Aleación de Níquel y Cromo: Propiedades, calidades, usos, precios

Las aleaciones de níquel-cromo (Ni-Cr) se encuentran entre los sistemas metálicos de alto rendimiento más versátiles que se utilizan por su resistencia a altas temperaturas, su excepcional resistencia a la oxidación/corrosión y sus propiedades mecánicas estables en amplios intervalos de temperatura; la familia abarca desde los simples nicromos de calentamiento por resistencia (por ejemplo, 80/20 Ni-Cr) hasta las superaleaciones de alto rendimiento (Inconel®/Incoloy®) utilizadas en aplicaciones aeroespaciales, de procesamiento químico, generación de energía y nucleares.

1. Definición y taxonomía

Cuando los ingenieros dicen "aleación de níquel-cromo" se refieren a una familia de aleaciones que utilizan el níquel como matriz (elemento mayoritario) y el cromo como principal adición de aleación. Esta familia incluye:

• Aleaciones de tipo nicromo (sistemas simples de Ni-Cr o Ni-Cr-Fe utilizados principalmente como elementos calefactores de resistencia y alambres especiales).

• Superaleaciones de níquel-cromo (por ejemplo, las familias Inconel®) que combinan níquel-cromo con hierro, molibdeno, niobio, aluminio y otros elementos para ofrecer resistencia a altas temperaturas y a la corrosión.

• Incoloy® y otras aleaciones Ni-Fe-Crcuya composición equilibra la resistencia a la corrosión y la relación coste/rendimiento para equipos de procesos químicos.

Esta taxonomía es importante: una designación Ni-Cr concreta no sólo indica la composición química, sino también el entorno previsto (calentamiento sólo por oxidación frente a fluidos de proceso agresivos con cloruros).

2. Química y microestructura - por qué Ni + Cr trabajan juntos

• Níquel (Ni) da la matriz base que proporciona ductilidad, tenacidad y estabilidad estructural a alta temperatura. Estabiliza la estructura cristalina austenítica de muchas aleaciones forjadas y proporciona resistencia a la corrosión en entornos reducidos.

• Cromo (Cr) es esencial para la resistencia a la oxidación: El Cr forma escamas protectoras de óxido de cromo (Cr₂O₃) a temperaturas elevadas, lo que frena drásticamente la oxidación y protege el sustrato. En los elementos calefactores, esta pasivación de óxido es el mecanismo que permite un funcionamiento estable al rojo vivo.

• Otras adiciones (Fe, Mo, Nb, Al, Ti, Co, C) afinan la resistencia, la resistencia a la fluencia y el comportamiento frente a la corrosión (por ejemplo, Mo/Nb mejora la resistencia a las picaduras y a las grietas en muchas aleaciones Ni-Cr-Mo; Al/Ti imparte refuerzo por precipitación en superaleaciones endurecibles por envejecimiento).

Las microestructuras varían: los nicromos simples suelen ser soluciones sólidas (alambres endurecidos por trabajo o recocidos), mientras que las superaleaciones desarrollan precipitados especializados (γ′, carburos, etc.) para lograr una elevada resistencia a la fluencia.

