Aleación Incoloy 20 (UNS N08020/W.Nr. 2.4660)

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Aleación Incoloy 20 (UNS N08020/W.Nr. 2.4660)

Descripción del producto

La aleación Incoloy 20 es una de las superaleaciones de acero inoxidable austenítico mÔs versÔtiles en aplicaciones industriales, ya que ofrece una resistencia excepcional al Ôcido sulfúrico y al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros. Esta aleación de níquel, hierro y cromo se ha convertido en el material preferido para equipos de procesamiento químico, fabricación de productos farmacéuticos y aplicaciones marinas en las que los aceros inoxidables tradicionales no ofrecen un rendimiento adecuado.

¿Qué es la aleación Incoloy 20?

La aleación Incoloy 20 es una superaleación especializada de acero inoxidable austenítico diseñada específicamente para entornos que contienen Ôcido sulfúrico y otros productos químicos agresivos. Desarrollada originalmente en la década de 1950, esta aleación combina níquel, cromo y hierro en proporciones precisas para lograr una resistencia superior a la corrosión.

La exclusiva estructura metalúrgica de la aleación proporciona un excelente rendimiento tanto en ambientes reductores como oxidantes. Su matriz austenítica permanece estable en amplios intervalos de temperatura, lo que la hace adecuada para aplicaciones desde condiciones criogénicas hasta temperaturas elevadas superiores a 538 °C (1000 °F).

Entre sus principales características se incluye una excelente resistencia a las picaduras, la corrosión por intersticios y el ataque intergranular. La aleación mantiene sus propiedades mecÔnicas incluso tras una exposición prolongada a medios corrosivos, lo que garantiza la fiabilidad a largo plazo en aplicaciones críticas.

¿CuÔl es la composición química de la aleación Incoloy 20?

La composición química exacta de la aleación Incoloy 20 determina su excepcional resistencia a la corrosión y sus propiedades mecÔnicas. Comprender estos porcentajes elementales es crucial para la selección de materiales y el control de calidad.

Elemento Porcentaje de peso (%) Función
Níquel (Ni) 32.0 - 38.0 Estabilizador primario de la austenita y resistencia a la corrosión
Cromo (Cr) 19.0 - 21.0 Resistencia a la oxidación y a la corrosión en general
Hierro (Fe) Saldo Elemento base e integridad estructural
Molibdeno (Mo) 2.0 - 3.0 Resistencia a la corrosión por picaduras y grietas
Cobre (Cu) 3.0 - 4.0 Resistencia a la corrosión por Ôcido sulfúrico
Niobio (Nb) 8 x C% min Prevención de la corrosión intergranular
Carbono (C) 0,07 mƔx. Aumento de la fuerza (controlado)
Manganeso (Mn) 2,0 mƔx. Desoxidante y control del azufre
Silicio (Si) 1,0 mÔx. Desoxidante y oxidación a alta temperatura
Fósforo (P) 0,045 mÔx. Impureza (controlada)
Azufre (S) 0,035 mƔx. Impureza (controlada)

¿CuÔles son las propiedades mecÔnicas de la aleación Incoloy 20?

Las propiedades mecÔnicas de la aleación Incoloy 20 demuestran su idoneidad para aplicaciones estructurales y de recipientes a presión exigentes. Estas propiedades se mantienen constantes en diversas formas de producto y condiciones de tratamiento térmico.

Propiedad Valor MƩtodo de ensayo
Resistencia a la tracción 75 ksi (517 MPa) mínimo ASTM A240
Lƭmite elƔstico (0,2% offset) 30 ksi (207 MPa) mƭnimo ASTM A240
Alargamiento 35% mĆ­nimo ASTM A240
Dureza 217 HB mƔximo Brinell
Densidad 0,296 lb/pulg³ (8,19 g/cm³) Calculado
Punto de fusión 2550-2600°F (1399-1427°C) AnÔlisis térmico diferencial
Expansión térmica 8,2 x 10-⁶ pulg./in/°F (14,8 x 10-⁶ m/m/°C) 68-212°F (20-100°C)
Conductividad térmica 7,5 BTU/h/ft/°F (13,0 W/m/K) A 212°F (100°C)
Resistividad eléctrica 39,4 microhm-in (100,1 microhm-cm) A 21°C (70°F)

¿CuÔl es la especificación de la aleación Incoloy 20?

