Bobina de acero inoxidable 347

La bobina de acero inoxidable 347 es una aleación austenítica estabilizada con niobio diseñada para una larga vida útil en entornos con temperaturas moderadamente altas y para fabricaciones soldadas en las que no puede realizarse el recocido posterior a la soldadura. Para los compradores que requieren una resistencia fiable a la corrosión intergranular tras la exposición a temperaturas de sensibilización y un comportamiento mecánico estable hasta aproximadamente 850 °C, la bobina 347 es con frecuencia la elección óptima.

1. Resumen de materiales y principales ventajas

El acero inoxidable tipo 347 es una aleación austenítica de cromo-níquel estabilizada por adiciones de columbio (niobio) y tántalo. La estabilización impide la precipitación de carburo de cromo durante la exposición a rangos de temperatura intermedios, lo que controla la corrosión intergranular en componentes soldados o calentados. Esto significa que la bobina 347 conserva la resistencia a la corrosión y la integridad mecánica tras la soldadura o el calentamiento intermitente en la banda de sensibilización.

Principales ventajas para los usuarios de bobinas

• Gran resistencia al ataque intergranular tras la soldadura.

• Mejor comportamiento que los grados no estabilizados de la serie 300 en ciclos térmicos repetidos.

• Buena ductilidad y conformabilidad en estado recocido.

• Adecuado para el servicio en petroquímica, generación de energía y sistemas de escape.

2. Composición química y por qué es importante la estabilización

El grado 347 se define por límites y rangos de carbono, cromo, níquel y elementos estabilizadores. El concepto esencial: el niobio forma preferentemente carburos, dejando el cromo en solución sólida para mantener la resistencia a la corrosión tras la exposición a temperaturas de sensibilización.

Composición típica (gamas representativas)

Por qué es importante para las bobinas
El niobio liga el carbono para formar carburos de niobio a temperaturas inferiores a la ventana de precipitación del carburo de cromo. Esto evita el agotamiento del cromo en los límites de grano, que de otro modo permitiría la corrosión intergranular tras la soldadura o la exposición al calor. Esta estabilización hace que el 347 sea una opción práctica de bobina para componentes soldados a presión y para piezas que van a sufrir un calentamiento intermitente.

3. Propiedades mecánicas y normas pertinentes

Los fabricantes suelen suministrar bobina 347 conforme a las especificaciones ASTM A240 / ASME SA240. Las propiedades mecánicas típicas del material recocido son coherentes entre los principales proveedores; son necesarias para la documentación de diseño y aprovisionamiento.

Propiedades mecánicas representativas (recocido, según ASTM A240)

Nota práctica para diseñadores de estructuras
El 347 es resistente y dúctil en estado recocido. El trabajo en frío aumenta la resistencia a la vez que reduce el alargamiento, por lo que, en el caso de conformación pesada, hay que prever recocidos intermedios para evitar la formación de grietas.

4. Límites de temperatura, oxidación y comportamiento a alta temperatura

El 347 muestra un rendimiento estable en servicio intermitente a temperaturas desde unos 427°C (800°F) hasta aproximadamente 899°C (1650°F), una banda en la que muchos aceros al carbono y grados inoxidables no estabilizados sufrirían precipitación de carburo de cromo o una rápida incrustación. Para aplicaciones que operan continuamente por encima de los límites superiores, considere opciones de mayor aleación.

Comportamiento de oxidación
A temperaturas elevadas, el 347 forma un óxido de cromo protector. La presencia de niobio mejora la resistencia de la aleación al ataque intergranular durante los ciclos térmicos, pero la exposición prolongada a temperaturas muy elevadas acabará reduciendo el rendimiento en comparación con aleaciones de níquel más resistentes a la temperatura.

Implicaciones del diseño
Cuando las piezas se calientan y enfrían cíclicamente a través de la gama de sensibilización, la bobina 347 ofrece un menor riesgo de corrosión de la zona de soldadura sin necesidad de recocido de alivio de tensiones después de la fabricación.

5. Fabricación: notas sobre conformado, soldadura y tratamiento térmico

Conformado y trabajo en frío
Las bobinas 347 suelen laminarse en frío para producir bobinas y flejes. La aleación se endurece con el trabajo y puede requerir un recocido intermedio durante la deformación extensa. La embutición profunda y el doblado son posibles con un control adecuado del proceso.

Soldadura
La soldabilidad es excelente con técnicas de fusión y resistencia. Cuando se sueldan calidades 321 o no estabilizadas, a menudo se utiliza relleno 347 para mejorar la estabilidad de la zona de soldadura. En muchas fabricaciones soldadas en las que no puede producirse un recocido posterior a la soldadura, los materiales base y de aportación 347 minimizan el riesgo de corrosión intergranular. Se recomienda el uso de metales de aportación adecuados y la cualificación apropiada del procedimiento de soldadura.

