¿Qué hace que el acero inoxidable 347 resistente al calor sea tan esencial en entornos de altas temperaturas? Este artículo explora sus propiedades únicas, como la resistencia a la corrosión intergranular y a la rotura por tensiones, que lo hacen ideal para operaciones prolongadas entre 800 y 1500 °F. Al conocer su composición química y sus ventajas mecánicas frente a otras aleaciones, comprenderá por qué el acero inoxidable 347 es una opción superior para aplicaciones exigentes. Descubra cómo su estabilidad y durabilidad pueden beneficiar a sus proyectos.
El acero inoxidable 347 resistente al calor (S34700) es un grado de acero inoxidable austenítico de gran estabilidad conocido por su excepcional resistencia a la corrosión intergranular. Esta aleación mantiene su integridad estructural y su resistencia a la corrosión incluso en condiciones severas, especialmente en el rango crítico de temperaturas de 427-816°C (800-1500°F), donde suele producirse la precipitación del carburo de cromo.
La estabilidad superior del acero inoxidable 347 se atribuye a su composición cuidadosamente diseñada, concretamente a la adición de titanio como elemento estabilizador. El titanio se combina preferentemente con el carbono para formar carburos de titanio, impidiendo eficazmente la formación de carburos de cromo en los límites de grano. Este mecanismo, conocido como estabilización, preserva el cromo en solución sólida, manteniendo así la resistencia a la corrosión de la aleación incluso tras una exposición prolongada a temperaturas elevadas.
En aplicaciones de alta temperatura, el acero inoxidable 347 resistente al calor presenta ventajas significativas debido a sus excelentes propiedades mecánicas. Presenta una resistencia a la fluencia, una resistencia a la fatiga térmica y una estabilidad dimensional superiores a las de las calidades no estabilizadas. Estas características lo hacen especialmente adecuado para componentes de intercambiadores de calor, piezas de hornos y equipos de procesamiento químico que funcionan a temperaturas elevadas.
En comparación con el acero inoxidable austenítico 304, ampliamente utilizado, el 347 ofrece notables mejoras tanto en ductilidad como en resistencia a la rotura por tensiones a altas temperaturas. Este mayor rendimiento es crucial en aplicaciones que impliquen ciclos térmicos o en las que se prevea una exposición prolongada a altas temperaturas. La ductilidad mejorada permite una mejor conformabilidad y reduce el riesgo de fisuración durante los ciclos de expansión y contracción térmicas.
Aunque el 347 es la opción preferida para aplicaciones de alta temperatura que requieren la máxima resistencia a la corrosión, cabe señalar que el 304L (variante con bajo contenido en carbono del 304) también puede utilizarse para mitigar la sensibilización y la corrosión intergranular en determinados entornos menos severos. Sin embargo, el 304L consigue esto mediante la reducción del contenido de carbono en lugar de la estabilización, lo que puede limitar su resistencia a altas temperaturas en comparación con el 347.
La aleación 321 (UNS S32100) es un acero inoxidable austenítico muy estable, famoso por su excepcional resistencia a la corrosión intergranular, sobre todo en el intervalo crítico de temperaturas de 427-816°C (800-1500°F), donde suele producirse la precipitación de carburos de cromo. Esta estabilidad se consigue mediante la adición estratégica de titanio, que forma preferentemente carburos de titanio, evitando así el agotamiento del cromo en los límites de grano.
En comparación, el acero inoxidable 347 resistente al calor mantiene su estabilidad gracias a la adición de columbio (niobio) y tántalo. Ambos elementos actúan como fuertes formadores de carburos, estabilizando eficazmente la aleación frente a la sensibilización.