La aleación Incoloy 20 cumple numerosas especificaciones y normas internacionales, lo que garantiza una calidad y unas prestaciones constantes en todos los mercados mundiales. Estas especificaciones rigen la composición química, las propiedades mecÔnicas y los requisitos de fabricación.

Especificación Designación Alcance
ASTM B729 N08020 Tubos sin soldadura y soldados
ASTM B463 N08020 Accesorios forjados
ASTM B472 N08020 Barras, palanquillas y anillos forjados o laminados
ASTM B464 N08020 Chapas, hojas y tiras
ASTM A240 Tipo 20Cb-3 Chapa de acero inoxidable al cromo y al cromo-nĆ­quel
ASME SB-729 N08020 Código de calderas y recipientes a presión
EN 10028-7 1.4660 Aceros europeos para recipientes a presión
DIN 17458 X1NiCrMoCu31-27-4 Norma alemana de acero inoxidable
JIS G4303 SUS 890L Norma japonesa de acero inoxidable
GB/T 1220 00Cr20Ni32Mo3Cu2Nb Norma china de acero inoxidable

¿Qué significa Incoloy Alloy 20?

La denominación "Incoloy Alloy 20" sigue una convención sistemÔtica de nomenclatura que indica tanto la familia de aleaciones como sus características específicas. El término "Incoloy" representa la familia de aleaciones de níquel-hierro-cromo de marca registrada de Special Metals Corporation.

Históricamente, el número "20" se refería al contenido aproximado de cromo de la aleación 20%. Sin embargo, la designación ha evolucionado para representar la composición específica de la aleación en lugar de una correlación directa con el porcentaje de cromo.

Las denominaciones alternativas incluyen N08020 (designación UNS), 20Cb-3 (designación ASTM) y Carpenter 20Cb-3. Estas diversas denominaciones reflejan diferentes organismos de normalización y fabricantes, aunque se refieren a la misma composición bÔsica de la aleación.

El sufijo "Cb" en algunas denominaciones indica la adición de columbio (niobio), que evita la corrosión intergranular al estabilizar el carbono en forma de carburos de niobio en lugar de carburos de cromo.

¿CuÔl es el equivalente de la aleación Incoloy 20?

Conocer los grados equivalentes ayuda a los ingenieros a seleccionar los materiales adecuados cuando no se dispone de marcas especĆ­ficas o cuando se comparan las especificaciones de distintos proveedores y regiones.

Los equivalentes internacionales mantienen composiciones químicas y características de rendimiento similares, aunque pueden existir pequeñas variaciones. Estas diferencias suelen estar dentro de rangos aceptables para la mayoría de las aplicaciones, pero requieren una consideración cuidadosa para condiciones de servicio críticas.

Los principales grados equivalentes son Carpenter 20Cb-3, Sandvik 1RK65 y Haynes 20. Los equivalentes europeos incluyen la norma EN 1.4660 y diversas normas nacionales de los paĆ­ses miembros de la UE.

Los equivalentes asiÔticos incluyen el JIS SUS 890L japonés y el GB 00Cr20Ni32Mo3Cu2Nb chino. Estas normas incorporan prÔcticas de fabricación locales al tiempo que mantienen la compatibilidad internacional.

¿CuÔl es la diferencia entre las aleaciones Incoloy 20, 800 y 925?

Estos tres grados de Incoloy sirven para diferentes aplicaciones industriales basadas en sus composiciones y propiedades Ćŗnicas. Comprender sus diferencias permite seleccionar el material adecuado para condiciones de servicio especĆ­ficas.

Propiedad Aleación 20 Incoloy Aleación 800 Aleación de Incoloy 925
Aplicación principal Tratamiento químico Oxidación a alta temperatura Petróleo y gas en el fondo del pozo
Contenido en nĆ­quel 32-38% 30-35% 42-46%
Contenido en cromo 19-21% 19-23% 19.5-23.5%
Contenido en hierro Saldo 39,5% min 22% min
Contenido de molibdeno 2-3% - 2.5-3.5%
Contenido en cobre 3-4% 0,75% mƔx 1.5-3.0%
Temperatura límite 1000°F (538°C) 816°C (1500°F) 649°C (1200°F)
Resistencia a la corrosión Excelente en Ć”cidos Buena resistencia a la oxidación Superior en Hā‚‚S/COā‚‚
Nivel de fuerza Moderado Moderado Alta (endurecible al envejecimiento)
Nivel de costes Moderado Baja MƔs alto

¿Para qué se utiliza la aleación Incoloy 20?

