Guía técnica · 5 min de lectura
Tornillería de acero inoxidable 310S: qué especificar para servicio a alta temperatura
El 310S se suministra habitualmente para equipos resistentes al calor. La tornillería sometida a carga también requiere resistencia adecuada a la fluencia y a la atmósfera de servicio, así como piezas de acoplamiento apropiadas.
Respuesta breve: el 310S es un acero inoxidable austenítico resistente al calor y un grado habitual dentro de la familia 310, identificado como UNS S31008. En tornillería, su resistencia a la oxidación no basta por sí sola: un perno también debe conservar la fuerza de apriete durante el servicio en caliente.[1][2][3][7]
Recorra la serie de guías sobre acero inoxidable
Empiece por los fundamentos del material y las introducciones a los grados anteriores:
- Qué es el acero inoxidable austenítico: guía para compradores de tornillería — estructura del material, trabajo en frío y selección del grado.
- Tornillería de acero inoxidable 304: cuándo usarla y qué especificar — el grado de partida para montajes de uso general.
- Tornillería de acero inoxidable 316: aplicaciones, grados y límites de servicio — exposición a cloruros, 316L y resistencia de la pieza acabada.
El 310S y la familia 310
El 310S contiene nominalmente 25 % de cromo y 20 % de níquel. El cromo mantiene una capa protectora de óxido a alta temperatura. El límite de carbono lo distingue del tipo 310 propiamente dicho:[1][4][5]
| Grado | Carbono y selección |
|---|---|
| 310 / UNS S31000 | 0,25 % de carbono como máximo. |
| 310S / UNS S31008 | 0,08 % de carbono como máximo; la versión de bajo carbono del 310. |
| 310H / UNS S31009 | 0,04–0,10 % de carbono; el contenido mínimo especificado aporta resistencia a alta temperatura. |
El menor contenido de carbono ayuda a limitar la sensibilización asociada a la soldadura, en la que la precipitación de carburos deja los límites de grano vulnerables a la corrosión. El 310S también puede sensibilizarse tras una exposición térmica.[4][5]
Resistencia a la oxidación y fuerza de apriete
Una fijación de horno puede verse intacta mientras su unión pierde fuerza de apriete. A temperatura elevada, la deformación dependiente del tiempo —la fluencia— puede relajar la precarga del perno durante una permanencia prolongada en caliente.[7]
Outokumpu indica 1050 °C como orientación para servicio en aire del 310S/4845, no como temperatura de servicio asignada a un perno sometido a carga. El diseñador de la unión necesita la temperatura del metal en el elemento de fijación, la carga y la vida requerida para evaluar resistencia, fluencia y precarga retenida.[6][7]
La dilatación térmica desigual del perno y de las piezas sujetas también puede elevar o reducir la precarga durante un ciclo de calentamiento y enfriamiento. Incluya en esta evaluación los materiales y las temperaturas de las tuercas y arandelas.[7][8]
Las condiciones en la unión del horno
Las aleaciones de la familia 310 se usan en componentes de quemadores, soportes de horno y útiles de tratamiento térmico. Aire caliente, gases de combustión con azufre y una atmósfera cementante pueden exigir elecciones de material distintas a la misma temperatura.[4][6]
| En la unión | Información que aportar |
|---|---|
| Aire caliente oxidante | Temperaturas normal y máxima del metal en el elemento de fijación, tiempo de permanencia y vida requerida. |
| Calentamiento y enfriamiento repetidos | Intervalo térmico de los ciclos, frecuencia y materiales de las piezas sujetas. |
| Servicio con azufre, atmósfera reductora, cementación o formación de depósitos | Composición del gas, condiciones de oxígeno y depósitos. |
| Servicio prolongado seguido de enfriamiento o parada húmeda | Historial térmico, composición del condensado y plan para retirar o reutilizar la tornillería. |