Tabla de composición química

Aleación (nombre común / UNS)	Ni	Cr	Fe	Mo	Nb (Cb)	Ti	Al	C	Si	Mn	Cu	Otros / notas
NiCr 80/20 (Nichrome 80/20, por ejemplo, WNr 2.4869 / UNS N06003)	Bal. (~75-80)	19.0-23.0	≤1.0	-	-	≤0.30	-	≤0.15	0.5-2.0	≤1.0	≤0.50	P ≤0,02, S ≤0,015; aleación de calentamiento de alambre/tira.
NiCr 60/15 (Nichrome 60/15, aleación típica para calefacción)	≈60.0	≈15.0	Bal. (~24)	-	-	-	-	≤0.15	≤0.50	≤1.0	-	Designación típica: Ni60Cr15 (utilizado para alambre calefactor de alta resistencia).
NiCr 70/30 (cable de resistencia)	~67-70	29-32	~1-5	-	-	-	-	~0.10	0.5-2.5	~1.0	0-0.5	Aleación para elementos calefactores de alta temperatura (hornos industriales).
Inconel® 600 (UNS N06600)	≥72.0 (min)	14.0-17.0	Equilibrio (~6-10)	-	-	≤0.50	≤0.50	≤0.15	≤0.50	≤1.0	≤0.50	Bajo C; diseñado para una resistencia general a la corrosión/oxidación a T elevadas.
Inconel® 625 (UNS N06625)	~58-63 (típico ≈61)	20-23 (típico ≈21,5)	≤5 (típico pequeño)	~8-10 (típico ≈9)	~3,0-4,0 (Nb+Ta)	≤0.40	-	≤0.10-0.20	≤0.50	≤0.50	≤0.50	Alta resistencia + resistencia a la corrosión por Mo y Nb (no requiere envejecimiento/estabilización).
Inconel® 718 (UNS N07718)	~50-55 (típico 52,5)	17-21 (típico 19.0)	~17-19 (típico 18.5)	~2,8-3,3 (típico 3,0)	~4,5-5,5 (Nb+Ta, típico 3,6-5,0 en algunos datos)	0.65-1.15	0.2-0.8	≤0.08-0.05	≤0.35-0.5	≤0.35	-	Superaleación endurecible por envejecimiento (precipitados de refuerzo γ′/γ″).
Incoloy® 800 / 800H / 800HT (UNS N08800 / N08810 / N08811)	~30,0-45,0 (varía según el subsuelo)	19.0-23.0	Balance (Fe fracción grande)	-	-	-	-	≤0.10-0.06	≤0.50	≤1.0	-	Diseñado para alta resistencia a la temperatura con buena resistencia a la oxidación; comprobar el subsuelo para Ni% exacto (800H/HT tienen una especificación C más ajustada).
Incoloy® 825 (UNS N08825)	38.0-46.0	19.5-23.5	~22 (varía)	2.50-3.50	-	0.60-1.20	0.20	≤0.05	0.50	≤1.0	1.50-3.00	Aleación de Ni-Fe-Cr con Mo y Cu para mejorar la resistencia a los ácidos reductores y a la corrosión bajo tensión por cloruros.

3. Propiedades clave

• Resistencia a altas temperaturas y a la fluencia - Muchas superaleaciones de Ni-Cr conservan el límite elástico y resisten la fluencia a temperaturas muy superiores a las del acero; por eso se utilizan en entornos de turbinas, gases de escape y tratamiento térmico.

• Resistencia a la oxidación - La formación de óxido protector impulsada por el cromo proporciona una excelente vida útil en atmósferas oxidantes; importante tanto para los elementos calefactores como para la metalurgia de proceso.

• Resistencia a la corrosión - Dependiendo de la aleación, las aleaciones Ni-Cr presentan una gran resistencia a los cáusticos, a los compuestos orgánicos y a muchos medios ácidos; adiciones como el Mo mejoran aún más la resistencia a los cloruros y a las picaduras.

• Resistividad eléctrica - El alambre de nicromo tiene una resistividad significativamente mayor que el cobre; esta propiedad se aprovecha para los elementos calefactores. Los valores representativos de la resistividad del nicromo y las temperaturas de funcionamiento están bien documentados para los grados estándar (por ejemplo, 80/20) utilizados hasta ~1.200 °C.

• Conformabilidad y mecanizabilidad - Las aleaciones forjadas de Ni-Cr a menudo se endurecen por deformación y pueden ser difíciles de mecanizar; algunas superaleaciones se endurecen por envejecimiento y requieren estrategias de mecanizado cuidadosas.

4. Comportamiento de la corrosión - distinciones importantes

Las aleaciones de Ni-Cr resisten la oxidación y muchos ataques químicos en virtud del cromo y el níquel, pero no todas las aleaciones de Ni-Cr responden de la misma manera en todos los entornos:

• Atmósferas oxidantes (aire, gases de combustión): El cromo proporciona una cascarilla estable; las aleaciones funcionan bien a alta temperatura.

• Entornos con cloruros o agrios (H₂S/CO₂): Algunas aleaciones de Ni-Cr son vulnerables al agrietamiento por corrosión bajo tensión; para el servicio de fondo de pozo, químico y submarino se eligen grados de mayor aleación con adición de Mo, Nb o azufre reducido. Deben consultarse las normas y las directrices NACE para los servicios ácidos.