Los aceros inoxidables resistentes al calor 321 y 347 son los materiales preferidos para el servicio a largo plazo en entornos de alta temperatura dentro del intervalo de 427-816°C (800-1500°F). Sus composiciones únicas los hacen ideales para aplicaciones que requieren una exposición prolongada a temperaturas elevadas. Para situaciones menos exigentes que sólo impliquen soldadura o calentamiento a corto plazo, el 304L puede ser una alternativa adecuada debido a su menor contenido en carbono, que reduce la susceptibilidad a la sensibilización.
La superioridad de las aleaciones 321 y 347 en operaciones a alta temperatura va más allá de la resistencia a la corrosión e incluye propiedades mecánicas mejoradas. Estas aleaciones presentan una resistencia a la fluencia y unas propiedades de rotura por tensiones significativamente mejores que las de las calidades 304 y 304L. Este rendimiento superior permite a las aleaciones 321 y 347 soportar mayores esfuerzos a temperaturas elevadas sin dejar de cumplir las estrictas normativas para calderas y recipientes a presión establecidas por la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME).
En consecuencia, la temperatura máxima de uso permitida para los aceros inoxidables resistentes al calor 321 y 347 puede llegar hasta los 816°C (1500°F), sustancialmente superior al límite de 426°C (800°F) de las calidades 304 y 304L. Este mayor rango de temperaturas amplía significativamente el campo de aplicación de estas aleaciones estabilizadas en procesos industriales de alta temperatura.
Para aplicaciones que requieren una resistencia aún mayor a altas temperaturas, existen versiones con alto contenido en carbono de las aleaciones 321 y 347, designadas como UNS S32109 y S34709 respectivamente. Estos grados ofrecen una mayor resistencia a la fluencia y a temperaturas elevadas, aunque con una ductilidad ligeramente inferior a la de sus homólogos estándar.
ASTM A240 y ASME SA-240:
| Composición | Salvo que se indique específicamente lo contrario, los valores que figuran en el cuadro representan el porcentaje máximo en peso. | |
| 321 | 347 | |
| Carbono | 0.08 | 0.08 |
| Manganeso | 2.00 | 2.00 |
| Fósforo | 0.045 | 0.045 |
| Azufre | 0.030 | 0.03 |
| Silicio | 0.75 | 0.75 |
| Cromo | 17.00-19.00 | 17.00-19.00 |
| Níquel | 9.00-12.00 | 9.00-13.00 |
| Estroncio + Tántalo | — | 10x C - Mínimo 1,00 Máximo |
| Tántalo | — | — |
| Titanio | 5x(C+N) mínimo 0,70 máximo | — |
| Cobalto | — | — |
| Nitrógeno | 0.10 | — |
| Hierro | Parte restante | Parte restante |
| Nota | * El contenido en carbono del grado H está entre 0,04 y 0,10%. * El estabilizador mínimo para el grado H varía en función del fórmula. | |
Las aleaciones 321 y 347 poseen una capacidad de resistencia a la corrosión general similar a la de la aleación inestable de níquel-cromo 304. El calentamiento prolongado en la gama de temperaturas del grado de carburo de cromo puede afectar a la resistencia a la corrosión de las aleaciones 321 y 347 en medios corrosivos agresivos.
En la mayoría de los ambientes, la resistencia a la corrosión de ambas aleaciones es bastante comparable; sin embargo, la resistencia de la aleación recocida 321 en ambientes fuertemente oxidantes es ligeramente inferior a la de la aleación recocida 347.
Por lo tanto, la aleación 347 es superior en ambientes acuáticos y otras condiciones de baja temperatura. La exposición a temperaturas que oscilan entre 427°C y 816°C (800°F y 1500°F) reduce significativamente la resistencia general a la corrosión de la aleación 321 en comparación con la aleación 347.
La aleación 347 se utiliza principalmente en aplicaciones de alta temperatura, donde se requiere una fuerte resistencia a la sensibilización para evitar la corrosión intergranular a temperaturas más bajas.
Los aceros inestables de níquel-cromo como la aleación 304 son susceptibles a la corrosión intergranular, mientras que las aleaciones 321 y 347 se desarrollaron para resolver este problema.