La aleación Incoloy 20 tiene una amplia aplicación en industrias que requieren una resistencia superior a la corrosión combinada con buenas propiedades mecÔnicas. Su versatilidad la hace adecuada tanto para aplicaciones estructurales como para equipos de proceso.

El procesamiento químico representa el mayor sector de aplicación, donde la aleación maneja concentraciones de Ôcido sulfúrico de hasta 40% a temperaturas que alcanzan los 200°F (93°C). La fabricación farmacéutica utiliza esta aleación para recipientes de reactores, tanques de almacenamiento y sistemas de tuberías que procesan ingredientes farmacéuticos activos.

Los equipos de procesamiento de alimentos se benefician de la resistencia de la aleación a los Ôcidos orgÔnicos y a las soluciones de limpieza. Los intercambiadores de calor en entornos marinos confían en su resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros para un rendimiento fiable a largo plazo.

Los equipos de control de la contaminación, incluidos los sistemas de desulfuración de gases de combustión, los depuradores y los revestimientos de chimeneas, utilizan la resistencia de la aleación 20 a los compuestos sulfurosos y los cloruros. Las instalaciones de generación de energía emplean este material para tubos de condensadores y componentes de generadores de vapor.

Las aplicaciones petroquímicas incluyen recipientes de proceso, tuberías e instrumentación que manipulan petróleo crudo agrio y productos refinados que contienen compuestos de azufre. Las operaciones mineras utilizan la aleación 20 para los equipos que procesan minerales sulfurosos y soluciones hidrometalúrgicas.

¿CuÔl es la clasificación de la aleación Incoloy 20?

Los sistemas de clasificación de materiales organizan las aleaciones en función de su composición, estructura y propiedades para facilitar los procesos de especificación y selección. Incoloy Alloy 20 encaja en múltiples esquemas de clasificación utilizados en todo el mundo.

Sistema de clasificación Categoría Designación
UNS (Sistema Unificado de Numeración) Níquel y aleaciones de níquel N08020
Estructura ASTM Acero inoxidable austenĆ­tico Equivalente a la serie 300
Estructura metalĆŗrgica AustenĆ­tico CĆŗbico centrado en la cara
Resistencia a la corrosión Alta resistencia a la corrosión Resistencia superior a los Ôcidos
Servicio de temperatura Temperatura moderada Hasta 538°C (1000°F)
Propiedades magnƩticas No magnƩtico ParamagnƩtico
Tasa de endurecimiento del trabajo Moderado El trabajo se endurece rƔpidamente
Soldabilidad FƔcilmente soldable Requiere procedimientos adecuados
Maquinabilidad Moderado Requiere herramientas adecuadas
Fabricabilidad Bien MƩtodos de conformado estƔndar

¿Qué son los grados de aleación Incoloy?

La familia Incoloy abarca numerosos grados, cada uno de ellos adaptado a aplicaciones y entornos de servicio específicos. Conocer la gama completa ayuda a los ingenieros a seleccionar los materiales óptimos para sus aplicaciones.

Grado Número UNS Aplicación principal Características principales
Incoloy 20 N08020 Tratamiento químico Resistencia al Ôcido sulfúrico
Incoloy 25-6Mo N08926 Aplicaciones en agua de mar SĆŗper austenĆ­tico
Incoloy 800 N08800 Oxidación a alta temperatura Resistencia al calor
Incoloy 800H N08810 Temperatura elevada Versión con alto contenido en carbono
Incoloy 800HT N08811 Resistencia a altas temperaturas Adiciones de titanio y aluminio
Incoloy 825 N08825 Tratamiento quĆ­mico Adiciones de molibdeno y cobre
Incoloy 925 N09925 Petróleo y gas en el fondo del pozo Endurecible al envejecimiento
Incoloy 945 N09945 Servicio de extrema dureza Gran solidez y resistencia a la corrosión
Incoloy G-3 N06985 Entornos químicos severos Resistencia al Ôcido fosfórico
Incoloy 27-7Mo - Aplicaciones marinas Alternativa superdĆŗplex

Precios del mercado mundial de la aleación 20 de Incoloy 2025

Los precios de la aleación Incoloy 20 en el mercado mundial fluctúan en función de los costes de las materias primas, la dinÔmica de la oferta y la demanda y las capacidades de fabricación regionales. Los precios actuales reflejan la volatilidad del mercado del níquel y el molibdeno.

