímã no estado recozido. Para uma resposta confiável, solicite um certificado de teste de moinho com a análise química, pois os teores de níquel e manganês são decisivos.

201 enferruja?

Sim, em ambientes úmidos, costeiros ou que contenham-cloretos, o 201 é propenso a corrosão e manchas de ferrugem na superfície devido ao menor teor de níquel e à reduzida estabilidade-do filme passivo. Em ambientes internos secos, pode funcionar adequadamente durante anos.