Cuando el acero al cromo-níquel inestable se coloca en un entorno a temperaturas comprendidas entre 427 °C y 816 °C (800 °F y 1500 °F) o se enfría lentamente dentro de este intervalo de temperaturas, el carburo de cromo precipita en los límites del grano.
Cuando se exponen a medios corrosivos agresivos, estos límites de grano pueden ser los primeros en corroerse, debilitando potencialmente el rendimiento del metal y conduciendo a su desintegración total.
En medios orgánicos o soluciones acuosas débilmente corrosivas, leche u otros productos lácteos, o condiciones atmosféricas, rara vez se observa corrosión intergranular, incluso en presencia de una importante precipitación de carburos.
En soldadura placas más delgadas, la corta exposición a temperaturas entre 800°F - 1500°F (427°C - 816°C) reduce la probabilidad de corrosión intergranular, haciendo que los grados inestables sean adecuados para la tarea.
El grado de precipitación de carburos nocivos depende de la duración de la exposición a temperaturas entre 427°C - 816°C (800°F - 1500°F) y del medio corrosivo.
Para la soldadura de chapas más gruesas, a pesar de los mayores tiempos de calentamiento, la inestable calidad L, con un contenido de carbono de 0,03% o inferior, da lugar a una precipitación de carburo insuficiente para suponer una amenaza para esta calidad.
La fuerte resistencia a la sensibilización y a la corrosión intergranular del acero inoxidable 321 estabilizado y de la aleación 347 queda demostrada en la tabla siguiente (Ensayo de ácido sulfúrico con sulfato de cobre-16% (ASTM A262, Práctica E)).
Antes del ensayo, las muestras recocidas en acería se someten a un tratamiento térmico de sensibilización a 1050°F (566°C) durante 48 horas.
| Resultados de los ensayos de corrosión en el límite de grano bajo efectos de sensibilización a largo plazo. ASTM A262 Práctica E | |||
| Aleación | Velocidad (ipm) | Curva | Tasa (mpy) |
| 304 | 0.81 | disuelto | 9720.0 |
| 304L | 0.0013 | IGA | 15.6 |
Después de 240 horas recocido proceso a 1100°F, las muestras de Aleación 347 no mostraron signos de corrosión intergranular, lo que indica que no se sensibilizaron al exponerse a tales condiciones térmicas. El bajo índice de corrosión de las muestras de Aleación 321 sugiere que, aunque soportaron cierta corrosión intergranular, su resistencia a la corrosión fue superior a la de la Aleación 304L en estas condiciones.
En el entorno de esta prueba, todas estas aleaciones se comportaron significativamente mejor que el acero inoxidable estándar Aleación 304.
En general, las Aleaciones 321 y 347 se utilizan para la fabricación de equipos de soldadura de alta resistencia que no pueden someterse a un tratamiento de recocido, así como equipos que funcionan o se enfrían lentamente dentro del intervalo de 427°C a 816°C (800°F a 1500°F).
La experiencia adquirida en diversas condiciones de funcionamiento proporciona datos suficientes para predecir la probabilidad de corrosión intergranular en la mayoría de las aplicaciones. Consulte también algunas de nuestras opiniones publicadas en el tratamiento térmico sección.
Aleaciones 321 y 347 austenítico Los aceros inoxidables son sensibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión en los haluros, de forma similar al acero inoxidable aleado 304. Esto se debe a su contenido similar de níquel. Esto se debe a su contenido similar de níquel. Las condiciones que conducen al agrietamiento por corrosión bajo tensión incluyen:
(1) exposición a iones haluro (normalmente cloruros)
(2) tensión residual de tracción
(3) temperaturas ambientales superiores a 120°F (49°C).