• Agua de gran pureza / entornos cáusticos: La selección de la aleación debe tener en cuenta el potencial de agrietamiento cáustico; Inconel 600 y las aleaciones relacionadas tienen notas de rendimiento específicas y vías de cualificación.

Los ingenieros deben combinar la química de las aleaciones con la química de los fluidos, los ciclos de temperatura y las tensiones mecánicas previstas para evitar el agrietamiento provocado por el entorno.

5. Grados comerciales comunes y normas que los definen

Aleaciones de Ni-Cr representativas y críticas para la industria:

• Nicromo 80/20 (≈ 80% Ni, 20% Cr) - grado estándar de alambre de calefacción para elementos calefactores domésticos e industriales; buena resistencia a la oxidación y resistividad eléctrica estable.

• Aleación Inconel® 600 (UNS N06600) - Aleación de Ni-Cr-Fe utilizada por su resistencia a la corrosión a altas temperaturas y su resistencia mecánica; ampliamente normalizada (especificaciones ASTM/ASME) y utilizada en aplicaciones químicas, nucleares y de alta temperatura.

• Aleación Inconel® 625 (N06625) - mayor resistencia, adiciones de Nb/Mo; excelente resistencia a la corrosión en entornos más agresivos y a temperaturas elevadas.

• Aleaciones Incoloy® (p. ej, 800/800H/800HT) - equilibrar el coste y la resistencia a la corrosión a altas temperaturas para los equipos de la industria de procesos.

Especificaciones clave: ASTM B166 cubre muchas aleaciones forjadas de Ni-Cr-Fe; ASME y sus equivalentes internacionales especifican las formas (barra, alambre, chapa, tubo) y las tolerancias químicas utilizadas en la adquisición. Es esencial consultar la especificación ASTM/ASME correcta para el tipo de producto que se adquiere.

6. Fabricación, conformado y unión - realidades de la producción

• Conformado y trabajo en frío: Muchas aleaciones de Ni-Cr se pueden trabajar mediante laminado y trefilado convencionales; el alambre de nicromo se trefila hasta calibres finos y se estabiliza mediante ciclos de recocido.

• Soldadura: algunas aleaciones Ni-Cr (por ejemplo, Inconel 625, Inconel 718) son soldables con procedimientos seleccionados; otros grados endurecibles por envejecimiento o altamente aleados requieren un aporte de calor controlado para evitar la fisuración. Métodos típicos de soldadura: GTAW (TIG), GMAW (MIG), haz de electrones y metales de aportación especializados según AWS y ASME.

• Mecanizado: El Inconel y aleaciones similares se endurecen con el trabajo; las estrategias recomendadas incluyen cortes poco profundos, configuraciones rígidas y herramientas de carburo/cerámica para controlar el desgaste de las herramientas.

Nota práctica: especifique los informes de pruebas de laminación (MTR), el estado del tratamiento térmico y cualquier requisito NACE/MR0175 (para servicio ácido) en el momento de la compra para evitar costosos rechazos en la recepción.

7. Aplicaciones por industria: adapte la aleación a la tarea

• Elementos calefactores y dispositivos resistivos: alambres y cintas de nicromo en aparatos de calefacción domésticos e industriales, hornos de laboratorio y sistemas específicos de calefacción industrial.

• Aeroespacial y turbinas de gas: Superaleaciones de Ni-Cr (y superaleaciones a base de níquel relacionadas) para piezas de cámara de combustión, sistemas de escape y fijaciones de alta temperatura.

• Procesamiento químico y petroquímico: Grados de Inconel e Incoloy para intercambiadores de calor, tuberías y reactores que manipulan medios corrosivos o altas temperaturas.

• Generación de energía y energía nuclear: tubos de generadores de vapor, componentes internos de reactores y componentes estructurales de alta temperatura en los que la resistencia a la corrosión/oxidación es crítica.

• Equipos de fondo de pozo para petróleo y gas: Aleaciones seleccionadas de Ni-Cr-Mo para componentes expuestos a gas ácido o entornos de pozos de alta temperatura; a menudo se requiere el cumplimiento de las normas NACE/ISO.

