Aleación a base de níquel Incoloy 800H Características y aplicaciones

Incoloy 800H es una aleación de níquel, hierro y cromo pensada para servicios en los que la resistencia mecánica y la resistencia a la corrosión deben mantenerse a alta temperatura. Forma una familia con las marcas 800 y 800HT, y las diferencias entre las tres deciden qué marca se especifica para un tubo de reactor, un sujetador o una unión atornillada, incluidas las juntas de brida que mantienen esa unión estanca.

Composición y estructura metalográfica

La composición nominal de la familia 800 equilibra níquel (30-35%) y cromo (19-23%) con hierro como resto. El carbono es el elemento que manda: la marca 800 admite hasta 0,10%, mientras que 800H parte de 0,05% y 800HT de 0,06%. Se añaden aluminio y titanio para estabilizar la estructura.

El 800H tiene una red cúbica centrada en las caras. Su contenido de carbono muy bajo y la relación Ti:C aumentada mejoran la estabilidad estructural y la resistencia a la sensibilización y a la corrosión intergranular, y el recocido a unos 950 °C deja una estructura de grano fino.

• Níquel 30-35%, cromo 19-23%, hierro como base.
• El carbono sube a 0,05-0,10% en la marca 800H y a 0,06-0,10% en la marca 800HT, frente al máximo de 0,10% de la marca 800.
• Aluminio y titanio de 0,15-0,60% cada uno; en 800HT la suma de ambos es de 0,85-1,20%.
• El recocido a unos 950 °C produce una estructura de grano fino.

Límites de composición química de Incoloy 800, 800H y 800HT, % en peso (Fe = base). En la marca 800HT, Al+Ti suma 0,85-1,20.

Propiedades físicas y mecánicas

Dos valores físicos mandan en el diseño a alta temperatura: la densidad es de 8,0 g/cm3 y el intervalo de fusión de 1350-1400 °C. Las propiedades mecánicas mínimas especificadas a temperatura ambiente se listan abajo.

• Aleación 800: resistencia a la tracción Rm 500 N/mm2, límite elástico Rp0,2 210 N/mm2, alargamiento A5 35%.
• Aleación 800H: resistencia a la tracción Rm 450 N/mm2, límite elástico Rp0,2 180 N/mm2, alargamiento A5 35%.
• Para aplicaciones de hasta 500 °C la aleación se suministra en estado recocido.

En servicio, la aleación conserva la resistencia y la estabilidad dimensional a temperatura elevada, y su resistencia a la oxidación y a la fluencia es notablemente mejor que la del acero inoxidable y el acero al carbono comunes.

Resistencia a la corrosión y límites de servicio

La aleación 800H resiste la mayoría de los medios corrosivos. Su alto contenido de níquel da buena resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en medios acuosos, y el alto contenido de cromo mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y por grietas.

• Buena resistencia: ácido nítrico, ácidos orgánicos, sales oxidantes y no oxidantes, agua y vapor, y mezclas de vapor, aire y dióxido de carbono.
• Resistencia limitada: ácido sulfúrico y ácido clorhídrico.
• Riesgo a vigilar: picaduras en medios que contienen haluros.
• Mecanismo: el carbono muy bajo y la relación Ti:C aumentada frenan la sensibilización y la corrosión intergranular.

La selección depende pues del medio: la concentración de haluros, la temperatura y la presencia de oxígeno deciden si la aleación encaja. Las piezas soldadas o muy deformadas en frío se evalúan aparte frente a la corrosión intergranular.

Aplicaciones en equipos y sujetadores

La aleación se especifica donde se cruzan la alta temperatura y la corrosión: reactores petroquímicos, tubos de horno, líneas de calefacción por vapor, tubos de elementos calefactores y condensadores de ácido nítrico. El tuberío entre ellos se une mediante bridas de tubería y un atornillado que debe soportar el mismo calor.

• Tubos de condensadores de ácido nítrico: resistencia a la corrosión por ácido nítrico.
• Tubos de calefacción por vapor y tubos de elementos calefactores: propiedades mecánicas conservadas a temperatura.
• Sujetadores de uniones críticas: pernos, espárragos y tuercas sometidos a calor y oxidación.
• Piezas de aeronaves y sujetadores de reactores: resistencia a altas temperaturas y a la oxidación.
• Para servicio de hasta 500 °C el material se suministra recocido.

Como la aleación conserva sus propiedades a lo largo de ciclos térmicos repetidos, también se elige para pernos y tuercas en uniones donde el acero inoxidable común se oxidaría o perdería resistencia.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre Incoloy 800, 800H y 800HT?

Las tres marcas comparten níquel (30-35%) y cromo (19-23%). La diferencia está en el carbono: 800H lleva 0,05-0,10% C y 800HT 0,06-0,10% C frente al máximo de 0,10% de la marca 800, y en 800HT la suma de aluminio y titanio llega a 0,85-1,20%.

¿A qué temperatura se emplea el Incoloy 800H?

Los datos anteriores cubren el servicio hasta 500 °C, donde la aleación se suministra recocida. Por encima de ese tramo manda la fluencia y el diseño debe verificarse caso a caso.

¿Por qué el 800H resiste la corrosión intergranular?

El carbono muy bajo y la relación Ti:C aumentada limitan la sensibilización, y el recocido a unos 950 °C da una estructura de grano fino.

¿Con qué ácidos trabaja el Incoloy 800H?

Resiste bien el ácido nítrico y los ácidos orgánicos, así como muchas sales oxidantes y no oxidantes. Frente al ácido sulfúrico y al clorhídrico la resistencia es limitada, y los haluros pueden causar picaduras.

¿Sirve el Incoloy 800H para sujetadores?

Su resistencia al calor, a la corrosión y a la oxidación lo convierte en candidato para uniones atornilladas críticas en equipos petroquímicos, piezas de aeronaves y sujetadores de reactores, siempre que la unión se diseñe para el mismo rango térmico.