La deformación en frío en las operaciones de conformado o los ciclos térmicos que se producen en las operaciones de soldadura pueden generar tensiones. El tratamiento de recocido o el tratamiento térmico de alivio de tensiones tras la deformación en frío pueden reducir los niveles de tensión.
Las Aleaciones Estabilizadas 321 y 347 son adecuadas para operaciones de alivio de tensiones que podrían causar corrosión intergranular en aleaciones inestables.
Las aleaciones 321 y 347 son especialmente útiles en entornos que provocan corrosión bajo tensión por ácido polietilénico en aceros inoxidables austeníticos inestables, como la aleación 304. Los aceros inoxidables austeníticos inestables, cuando se exponen a temperaturas que provocan sensibilización, precipitan carburos de cromo en los límites de grano.
Al enfriarse a temperatura ambiente en un entorno que contiene azufre, los sulfuros (normalmente sulfuro de hidrógeno) reaccionan con el vapor y el oxígeno para formar ácidos polietilénicos que corroen los límites de grano sensibilizados.
El agrietamiento por corrosión bajo tensión en ácido polietilénico se produce en entornos de refinería en los que predominan los sulfuros, en condiciones de corrosión bajo tensión e intergranular.
Las Aleaciones Estabilizadas 321 y 347 resuelven el problema del agrietamiento por corrosión bajo tensión del ácido polietilénico debido a su resistencia a la sensibilización durante las operaciones de calentamiento. Si las condiciones de funcionamiento pueden causar sensibilización, estas aleaciones deben utilizarse en condiciones térmicamente estabilizadas para obtener una resistencia óptima a la sensibilización.
La resistencia a la corrosión por picaduras y grietas de las aleaciones estables 321 y 347 en entornos que contienen iones cloruro es aproximadamente la misma que la de las aleaciones de acero inoxidable 304 o 304L debido a su contenido similar de cromo.
En general, para las aleaciones inestables y estables, el contenido máximo de cloruro en un medio acuoso es de cien partes por millón, especialmente cuando existe corrosión por fisuras. Un mayor contenido de iones cloruro puede provocar corrosión por fisuras y picaduras.
En condiciones duras con mayor contenido de cloruro, menor pH y/o temperaturas más altas, debe considerarse el uso de aleaciones que contengan molibdeno, como la aleación 316. Las aleaciones estables 321 y 347 han superado la prueba de niebla salina 5% de 100 horas (ASTM B117) sin oxidación ni decoloración en las muestras probadas.
Sin embargo, si estas aleaciones se exponen a niebla salina marina, pueden producirse picaduras, corrosión en grietas y decoloración severa. No se recomienda la exposición de las aleaciones 321 y 347 a ambientes marinos.
La resistencia a la oxidación de los aceros 321 y 347 puede compararse con la de otros aceros inoxidables austeníticos 18-8. Las muestras se exponen a atmósferas de laboratorio a alta temperatura.
El pesaje regular de las muestras extraídas del entorno de alta temperatura puede predecir el grado de formación de incrustaciones. Los resultados de las pruebas se representan mediante cambios de peso (miligramos/centímetro cuadrado), promediando los valores mínimos de dos muestras probadas diferentes.
| Variación del peso (mg/cm2) | |||||
| Tiempo de exposición | 1300°F | 1350°F | 1400°F | 1450°F | 1500°F |
| 168 horas | 0.032 | 0.046 | 0.054 | 0.067 | 0.118 |
| 500 horas | 0.045 | 0.065 | 0.108 | 0.108 | 0.221 |
| 1.000 horas | 0.067 | — | 0.166 | — | 0.338 |
| 5.000 horas | — | — | 0.443 | — | — |
La principal diferencia entre el 321 y el 347 radica en sus sutiles aditivos de aleación, aunque esto no afecta a sus propiedades antioxidantes.
Por lo tanto, los resultados de estas pruebas son representativos de ambas calidades. Sin embargo, los índices de oxidación se ven afectados por factores inherentes, como el entorno de exposición y la forma del producto.