8. Lista de comprobación de diseño e ingeniería: cómo elegir la aleación de Ni-Cr adecuada

1. Definir la temperatura máxima de funcionamiento y los ciclos térmicos.

2. Especifique el entorno químico (oxidante / reductor / cloruros / H₂S / cáusticos).

3. Determinar la carga mecánica, la vida útil y los factores de seguridad necesarios.

4. Confirmar las normas reglamentarias/industriales (ASTM, ASME, NACE) y la trazabilidad de materiales requerida.

5. Evaluar la ruta de fabricación (soldadura, conformado, mecanizado) y la capacidad del proveedor.

6. Considerar el coste del ciclo de vida: prima de material frente a vida útil prevista y tiempo de inactividad por mantenimiento.

7. Garantizar la calidad (MTR, PMI, NDE, registros de tratamiento térmico).

Esta lista de comprobación evita los errores más comunes (por ejemplo, seleccionar un elemento calefactor de nicromo para un servicio de fluido que contenga cloruro).

9. Pruebas, control de calidad y trazabilidad

Adquiera aleaciones de Ni-Cr sólo de proveedores que proporcionen MTR completos (EN 10204/3.1 cuando proceda), PMI o resultados de espectrometría de laboratorio y números térmicos claros para la trazabilidad. En los sectores nuclear, aeroespacial y de procesos críticos, suelen ser obligatorias las cualificaciones adicionales del proveedor, las especificaciones de los procedimientos de soldadura (WPS/PQR) y los registros del tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT). En las principales normas y manuales de los fabricantes (ASM, Metales especiales) se enumeran las matrices de ensayo recomendadas.

10. Panorama del mercado y comparación de precios mundiales en 2025

Impulsores del mercado en 2025

Los flujos de materias primas de níquel y la política indonesia siguen siendo los principales impulsores de los precios de las materias primas de níquel; el exceso de oferta de procesamiento en Indonesia deprimió los precios en los últimos años, mientras que los movimientos geopolíticos y arancelarios crean primas regionales. Los extras de aleación, la fabricación y la logística separan aún más el coste del níquel en bruto de los precios de las aleaciones Ni-Cr acabadas.

Instantánea representativa de los precios en 2025

Notas: Los precios de las aleaciones varían según el grado, el acabado, la forma, el tamaño del pedido y el vendedor. En la tabla siguiente se indican rangos típicos activados por el mercado (USD por kg) de los productos de Ni-Cr más comunes en 2025. Se trata de intervalos de precios de compra (no presupuestos formales) destinados a la elaboración de presupuestos por parte de los compradores. Fuentes: Cotizaciones del níquel en la LME/commodity convertidas a precios por kg, listas de proveedores y precios de mercado.

11. Riesgos de la cadena de suministro, reciclaje y sostenibilidad

• Riesgo de concentración: Indonesia domina la última fase de transformación del níquel y es, por tanto, una palanca geopolítica clave; los cambios de política o las limitaciones a la exportación pueden modificar rápidamente el equilibrio mundial del níquel y los extras de aleación.

• Potencial de reciclaje: El níquel es altamente reciclable; el níquel recuperado de chatarra y aleaciones al final de su vida útil reduce la dependencia del mineral primario y es una parte estándar de las cadenas de suministro de aleaciones para muchos fabricantes, pero el contenido reciclado requiere una práctica de fusión cuidadosa para cumplir las especificaciones aeroespaciales y médicas.

• Tácticas de contratación: diversificar los proveedores (China, India, Europa, EE.UU.), especificar el contenido reciclado aceptable y cerrar contratos de compra a varios meses para reducir la exposición a la volatilidad del níquel al contado.

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12. Conclusiones prácticas y enfoque recomendado para la adquisición de MWAlloys

• Para elemento calefactor los deberes eligen grados estandarizados de nicromo (80/20 o similar) de un fabricante de alambre reputado y exigen tolerancia MTR/tamaño.

• Para proceso / ácido / alta temperatura los deberes utilizan los grados de Inconel/Incoloy con las normas ASTM/ASME pertinentes enumeradas en las órdenes de compra y exigen el cumplimiento de las normas NACE/ISO si procede.

• Para aeroespacial/nuclear Adquirir únicamente fábricas certificadas con trazabilidad completa de los lotes y un historial de cumplimiento de las certificaciones AMS/ASME.

