Breve introducción de la aleación Incoloy

Incoloy es una marca registrada, y la aleación para la que se utiliza con mayor frecuencia es una química que ha tenido cuatro nombres. Una breve introducción que enumera tres de esos nombres como tres tipos de aleación ha descrito un sistema de archivo y lo ha llamado una familia de materiales.

La distinción tiene un filo práctico. La rama 800 de la marca se compra contra tres números UNS, y los números difieren en carbono, en aluminio más titanio, en tamaño de grano y en la temperatura a la que se recocen el material. Dos de esas diferencias son invisibles en un informe de análisis químico, y una de ellas no aparece en ningún certificado a menos que la orden de compra la solicite.

También hay un número que circula ampliamente y merece una explicación. La aleación 800 a menudo se describe como apta para su uso hasta aproximadamente 593 °C. Esa cifra es real y pertenece a una condición que dejó de venderse con ese nombre en la década de 1960. Recuperarla es la forma más rápida de comprender por qué la familia 800 parece más complicada de lo que es.

El editor de la marca registrada mantiene un índice de boletines técnicos para la familia, y ese índice enumera dieciséis documentos, que van desde la serie 800 hasta grados de corrosión, una serie de baja expansión y un grado de aleación mecánica. Una página que divide la familia en tres tipos ha descrito una de sus ramas.

Leer esa tabla como un menú es un error. Cada fila responde a un modo de falla diferente, y el modo de falla decide la rama antes de elegir el grado. La oxidación por encima de 900 °C apunta a la línea 800 o a 803. El ácido sulfúrico apunta a 825 o 020. Las picaduras por cloruro a temperatura ambiente apuntan a 27-7MO o 945X. Un ensamblaje de espacio libre controlado a temperatura criogénica apunta a 903, 907 o 909. Una sola consulta que pide Incoloy sin nombrar la falla ha pedido una marca.

La aleación 800 entró en el Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión en 1963, bajo el Caso de Código 1325. El caso no enumeraba un material. Enumeraba dos grados, distinguidos por la temperatura a la que se recocía el material, y publicaba un conjunto separado de tensiones de diseño para cada uno.

El Grado 1 se recoció a aproximadamente 1800 °F (980 °C). El Grado 2 se recoció a aproximadamente 2100 °F (1150 °C). El caso enumeraba tensiones de diseño para el Grado 1 hasta 1100 °F (593 °C) y para el Grado 2 hasta 1500 °F (816 °C). Esas dos cifras son el origen de casi todas las afirmaciones de temperatura sobre la familia 800, incluidas las que ahora se adjuntan al nombre incorrecto.

El cambio de nombre está documentado en el boletín de aleaciones y ocurrió en un solo paso. Cuando se emitió el Caso de Código 1325-7 para el material de mayor contenido de carbono, el término 800H entró en uso común, el Grado 2 ya no necesitaba ser mencionado porque 800H lo había reemplazado, y el material que se había llamado Grado 1 se convirtió, simplemente, en 800.

Por lo tanto, la cifra de 593 °C no sobrevivió como propiedad de la familia. Sobrevivió como el límite superior del recocido a menor temperatura, y ese recocido es ahora el tratamiento definitorio del 800 simple. Una hoja de datos que aplica 593 °C a 800H y a 800HT ha tomado el techo más antiguo de los dos códigos y lo ha colocado en los dos grados que existen precisamente para superarlo. La contradicción interna lo delata: la misma frase dice que los grados superiores se eligen cuando se requiere más resistencia a la fluencia, y les da la misma temperatura.

Los nombres en circulación no son sinónimos, porque dos de ellos son marcas registradas y uno de ellos es una designación de productor. Esa es la razón por la que una sola aleación aparece bajo cuatro etiquetas, y es la razón por la que una orden de compra que copia un encabezado de catálogo puede fallar en la etapa del certificado.

La consecuencia comercial es simple. Un molino fuera del grupo de marcas registradas puede fabricar la misma química y no puede llamarla Incoloy o 800HT. Vende el mismo material bajo el número UNS, bajo una designación nacional o bajo un nombre de marca como 800AT. Todas esas rutas llegan a la misma composición, y ninguna de ellas lleva el paquete de datos del propietario de la marca registrada.