Por consiguiente, estos resultados deben considerarse simplemente como valores típicos de antioxidación para estas calidades.
Las propiedades físicas de las Aleaciones 321 y 347 son bastante similares, de hecho, pueden considerarse idénticas. Los valores que figuran en la tabla se aplican a ambas aleaciones.
Con un tratamiento de recocido adecuado, los aceros inoxidables Aleaciones 321 y 347 contienen principalmente austenita y carburos de titanio o carburos de niobio. En la microestructura puede aparecer o no una pequeña cantidad de ferrita. Si se expone a temperaturas entre 1000°F y 1500°F (593°C y 816°C) durante un período prolongado, puede formarse una pequeña cantidad de fase sigma.
El tratamiento térmico no puede endurecer los aceros inoxidables estabilizados Aleaciones 321 y 347.
El coeficiente global de transferencia de calor del metal no sólo depende de su conductividad térmica, sino también de otros factores.
En la mayoría de los casos, se trata del coeficiente de enfriamiento de la película, la cascarilla y el estado de la superficie del metal. El acero inoxidable mantiene una superficie limpia, por lo que su transferencia de calor es mejor que la de metales con mayor conductividad térmica.
Las aleaciones estabilizadas 321 y 347 son generalmente no magnéticas. En estado recocido, su permeabilidad magnética es inferior a 1,02. La permeabilidad magnética cambia con la composición y aumenta con el trabajo en frío. La permeabilidad magnética de las soldaduras que contienen ferrita es ligeramente superior.
| Propiedades físicas | ||
| Densidad | ||
| Nivel | g/cm3 | lb/pulg3 |
| 321 | 7.92 | 0.286 |
| 347 | 7.96 | 0.288 |
| Módulo elástico de tracción | |||
| 28 x 106 psi | |||
| 193 GPa |
| Coeficiente lineal de Expansión térmica | |||
| Temperatura | |||
| °C | °F | cm/cm °C | pulg/in °F |
| 20-100 | 68 – 212 | 16.6 x 10-6 | 9.2 x 10-6 |
| 20 – 600 | 68 – 1112 | 18.9 x 10-6 | 10.5 x 10-6 |
| 20 – 1000 | 68 – 1832 | 20.5 x 10-6 | 11.4 x 10-6 |
| Conductividad térmica | |||
| Temperatura | |||
| °C | °F | W/m-K | Btu-in/hr-pie2-°F |
| 20-100 | 68 – 212 | 16.3 | 112.5 |
| 20 – 500 | 68 – 932 | 21.4 | 14.7 |
| Calor específico | |||
| Temperatura | |||
| °C | °F | J/kg K | Btu/lb-°F |
| 0-100 | 32 – 212 | 500 | 0.12 |
| Resistividad | ||
| Temperatura | ||
| °C | °F | microhm-cm |
| 20 | 68 | 72 |
| 100 | 213 | 78 |
| 200 | 392 | 86 |
| 400 | 752 | 100 |
| 600 | 1112 | 111 |
| 800 | 1472 | 121 |
| 900 | 1652 | 126 |
| Intervalo de fusión | |
| °C | °F |
| 1398 – 1446 | 2550 – 2635 |
Las propiedades mecánicas mínimas de las aleaciones estables 321 y 347 a nivel de cromo-níquel en estado recocido (1093°C [2000°F], enfriado al aire) son las que se indican en la tabla siguiente.
Las propiedades mecánicas típicas de las aleaciones 321 y 347 a altas temperaturas son las que se muestran en la tabla siguiente. En ambientes de 1000°F (538°C) y temperaturas superiores, la resistencia de estas aleaciones estables es significativamente mayor que la de la aleación inestable 304.