Tratamiento térmico
Recocido completo: calentamiento a ~1040-1150°C, seguido de un enfriamiento rápido para conservar la estructura estabilizada. El recocido por disolución tras un intenso trabajo en frío restaura la ductilidad y la tenacidad.

Consejos prácticos para talleres

• El precalentamiento no suele ser necesario para las bandas finas de bobina, pero las secciones más gruesas pueden necesitar procedimientos controlados.

• Evite mantener en el rango de sensibilización durante largos periodos si el material no se ha estabilizado correctamente.

• Para aplicaciones que requieran la máxima resistencia a la fluencia, seleccione una aleación diferente.

6. Acabados superficiales, tamaños de bobina y opciones dimensionales

Formas de bobina disponibles

• Bobinas laminadas en frío (banda de calibre fino, acabados superficiales finos)

• Bobinas laminadas en caliente (calibres más gruesos, acabado fresado)

• Bobinas cortadas (ancho cliente) y hojas cortadas a medida

Acabados habituales ofrecidos por los proveedores

• Acabado de fresado 2B (laminado en frío, recocido, decapado)

• Acabados BA / No.1 para requisitos específicos

• Acabados cepillados nº 4 para superficies estéticas o antideslizantes

Gamas de dimensiones de bobinas representativas (disponibilidad típica en el mercado)

Nota sobre las tolerancias
Las tablas de tolerancia varían según el proveedor y la especificación. Para piezas críticas, incluya el grosor, la anchura, el estado de los bordes y los diámetros interior/exterior de la bobina en el pedido.

7. Aplicaciones típicas y sectores industriales

La bobina 347 se utiliza ampliamente en sectores que requieren estabilidad térmica, integridad de la soldadura y resistencia a la corrosión:

Sectores y componentes clave

• Aeroespacial: sistemas de escape, anillos colectores, piezas sometidas a elevadas temperaturas de escape.

• Generación de energía: lámina recuperadora, tubo intercambiador de calor que ve el calentamiento cíclico.

• Equipos de procesos petroquímicos y químicos: accesorios soldados, tuberías, reactores donde exista riesgo de sensibilización.

• Industrias alimentaria y papelera: equipos que requieren resistencia a la oxidación durante el calentamiento periódico.

• Automoción y maquinaria pesada: colectores de escape y tuberías donde los ciclos térmicos y las soldaduras son frecuentes.

Justificación de la selección
Los compradores suelen elegir la bobina 347 cuando las zonas soldadas deben conservar la resistencia a la corrosión sin un recocido posterior a la soldadura y cuando se prevé una exposición térmica cíclica.

8. Selección comparativa: 347 frente a 321, 316 y 304

La elección del grado correcto depende del entorno operativo, el perfil de temperatura y los factores de corrosión.

Cuadro comparativo simplificado

Por qué elegir 347 en lugar de 321
La estabilización del niobio en el 347 proporciona una ventaja al soldar secciones finas con contenido variable de C o al soldar 321 con relleno de 347 para mejorar la estabilidad del metal de soldadura. Para muchos ensamblajes soldados a alta temperatura, el 347 proporciona una resistencia ligeramente superior a ciertas formas de corrosión a alta temperatura.

Cuándo preferir 316 o 304
Si las picaduras de cloruro y la corrosión por intersticios son las principales preocupaciones, el grado 316 con molibdeno puede ser la mejor opción. Para un servicio a temperatura ambiente estándar sin ciclos térmicos a través de la banda de sensibilización, el 304 sigue siendo una opción rentable.

9. Expectativas en materia de control de calidad, certificación y trazabilidad

Para la adquisición industrial de la bobina 347 insistir en:

• Certificado de pruebas de laminación según ASTM A240 / ASME SA240, incluidos el número de colada y el análisis químico.

• Pruebas por ultrasonidos o corrientes de Foucault para aplicaciones críticas de bobinas en las que los defectos internos son importantes

• Medición del acabado superficial e informe de tolerancia dimensional

• Especificación del procedimiento de soldadura (EPS) y registros de cualificación del soldador para las fabricaciones acabadas entregadas.

Ejemplo de lista de control

1. Verificar el análisis químico con respecto a los rangos especificados.

2. Confirmar que los valores de las pruebas mecánicas coinciden con el certificado.

3. Inspeccionar la superficie de la bobina en busca de picaduras, defectos de laminación y estado de los bordes.

4. Confirmar el marcado de trazabilidad y el embalaje adecuado para la exportación.

10. Lista de comprobación para la compra de bobinas y requisitos del proveedor

Al solicitar presupuestos, incluya:

• Designación exacta de la aleación: 347 o 347H si se necesita más carbono para la resistencia a temperaturas elevadas

• Acabado de la bobina y tolerancia de espesor requerida

• Anchura de la bobina, diámetro interior y peso máximo por bobina

• Certificados de ensayo exigidos (MTC según normas EN o ASTM)

• Embalaje necesario para el transporte y las condiciones de almacenamiento

Consejo comercial
Solicite presupuestos competitivos a varios distribuidores y compruebe la disponibilidad de existencias y los plazos de entrega. Las existencias nacionales suelen reducir el riesgo de entrega; los precios directos de fábrica suelen ser más ventajosos para grandes volúmenes.