Región Gama de precios (USD/kg) Condiciones del mercado Estado del suministro
NorteamƩrica $28.50 - $32.75 Demanda estable Buena disponibilidad
Europa $30.20 - $34.90 Crecimiento moderado Oferta limitada
Asia-Pacífico $26.80 - $30.45 Gran demanda Aumento de la producción
China $25.60 - $29.30 Fuerte demanda interna Producción local
India $27.40 - $31.85 Mercado en crecimiento Depende de la importación
Oriente Próximo $29.75 - $33.50 Impulsado por el sector petrolero Mercado de importación
AmƩrica Latina $28.90 - $32.15 Demanda del sector minero Suministro mixto
África $31.20 - $35.80 Mercado limitado Depende de la importación

*Los precios son indicativos y estÔn sujetos a cambios en función de la cantidad, las especificaciones y las condiciones del mercado.

Ventajas de la aleación Incoloy 20

La aleación Incoloy 20 ofrece numerosas ventajas que la convierten en la opción preferida para entornos corrosivos difíciles en los que los aceros inoxidables convencionales resultan inadecuados.

La resistencia superior al Ôcido sulfúrico distingue a esta aleación de los aceros inoxidables austeníticos estÔndar. La adición de cobre proporciona un rendimiento excepcional en Ôcidos reductores, mientras que la matriz equilibrada de níquel-cromo garantiza la compatibilidad con entornos oxidantes.

Su excelente fabricabilidad permite realizar operaciones de conformado complejas sin comprometer las propiedades del material. La aleación responde bien a las técnicas convencionales de mecanizado, soldadura y conformado cuando se siguen los procedimientos adecuados.

Su excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros la hace ideal para aplicaciones marinas y costeras. La aleación mantiene la integridad estructural incluso en entornos con alto contenido en cloruros que provocan fallos prematuros en otros materiales.

La estabilidad térmica garantiza un rendimiento constante en amplios intervalos de funcionamiento. Desde aplicaciones criogénicas hasta temperaturas elevadas, la aleación mantiene su estructura austenítica y su resistencia a la corrosión.

La fiabilidad a largo plazo reduce los costes de mantenimiento y los tiempos de inactividad imprevistos. La resistencia de la aleación a diversos mecanismos de corrosión garantiza una vida útil prolongada en aplicaciones críticas.

Un historial probado en aplicaciones exigentes proporciona confianza para nuevas instalaciones. DƩcadas de servicio satisfactorio en los sectores quƭmico, farmacƩutico y naval demuestran su fiabilidad.

Estudio de caso sobre contratación pública en Nigeria

Un importante complejo petroquímico nigeriano necesitaba tuberías resistentes a la corrosión para su nueva unidad de alquilación de Ôcido sulfúrico. El proyecto especificaba 2.500 metros de tuberías de varios diÔmetros y 450 accesorios para manipular Ôcido sulfúrico concentrado 98% a temperaturas de hasta 180°F (82°C).

Las especificaciones iniciales exigían acero inoxidable 316L convencional, pero las pruebas preliminares de corrosión revelaron un rendimiento inadecuado. Los ingenieros consultores recomendaron Incoloy Alloy 20 por su probada resistencia al Ôcido sulfúrico y su estabilidad térmica.

MWalloys suministró el paquete completo de tuberías, incluidos tubos sin soldadura de 2" a 12" de diÔmetro, accesorios forjados y consumibles de soldadura. Todos los materiales cumplían las especificaciones ASTM B729 con certificados completos de ensayo de materiales y verificación por terceros.

La instalación se llevó a cabo sin contratiempos con contratistas locales formados en los procedimientos de soldadura de Incoloy 20. El proyecto se completó en la fecha prevista a pesar de las dudas iniciales sobre la disponibilidad de material y el apoyo técnico en la región.

Tras dieciocho meses de funcionamiento, los resultados de las inspecciones no mostraron corrosión ni degradación apreciables. La planta informó de mejoras significativas en la fiabilidad en comparación con instalaciones anteriores que utilizaban aceros inoxidables convencionales.

El anÔlisis de costes reveló que, a pesar de los mayores costes iniciales de material, la instalación de Incoloy 20 proporcionaba un valor superior gracias a la reducción del mantenimiento, la prolongación de la vida útil y la mejora de la fiabilidad operativa. El éxito de este proyecto condujo a la especificación de Incoloy 20 para unidades adicionales dentro del complejo.