Las aleaciones de alto contenido en carbono 321H y 347H (UNS32109 y S34700) tienen una mayor resistencia en ambientes por encima de los 1000°F (537°C). Los datos de la ASME sobre la tensión de diseño máxima admisible de la aleación 347H muestran que la resistencia de este grado es superior a la de la aleación 347 de bajo contenido en carbono.
No se permite el uso de la aleación 321H en aplicaciones de la Sección VIII, y para aplicaciones de la Sección III, se limita a temperaturas de 800°F (427°C) o inferiores.
Los datos típicos de fluencia y rotura por tensión de las aleaciones de acero inoxidable 321 y 347 son los que se muestran en la tabla siguiente. La resistencia a la fluencia y a la rotura por tensiones de las aleaciones estables a altas temperaturas es superior a la de las aleaciones inestables 304 y 304L.
El rendimiento superior de las aleaciones 321 y 347 las hace adecuadas para piezas a presión que funcionan a altas temperaturas, como las que se ven habitualmente en calderas y recipientes a presión.
| Resistencia al impacto de 321 y 347 | |||
| Temperatura de prueba | Absorción de energía de la carga de impacto | ||
| °F | °C | Ft-lb | Joules |
| 75 | 24 | 90 | 122 |
| -25 | -32 | 66 | 89 |
| -80 | -62 | 57 | 78 |
| ASTM A 240 y ASME SA-240 Prestaciones mecánicas mínimas exigidas a temperatura ambiente | |||
| Tipo | Límite elástico .2% Desplazamiento psi (MPa) | Resistencia a la tracción psi (MPa) | Alargamiento (%) |
| 321 | 30,000 (205) | 75,000 (515) | 40.0 |
| 347 | 30,000 (205) | 75,000 (515) | 40.0 |
| ASTM A 240 y ASME SA-240 Prestaciones mecánicas mínimas exigidas a temperatura ambiente | |||
| Tipo | Dureza, valor máximo. | ||
| Hoja | Placa | Tira | |
| 321 | 217 Brinell | 95Rb | 95Rb |
| 347 | 201 Brinell | 92Rb | 92Rb |
| Resistencia a la tracción en condiciones de alta temperatura Aleación 321 (0,036 pulgadas de grosor / 0,9 mm de grosor) | ||||
| Temperatura de prueba | Límite elástico .2% Desplazamiento psi (MPa) | Resistencia a la tracción psi (MPa) | Índice de elongación (%) | |
| °F | °C | |||
| 68 | 20 | 31,400 (215) | 85,000 (590) | 55.0 |
| 400 | 204 | 23,500 (160) | 66,600 (455) | 38.0 |
| 800 | 427 | 19,380 (130) | 66,300 (455) | 32.0 |
| 1000 | 538 | 19,010 (130) | 64,400 (440) | 32.0 |
| 1200 | 649 | 19,000 (130) | 55,800 (380) | 28.0 |
| 1350 | 732 | 18,890 (130) | 41,500 (285) | 26.0 |
| 1500 | 816 | 17,200 (115) | 26,000 (180) | 45.0 |
| Resistencia a la tracción en condiciones de alta temperatura Aleación 347 (0,060 pulgadas de grosor / 1,54 mm de grosor)) | ||||
| Temperatura de prueba | Límite elástico .2% Desplazamiento psi (MPa) | Resistencia a la tracción psi (MPa) | Índice de elongación (%) | |
| °F | °C | |||
| 68 | 20 | 36,500 (250) | 93,250 (640) | 45.0 |
| 400 | 204 | 36,600 (250) | 73,570 (505) | 36.0 |
| 800 | 427 | 29,680 (205) | 69,500 (475) | 30.0 |
| 1000 | 538 | 27,400 (190) | 63,510 (435) | 27.0 |
| 1200 | 649 | 24,475 (165) | 52,300 (360) | 26.0 |
| 1350 | 732 | 22,800 (155) | 39,280 (270) | 40.0 |
| 1500 | 816 | 18,600 (125) | 26,400 (180) | 50.0 |
Tanto la aleación 321 como la 347 presentan una excelente tenacidad al impacto, tanto en condiciones interiores como en ambientes bajo cero.