Para un comprador, la regla práctica es que el número UNS es la única etiqueta que sobrevive a un cambio de proveedor. El nombre comercial viaja con una licencia. La designación nacional viaja con una edición de normas. Cuando una cotización utiliza un nombre de marca, la pregunta que hay que hacer es qué número UNS indicará el certificado, y la respuesta debe figurar en el pedido antes de que se funda el lote.

Las diferencias son pequeñas en términos químicos y grandes en términos mecánicos, y la razón es que dos de ellas actúan sobre el mismo mecanismo. El carbono aumenta la resistencia a la fluencia y a la rotura de esta aleación, y el boletín de aleaciones registra que Special Metals había estado fundiendo con un rango de carbono de 0,05 a 0,10 % durante años antes de que el código reconociera la práctica, porque ese rango se encuentra en la parte superior de la especificación 800.

El tamaño del grano hace el mismo trabajo por una ruta diferente. Un grano grueso reduce la cantidad de límite de grano disponible para el deslizamiento a temperatura, por lo que 800H se define por un rango de carbono y por un tamaño de grano promedio de ASTM 5 o más grueso. Ese es el requisito que es más probable que falte en la documentación de un proveedor, porque el tamaño del grano es un resultado metalográfico y no aparece en un análisis químico.

El aluminio y el titanio actúan a través de una tercera ruta. Forman una fina dispersión que aumenta la resistencia a la fluencia, y el grado 800HT contiene ambos elementos en una banda más estrecha y alta que 800H: 0,25 a 0,60 % de cada uno, con la suma mantenida entre 0,85 y 1,20 %, frente a una suma de 0,30 a 1,20 % para 800H. Un grado que cumple la suma pero la distribuye de manera desigual no es el mismo material, por lo que se especifican los mínimos individuales.

El tratamiento térmico completa el conjunto. 800HT requiere un recocido a un mínimo de 1149 °C (2100 °F), y esa cifra no es una preferencia de procesamiento. Es el tratamiento que coloca el carbono y la estructura del grano donde las tensiones admisibles suponen que están.

La relación entre los dos grados superiores es asimétrica, y el boletín la declara sin cualificación. La aleación 800HT cumple todos los requisitos para UNS N08811 y para UNS N08810, y puede ser certificada para uno o ambos. El material producido según UNS N08810 no puede ser certificado como UNS N08811 a menos que cumpla los requisitos adicionales para esa designación.

Esa asimetría vale la pena leerla dos veces, porque crea dos modos de falla en un archivo de compra. El primero es un comprador que necesita N08811 y acepta un certificado N08810 con doble certificación sin verificar contra qué número se generaron los resultados mecánicos. El segundo es un comprador que necesita N08810 y paga por capacidad N08811 sin necesitar las tensiones admisibles más altas.

La razón por la que 800HT puede tener las tensiones más altas es una cuestión de registro y no de marketing. El boletín explica que el grado se introdujo porque Special Metals mantenía el aluminio y el titanio en la parte superior del rango y obtenía propiedades de fluencia y rotura más altas que el 800H de la competencia, y que retener esas propiedades requería una química restringida dentro de los límites de 800H junto con la temperatura de recocido más alta. Las tensiones máximas admisibles para el grado se publican en el Caso de Código ASME 1987.

La cifra de níquel y la declaración de precipitación necesitan una forma más precisa. Ninguna es inventada, y ambas son lo suficientemente vagas como para inducir a error a una especificación.

El contenido de níquel de la rama 800 es una banda de 30,0 a 35,0 %, y la resistencia a la corrosión bajo tensión por cloruros que el boletín atribuye a la aleación se basa en ese nivel de níquel. Una cotización que indica 32 % ha cotizado un punto dentro de la banda y no puede ser inspeccionada contra un límite. La banda pertenece a la especificación, y el punto pertenece a una frase de marketing.