Preguntas mƔs frecuentes (FAQ)

1. ¿Puede soldarse la aleación 20 de Incoloy utilizando procedimientos estÔndar?

La aleación Incoloy 20 requiere procedimientos de soldadura específicos para mantener unas propiedades óptimas. Las técnicas estÔndar del acero inoxidable austenítico se aplican con modificaciones para la composición de esta aleación. Normalmente no es necesario el precalentamiento, pero las temperaturas entre pasadas no deben superar los 177°C (350°F). Utilizar consumibles de soldadura de bajo contenido en carbono como ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) o ENiCrMo-3 (AWS A5.11). El tratamiento térmico posterior a la soldadura no suele ser necesario, salvo en el caso de secciones gruesas o requisitos de alivio de tensiones.

2. ¿CuÔl es la temperatura mÔxima de funcionamiento de la aleación Incoloy 20?

La temperatura mÔxima de funcionamiento continuo recomendada es de 1000°F (538°C) en la mayoría de los entornos. Por encima de esta temperatura, puede producirse precipitación de carburo, lo que reduce la resistencia a la corrosión. Para exposiciones de corta duración, la aleación puede soportar temperaturas de hasta 649°C (1200°F). En ambientes altamente oxidantes, los límites de temperatura pueden ser inferiores debido a la aceleración de las tasas de oxidación.

3. ¿Cómo se compara la aleación Incoloy 20 con el acero inoxidable 316L en coste y prestaciones?

La aleación Incoloy 20 cuesta aproximadamente 2 ó 3 veces mÔs que el acero inoxidable 316L, pero ofrece una resistencia a la corrosión significativamente superior, sobre todo en entornos con Ôcido sulfúrico y cloruros. El mayor coste inicial suele justificarse por la mayor vida útil, el menor mantenimiento y la mayor fiabilidad. El anÔlisis del coste del ciclo de vida suele favorecer al Incoloy 20 en condiciones de servicio agresivas.

4. ¿Es adecuada la aleación Incoloy 20 para aplicaciones alimentarias?

Sí, la aleación Incoloy 20 cumple los requisitos de la FDA para aplicaciones en contacto con alimentos y ofrece una excelente resistencia a los Ôcidos orgÔnicos, las soluciones de limpieza y los desinfectantes utilizados habitualmente en el procesado de alimentos. Sus propiedades no magnéticas y su acabado superficial liso lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren altos niveles de higiene. Sin embargo, las consideraciones de coste pueden limitar su uso a aplicaciones críticas en las que los aceros inoxidables estÔndar resultan inadecuados.

5. ¿Qué certificaciones de calidad debo esperar al comprar Incoloy Alloy 20?

Los proveedores reputados proporcionan certificados de ensayo de materiales (MTC) que muestran la composición química, las propiedades mecÔnicas y los detalles del tratamiento térmico. Busque certificaciones según las normas ASTM, ASME o EN, según proceda. Los certificados de inspección por terceros de laboratorios de ensayo reconocidos añaden credibilidad. Para aplicaciones críticas, solicite pruebas adicionales, como pruebas de corrosión intergranular (ASTM A262) o pruebas de corrosión en medios específicos.

6. ¿Se puede trabajar en frío o conformar la aleación Incoloy 20 después de su entrega?

La aleación Incoloy 20 se endurece rÔpidamente durante el trabajo en frío, pero puede conformarse utilizando métodos convencionales con la técnica adecuada. El conformado incremental con recocido frecuente puede ser necesario para operaciones de conformado severas. La aleación mantiene una buena ductilidad incluso después de un trabajo en frío moderado. Para operaciones de conformado complejas, considerar el trabajo en caliente a temperaturas entre 1800-2100°F (982-1149°C).

7. ¿Cómo debe almacenarse y manipularse la aleación Incoloy 20 para mantener la calidad?

Almacenar Incoloy Alloy 20 en condiciones limpias, secas y protegidas de la contaminación. Evitar el contacto con acero al carbono u otros materiales que puedan contaminar la superficie. Utilizar soportes y equipos de manipulación de acero inoxidable o plÔstico. Para almacenamiento a largo plazo, considerar recubrimientos protectores o envasado en atmósfera controlada. Mantener una identificación adecuada durante el almacenamiento y la manipulación para evitar mezclas con otras aleaciones.


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Productos

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