En el siguiente gráfico se muestra el ensayo de impacto Charpy V de la aleación 347 después del recocido, que se dejó a una temperatura de ensayo especificada durante una hora. La situación de la aleación 321 es similar a la de la 347.
De hecho, el resistencia a la fatiga de cada metal se ve afectado por factores como el entorno de corrosión, el acabado superficial, la forma del producto y la tensión media.
Por esta razón, es imposible representar con un número preciso el valor de la resistencia a la fatiga en todas las condiciones de funcionamiento. El límite de fatiga de las aleaciones 321 y 347 es aproximadamente 35% de su resistencia a la tracción.
El acero inoxidable austenítico se considera el más fácil acero aleado para soldar y puede soldarse con todas las sustancias de fusión, así como con soldadura por resistencia.
Al soldar acero inoxidable austenítico, hay que tener en cuenta dos factores: 1) mantener su resistencia a la corrosión, y 2) evitar la fisuración.
Durante la soldadura, es crucial preservar los elementos estabilizadores en las aleaciones 321 y 347. El titanio de la aleación 321 es más propenso a agotarse, mientras que el niobio de la aleación 347 suele perderse con facilidad. Es necesario evitar los elementos de carbono procedentes del petróleo y otras fuentes de contaminación, así como los elementos de nitrógeno procedentes del aire.
Por lo tanto, tanto si se sueldan aleaciones estables como inestables, se debe mantener la limpieza y la protección del gas inerte.
En soldadura de metales con una estructura austenítica, es fácil que se produzcan fisuras durante la operación. Por esta razón, las aleaciones 321 y 347 necesitan que se añada una pequeña cantidad de sal férrica durante la resolidificación para minimizar la sensibilidad a la fisuración. El acero inoxidable que contiene niobio es más propenso al agrietamiento en caliente que el que contiene titanio.
Los metales de aportación coincidentes pueden utilizarse para soldar aceros estables como las aleaciones 321 y 347. El metal de aportación coincidente de la aleación 347 también puede utilizarse a veces para aleación de soldadura 321.
Estas aleaciones estables pueden añadirse a otros aceros inoxidables o aceros al carbono. La aleación 309 (23% Cr-13,5% Ni) o los metales de aportación a base de níquel pueden servir para este fin.
La gama de temperaturas de recocido para las aleaciones 321 y 347 es de 928 a 1093°C (1800 a 2000°F). Aunque el objetivo principal del recocido es aumentar la blandura y ductilidad de la aleación, también pueden eliminarse las tensiones dentro del intervalo de precipitación de carburos de 427 a 816°C (800 a 1500°F) sin provocar corrosión intergranular.
Aunque el calentamiento prolongado dentro de este intervalo de temperaturas puede reducir en cierta medida la resistencia general a la corrosión de la aleación, las aleaciones 321 y 347 pueden aliviar la tensión tras el recocido durante unas horas dentro del intervalo de temperaturas de 427 a 816°C (800 a 1500°F), y su resistencia general a la corrosión no se reducirá significativamente.
Como se ha subrayado, el recocido a baja temperatura dentro del intervalo de 800 a 1500 °F (427 a 816 °C) no provocará corrosión intergranular.
Para conseguir una ductilidad óptima, se recomienda utilizar una temperatura de recocido superior, de 928 a 1093°C (1800 a 2000°F).
Al procesar estos aceros inoxidables a base de níquel en equipos que necesitan evitar al máximo la precipitación de carburo de cromo, hay que reconocer que la estabilidad del columbio no es la misma que la del titanio. Por estas razones, cuando se utiliza la aleación 321, los resultados de estabilidad y protección no son tan evidentes.