La declaración de precipitación necesita ser reemplazada por las dos ventanas que el boletín documenta realmente. Los carburos de cromo precipitan en la aleación entre 540 y 1095 °C (1000 y 2000 °F). La exposición entre 540 y 760 °C (1000 y 1400 °F) puede hacer que la aleación sea susceptible a la corrosión intergranular en ciertos entornos agresivos, que es la sensibilización que el mismo boletín compara con otras aleaciones austeníticas.

Esas dos ventanas son importantes para las aplicaciones para las que se compra la aleación. Un accesorio de tratamiento térmico, un mufle de horno o una zona afectada por el calor de soldadura pueden estar dentro de 540 a 760 °C el tiempo suficiente para que cambie la química del límite. La consecuencia no es una pérdida de resistencia a temperatura. Es una pérdida de resistencia a la corrosión en la banda afectada, que aparece más tarde y en otro lugar.

Cinco elementos convierten un nombre de marca en un material, y la familia 800 muestra por qué cada uno es necesario.

El primero es el número UNS. Es el único identificador que sobrevive a un cambio de proveedor, y es el identificador que llevará el certificado.

El segundo es el caso de código, porque las tensiones de diseño provienen de uno. Un recipiente diseñado según las tensiones admisibles del Caso de Código 1987 necesita material certificado según N08811, y el material certificado según N08810 no soportará el cálculo.

El tercero es el tamaño del grano, para 800H y para 800HT. Es un resultado metalográfico, no aparece en un análisis químico, y la definición del grado depende de él. Una orden de compra que lo omite puede recibir material de grano fino que cumple todos los elementos del informe de química.

El cuarto es el tratamiento térmico, indicado como una temperatura con un mínimo. Para 800HT, esa cifra es 1149 °C, y un certificado que informa un recocido por debajo de ella ha informado una no conformidad en la misma línea que informa el cumplimiento.

El quinto es el tipo de certificado. Un certificado EN 10204 3.1 informa los resultados del lote real, y los requisitos del grado que se miden y no se analizan deben figurar en él, por lo que el tamaño del grano y la temperatura de recocido pertenecen al plan de inspección y no a un correo electrónico de acompañamiento.

DLX suministra la rama 800 en barra, alambre, fleje y tubo de Changzhou, Jiangsu, producido contra el número UNS indicado en el pedido, con el tamaño de grano y la temperatura de recocido reportados donde el grado depende de ellos. Un certificado EN 10204 3.1 está disponible con el número de lote rastreable a los resultados mecánicos y metalográficos.

Los mismos trabajos cubren la rama de corrosión de la familia, incluyendo 825 y 020, donde las adiciones de molibdeno y cobre responden a una pregunta diferente y el límite de temperatura lo establece la estabilidad de fase y no la fluencia.

No. Es una marca registrada por Inco en 1952 y ahora propiedad de Special Metals, aplicada a una familia que el editor documenta en dieciséis boletines técnicos. El grado es el número: N08800, N08810, N08811, N08825, etc. Una consulta que solo nombra la marca ha nombrado una marca.

Carbono, tamaño de grano y la banda de aluminio más titanio, junto con la temperatura de recocido. 800 permite hasta 0,10 % de carbono y no especifica tamaño de grano. 800H mantiene el carbono en 0,05 a 0,10 % y requiere un tamaño de grano de ASTM 5 o más grueso. 800HT mantiene el requisito de grano, reduce el aluminio y el titanio a 0,25 a 0,60 % cada uno con una suma de 0,85 a 1,20 %, y requiere un recocido a un mínimo de 1149 °C.

Del Caso de Código 1325, emitido en 1963, que enumeraba las tensiones de diseño para el Grado 1 hasta 1100 °F (593 °C) y para el Grado 2 hasta 1500 °F (816 °C). El Grado 1 era el material recocido a aproximadamente 980 °C, y se convirtió en el 800 simple cuando el Grado 2 se convirtió en 800H. La cifra es el límite superior del recocido a menor temperatura, no una propiedad de la familia.

800HT cumple los requisitos de UNS N08811 y UNS N08810 y puede ser certificado para uno o ambos. El material producido según N08810 no puede ser certificado como N08811 a menos que cumpla los requisitos adicionales de esa designación. La dirección del certificado es unidireccional, y las tensiones admisibles son más altas en el lado N08811.