La exposición térmica prolongada puede provocar precipitación de carburos y formación de fase sigma, lo que reduce la resistencia a la corrosión o la tenacidad. La pérdida de tenacidad es especialmente relevante durante el mantenimiento tras el enfriamiento.[5][6]
Material, pieza acabada y montaje
Una cotización que solo indique “310” deja sin aclarar el grado exacto. Confirme con el proveedor el grado certificado y las medidas disponibles.[1][2][3]
En un elemento de fijación mecanizado a partir de barra, ASTM A276/A276M-25 puede cubrir el material de partida; los requisitos mecánicos de la pieza acabada necesitan una especificación aparte. ASTM F593-24 no incluye el 310S entre sus grupos de aleación. Acuerde la especificación y los ensayos del producto 310S que se va a suministrar.[9][10]
Use un lubricante o compuesto antigripante adecuado a la temperatura y a la atmósfera, con datos de apriete para esa condición de suministro. La guía sobre el gripado de roscas aborda ese problema durante el montaje.[11]
Relacione el número de colada o de lote con los informes de análisis químico y de ensayos de pieza acabada. Cuando se exija verificar el carbono, use una técnica capaz de medirlo: la fluorescencia de rayos X (XRF) portátil no puede.[12]
Qué enviar con una solicitud de cotización de tornillería 310S
- Pieza: norma dimensional o plano, cabeza, sistema de rosca y ajuste, diámetro y longitud.
- Material: 310S / S31008, especificación del material, condición de suministro y requisitos mecánicos de la pieza acabada.
- Historial térmico: temperaturas del metal, permanencia, ciclos y vida objetivo.
- Unión y atmósfera: carga, materiales de las piezas sujetas, requisitos de las piezas de acoplamiento, composición del gas, depósitos y condiciones de parada.
- Entrega: cantidad, trazabilidad, informes de ensayo acordados, lubricante y procedimiento de apriete.
Referencias
- ATI. ATI 310S — UNS S31008. Oferta actual, límites de composición y formas de producto plano.
- Outokumpu. Therma range. Listado comercial actual del Therma 310S/4845 y aplicaciones resistentes al calor.
- Aperam. 310S–1.4845. Oferta comercial actual del grado y formas de producto.
- ATI. ATI 309/309S/310/310S technical data sheet, versión 1, 17 de febrero de 2014. Composición del grado, aplicaciones en hornos, formación de la capa de óxido protectora y comportamiento del material.
- Atlas Steels. Stainless Steel 310, 310S, 310H Grade Data Sheet, revisado el 23 de abril de 2021. Diferencias de carbono, sensibilización y certificación dual.
- Outokumpu. Therma range datasheet. Orientación de temperatura en aire, ambientes de gas caliente, estabilidad estructural y resistencia dependiente del tiempo.
- NASA. NASA-STD-5020B — Requirements for Threaded Fastening Systems in Spaceflight Hardware, 6 de agosto de 2021; revalidada el 5 de enero de 2026. Cálculos de precarga de uniones, fluencia y temperatura, sección 4.3.1 y tabla 1.
- Richard T. Barrett, NASA. Fastener Design Manual, NASA-RP-1228, marzo de 1990, “Thermal Cyclic Loading of Bolts”, página impresa 15. Dilatación térmica diferencial y carga de la unión.
- ASTM International. ASTM A276/A276M-25 — Stainless Steel Bars and Shapes. Alcance público para las formas de producto de partida y las condiciones de suministro.
- ASTM International. ASTM F593-24 — Stainless Steel Bolts, Hex Cap Screws, and Studs. Alcance público y grupos de aleación; el 310S no figura entre las aleaciones incluidas.
- Australian Stainless Steel Development Association. Technical FAQ 5: Galling and its Control. Estado de la rosca, lubricación y consideraciones de apriete.
- Thermo Fisher Scientific. Analysis of Stainless Steel Testing Using the Niton Apollo Handheld LIBS Analyzer. Medición de carbono y limitaciones de la XRF para distinguir grados inoxidables con carbono controlado.