• Planificadores presupuestarios: Utilizar el precio del níquel como base de referencia y añadir los recargos por transformación y certificación; en 2025, las primas por producto acabado pueden ser varias veces superiores al precio del níquel bruto/kg.

Preguntas frecuentes

1. ¿Cuál es la diferencia entre el nicromo y el Inconel?
El nicromo es una aleación simple de Ni-Cr (p. ej., ~80% Ni, 20% Cr) optimizada para la resistividad eléctrica y la resistencia a la oxidación a alta temperatura; el inconel describe una familia de superaleaciones a base de níquel (p. ej., aleación 600, 625, 718) diseñadas para la resistencia estructural, la resistencia a la fluencia y la resistencia a la corrosión en entornos exigentes.

2. ¿Pueden soldarse las aleaciones de níquel-cromo?
Sí, muchas aleaciones de Ni-Cr son soldables, pero los procedimientos de soldadura deben ajustarse a la aleación (algunas superaleaciones son más fáciles que otras). Para servicios críticos, es obligatorio disponer de WPS/PQR cualificados y metales de aportación adecuados.

3. ¿Qué causa el fallo de la aleación Ni-Cr en servicio?
Causas comunes: corrosión (picaduras, grietas, SCC inducida por cloruros), fluencia a altas temperaturas cuando se elige el grado incorrecto, y defectos de fabricación como aporte térmico inadecuado de la soldadura. Especifique cuidadosamente el entorno y las condiciones de carga.

4. ¿Cómo se relacionan los precios de las aleaciones de Ni-Cr con los de las materias primas de níquel?
El precio del níquel bruto es un precio de referencia (LME o precio de mercado). Los precios de las aleaciones acabadas incluyen los recargos por material (otras adiciones de aleación), fabricación, certificación y logística, lo que suele dar lugar a precios por kilogramo mucho más elevados que los del níquel en bruto.

5. ¿Qué normas deben consultar los compradores cuando encargan aleaciones de Ni-Cr?
Normas comunes: ASTM B166 (aleaciones forjadas de Ni-Cr-Fe), equivalentes ASME y fichas técnicas de aleaciones específicas (Special Metals, boletines técnicos de proveedores). También pueden aplicarse códigos específicos del sector (NACE, AMS, EN).

6. ¿Es aceptable el níquel reciclado en las aleaciones Ni-Cr?
Sí, para muchos usos industriales. Para los productos aeroespaciales, nucleares o médicos críticos, el contenido reciclado está estrictamente controlado y debe cumplir estrictos criterios de certificación y prácticas de fundición documentadas.

7. ¿Qué aleación de Ni-Cr es la mejor para medios que contengan cloruros?
Las aleaciones Ni-Cr-Mo y las de mayor contenido en Mo/Nb suelen ofrecer mejores resultados. La selección debe validarse con las directrices NACE/ISO y los ensayos de corrosión para el fluido/temperatura específicos.

8. ¿Cómo puedo especificar una aleación de Ni-Cr para evitar el rechazo en la fase final?
Incluya la designación UNS o comercial exacta, la especificación ASTM/ASME aplicable, las propiedades mecánicas requeridas y la clase de resistencia a la corrosión, los ensayos (MTR, PMI) y el cumplimiento de cualquier código (NACE/ISO). Solicite declaraciones de capacidad del proveedor y ejemplos de MTR.

Resumen final

Las aleaciones de níquel-cromo constituyen una amplia gama de herramientas para los diseñadores: utilice nicromo cuando la resistencia eléctrica y la estabilidad a la oxidación sean esenciales; elija los grados Inconel/Incoloy para tareas estructurales, de corrosión y de alta temperatura. Adapte cuidadosamente la composición química, la ruta de fabricación y la certificación al servicio previsto; considere el precio del níquel básico sólo como un factor dentro de una ecuación de costes más amplia que incluya el procesamiento, la trazabilidad y los recargos por especialidades. Para los clientes de MWAlloys, nuestra recomendación es estandarizar las especificaciones de adquisición, bloquear el suministro de varios meses para tiradas de gran volumen y exigir siempre MTR completos y el cumplimiento del código aplicable para aplicaciones críticas.

Referencias autorizadas

• Inconel - Wikipedia
• Nicromo - Wikipedia
• ASTM B166 - Especificación estándar para aleaciones de níquel-cromo-hierro