Es una designación de productor utilizada en catálogos para el grado restringido de aluminio y titanio, y la composición detrás de él es N08811. El nombre existe en parte porque 800HT es una marca registrada del originador de la aleación, por lo que un molino fuera de ese grupo necesita otra etiqueta para la misma química. Pregunte qué número UNS indicará el certificado.

825 o 020, ambos con cobre y molibdeno. La rama 800 se compra para resistencia a la oxidación y carburación a temperatura, y su resistencia a la corrosión es general y no específica para ácido sulfúrico. El límite de temperatura en los grados de corrosión lo establece la estabilidad de fase y no la fluencia, y es mucho más bajo que el límite de fluencia de la rama 800.

La familia 800 es una química con cuatro nombres, y los nombres registran una historia y no cuatro materiales. El Grado 1 y el Grado 2 fueron condiciones en un caso de código de 1963, con límites de 593 °C y 816 °C. La condición de mayor contenido de carbono se convirtió en 800H. El recocido a menor temperatura se convirtió en el 800 simple. La variante de química restringida se convirtió en 800HT, que es una marca registrada, por lo que existe un cuarto nombre para la misma composición fuera del grupo de marcas registradas.

Lo que separa los tres números UNS es pequeño en química y decisivo en servicio: carbono, tamaño de grano, la banda de aluminio más titanio y la temperatura de recocido. Dos de esos cuatro están ausentes en un informe de análisis químico, y uno de ellos está ausente en todos los certificados a menos que el pedido lo solicite. Una orden de compra que nombra la marca, el número UNS, el caso de código, el tamaño de grano y la temperatura de recocido ha comprado un material. Una que nombra un nombre comercial ha comprado una conversación.

Special Metals, boletín técnico de aleación INCOLOY 800, publicación SMC-04600, 2004, para el Caso de Código 1325, las temperaturas de recocido de Grado 1 y Grado 2 y sus límites de tensión de diseño de 593 °C y 816 °C, la declaración de servicio de 816 °C, la química de N08800 y las ventanas de carburo de cromo y sensibilización.

Special Metals, boletín técnico de aleaciones INCOLOY 800H y 800HT, para el rango de carbono de 0,05 a 0,10 %, la banda de aluminio más titanio de 0,85 a 1,20 % para N08811, el tratamiento térmico mínimo de 1149 °C, el requisito de tamaño de grano de ASTM 5 o más grueso, el Caso de Código 1987 y la certificación unidireccional entre N08811 y N08810.

Special Metals, índice de boletines técnicos de INCOLOY, para la amplitud de la familia de marcas registradas y los números UNS enumerados contra cada aleación.

Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión, Caso de Código 1325 y su revisión 1325-7, para las tensiones de diseño originales y las tensiones más altas otorgadas al material de mayor contenido de carbono.

Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión, Caso de Código 1987, última revisión, para las tensiones máximas admisibles de UNS N08811.

ASTM B409, especificación estándar para placa, chapa y fleje de aleación de níquel-hierro-cromo, para la familia 800 en forma de producto plano.

ASTM B408, especificación estándar para barra y varilla de aleación de níquel-hierro-cromo, para la misma familia en forma de producto largo.

Sistema de numeración unificado SAE y ASTM, para la asignación de N08800, N08810 y N08811, y la designación alemana 1.4876 registrada en el boletín de aleaciones.

Las cifras citadas aquí son los valores publicados de los documentos nombrados, y no son un certificado para un lote entregado. Los casos de código se revisan, y la revisión nombrada en un cálculo de diseño rige el material que acepta ese cálculo. El tamaño del grano y la temperatura de recocido se informan solo cuando la orden de compra los requiere, y su ausencia en un certificado no es prueba de que se cumplieron. Donde un nombre es una marca registrada, el derecho a usarlo recae en el titular y sus licenciatarios, y un número UNS es el identificador que permanece válido entre proveedores. Las especificaciones del producto se revisan, y la edición nombrada en el pedido rige. Nada de esto es un sustituto de una liberación de ingeniería o de las pruebas de calificación acordadas entre comprador y proveedor.