Cuando se requiere la máxima resistencia a la corrosión, la aleación 321 debe someterse a un tratamiento de recocido de estabilización. Se calienta dentro de la gama de temperaturas de 843 a 899°C (1550 a 1650°F) durante un máximo de 5 horas, dependiendo el tiempo de calentamiento del espesor.
Este intervalo de temperatura supera el intervalo de temperatura de formación del carburo de cromo y también es suficiente para descomponer y disolver el carburo de cromo formado previamente.
Además, a esta temperatura, el titanio puede combinarse con el carbono para formar carburo de titanio inocuo. El resultado es que el cromo se reduce de nuevo a una solución sólida, y el carbono se ve obligado a combinarse con el titanio para formar carburos inofensivos.
La aleación estabilizada 347 que contiene columbio no suele requerir este tratamiento adicional.
Una vez finalizado el tratamiento térmico en un ambiente oxidante, los óxidos formados en la superficie recocida se eliminan en una solución de decapado, como una mezcla de ácido nítrico y ácido fluorhídrico. Tras el decapado, la superficie de acero inoxidable debe enjuagarse a fondo para eliminar la solución ácida residual.
Estas aleaciones no pueden endurecerse mediante tratamiento térmico.
IX. Limpieza
Mantener la limpieza superficial es crucial para el acero inoxidable a lo largo de su ciclo de vida, desde la fabricación hasta el uso final, incluso en condiciones de funcionamiento estándar. Esta práctica es esencial para preservar la resistencia inherente a la corrosión y el atractivo estético del material.
Durante los procesos de soldadura, se emplea una técnica de protección con gas inerte para minimizar la oxidación. Después de soldar, es imprescindible eliminar los óxidos y la escoria con un cepillo especial para acero inoxidable. El uso de cepillos de acero al carbono está estrictamente prohibido, ya que pueden depositar partículas de acero al carbono en la superficie de acero inoxidable, iniciando potencialmente una corrosión localizada. En aplicaciones críticas o entornos de alto rendimiento, la zona soldada puede requerir un tratamiento con una solución de decapado especializada (normalmente una mezcla de ácido nítrico y fluorhídrico) para eliminar completamente los óxidos y la escoria, garantizando una resistencia óptima a la corrosión.
Tras cualquier tratamiento químico, la superficie de acero inoxidable debe enjuagarse meticulosamente con agua desionizada para eliminar todo rastro de residuo ácido, evitando así posibles picaduras o grietas por corrosión bajo tensión.
Los factores medioambientales influyen considerablemente en las necesidades de mantenimiento. En el interior, las aplicaciones industriales ligeras suelen requerir un mantenimiento mínimo. La limpieza periódica con agua a presión puede ser necesaria sólo en zonas blindadas o empotradas propensas a la acumulación de contaminantes. Sin embargo, en entornos industriales pesados, se recomienda encarecidamente una limpieza regular y a fondo para eliminar las partículas acumuladas, que pueden atrapar la humedad y los agentes corrosivos, comprometiendo potencialmente la capa pasiva del acero inoxidable y la integridad de la superficie.
Incorporar consideraciones de limpieza en la fase de diseño puede facilitar sustancialmente el mantenimiento. Los equipos con filetes redondeados, radios internos generosos y construcción sin juntas no sólo simplifican los procesos de limpieza, sino que también aumentan la eficacia de los tratamientos superficiales como el electropulido, que puede mejorar aún más la resistencia a la corrosión y la facilidad de limpieza.
Es importante señalar que los datos de referencia proporcionados representan análisis típicos y no deben interpretarse como especificaciones definitivas o límites absolutos para el producto final. Las propiedades de los materiales pueden variar en función de los lotes de producción específicos, los métodos de procesamiento y las aplicaciones previstas. Consulte siempre los informes de ensayo de materiales certificados del fabricante para obtener datos precisos sobre la composición y las propiedades mecánicas para aplicaciones críticas.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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