11. Consideraciones medioambientales, de reciclado y de ciclo de vida

El acero inoxidable 347 es totalmente compatible con el reciclado dentro de los flujos de acero inoxidable. El reciclado al final de su vida útil recupera el contenido de cromo y níquel. En las evaluaciones del ciclo de vida hay que tener en cuenta la mayor vida útil de la aleación en ciclos de alta temperatura, que puede reducir la huella de carbono total del ciclo de vida en comparación con los aceros de aleación inferior que requieren sustituciones frecuentes.

12. Tablas técnicas de referencia rápida

A. Referencias normalizadas y equivalentes

B. Propiedades físicas típicas

C. Acabados comunes de las bobinas y usos típicos

13. Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la principal diferencia entre la bobina 347 y la bobina 304 genérica?
   El 347 contiene niobio para estabilizar la microestructura contra la precipitación de carburo de cromo durante el calentamiento, preservando la resistencia a la corrosión intergranular después de la soldadura. El 304 carece de ese estabilizador y puede volverse susceptible a la sensibilización en la zona afectada por el calor soldada.

2. ¿Cuándo debo solicitar el 347H en lugar del 347?
   El 347H tiene un mayor contenido de carbono para mantener la resistencia a la tracción a temperaturas elevadas. Utilice 347H cuando se requiera un servicio continuado a altas temperaturas y una mayor retención de la resistencia.

3. ¿Pueden soldarse las bobinas 347 con los consumibles habituales para la soldadura de acero inoxidable?
   Sí. El 347 es soldable con los métodos habituales de fusión y resistencia. Para obtener la mejor estabilidad del metal de soldadura en determinados casos, utilice 347 o aleaciones de relleno compatibles y siga las especificaciones técnicas de soldadura (WPS).

4. ¿Es magnética la bobina 347?
   En estado recocido, el 347 es esencialmente no magnético. El trabajo en frío puede introducir una ligera respuesta magnética.

5. ¿Qué intervalo de temperatura es seguro para un servicio continuo?
   Es común el servicio de calentamiento intermitente hasta unos 850°C. Para un servicio continuo por encima de ese intervalo, consulte los materiales de alta aleación o a base de níquel.

6. ¿Qué diferencia hay entre el 347 y el 321 para los ensamblajes soldados?
   Ambos están estabilizados, pero la estabilización niobio/tántalo del 347 puede ofrecer una resistencia mejorada en determinados contextos de soldadura y se utiliza a menudo como aportación para aleaciones base 321.

7. ¿Cuáles son las tolerancias típicas de grosor de bobina que debo especificar?
   Especifique tolerancias que se ajusten a sus necesidades de producción; la tolerancia de la banda laminada en frío es más estricta que la de la bobina laminada en caliente. Solicite siempre las tablas de tolerancia del proveedor en el presupuesto.

8. ¿Se puede embutir el 347 para piezas complejas?
   Sí, pero se endurece por deformación. Para embutición profunda planificar recocidos intermedios si la deformación total es elevada.

9. ¿Es el 347 resistente al agua de mar?
   El 347 tiene una resistencia moderada a la corrosión, pero no está optimizado para entornos agresivos con cloruros. Para una exposición prolongada al agua de mar, elija grados de molibdeno superiores, como el 316, o grados dúplex adaptados para el servicio con cloruros.

10. ¿Qué certificados debe exigir un comprador de calidad?
    Como mínimo, un certificado de pruebas de laminación conforme a la norma ASTM/ASME aplicable que muestre el número de colada, el análisis químico y los resultados de las pruebas mecánicas. Para pedidos críticos, solicite registros NDE y auditorías de calidad del proveedor.

Notas de compra de cierre

Al preparar una orden de compra, incluya:

• Aleación: 347 (UNS S34700) o 347H si se especifica

• Especificación: ASTM A240 / ASME SA240, incluir año de revisión si es necesario.

• Acabado: estado 2B, nº 4, decapado, etc.

• Dimensiones: grosor, anchura, peso de la bobina, diámetros interior/exterior

• Ensayos: Análisis químico, ensayo de tracción y límite elástico, dureza, inspección de superficies y requisitos de embalaje.

• Trazabilidad: número térmico en el MTC y en el marcado del material

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