La aleación Incoloy 825 representa una de las superaleaciones de níquel-hierro-cromo más versátiles y fiables disponibles en el exigente panorama industrial actual. Esta aleación austenítica ofrece una resistencia excepcional a los entornos oxidantes y reductores, lo que la convierte en la opción preferida para el procesamiento químico, las operaciones de petróleo y gas y las aplicaciones marinas en las que los aceros inoxidables convencionales se quedan cortos.
¿Qué es el material Incoloy 825?
Incoloy 825 es una aleación austenítica de níquel-hierro-cromo diseñada específicamente para resistir entornos corrosivos severos. Clasificamos este material como una superaleación debido a sus propiedades mecánicas superiores y a su extraordinaria resistencia a la corrosión en una amplia gama de temperaturas.
La aleación se desarrolló para abordar las limitaciones de los aceros inoxidables austeníticos estándar en entornos químicos agresivos. Su composición única proporciona una excelente resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión, a las picaduras y a la corrosión por intersticios en soluciones que contienen cloruros.
El material mantiene su integridad estructural a temperaturas de hasta 538°C (1000°F) y presenta una notable estabilidad tanto en condiciones ácidas como alcalinas. Esta combinación de propiedades hace que el Incoloy 825 sea muy valioso para aplicaciones que requieren fiabilidad a largo plazo en condiciones de funcionamiento severas.
¿Cuál es la composición química de la aleación Incoloy 825?
La composición química precisa del Incoloy 825 determina sus excepcionales características de rendimiento:
| Elemento | Porcentaje de peso (%) | Función |
|---|---|---|
| Níquel (Ni) | 38.0 - 46.0 | Estabilizador primario de la austenita, resistencia a la corrosión |
| Cromo (Cr) | 19.5 - 23.5 | Resistencia a la oxidación, pasivación |
| Hierro (Fe) | 22,0 mínimo | Elemento base, estabilidad estructural |
| Molibdeno (Mo) | 2.5 - 3.5 | Resistencia a la corrosión por picaduras y grietas |
| Cobre (Cu) | 1.5 - 3.0 | Reducir la resistencia a los ácidos |
| Titanio (Ti) | 0.6 - 1.2 | Estabilización de los límites de grano |
| Carbono (C) | 0,05 máximo | Control de la formación de carburo |
| Manganeso (Mn) | 1,0 máximo | Desoxidación, control del azufre |
| Silicio (Si) | 0,5 máximo | Desoxidación |
| Azufre (S) | 0,03 máximo | Trabajabilidad en caliente |
| Aluminio (Al) | 0,2 máximo | Desoxidación |
Esta composición cuidadosamente equilibrada garantiza un rendimiento óptimo en diversos medios corrosivos, al tiempo que mantiene una excelente fabricabilidad y soldabilidad.
Propiedades mecánicas de la aleación Incoloy 825
Las propiedades mecánicas del Incoloy 825 demuestran su resistencia y ductilidad superiores:
| Propiedad | Valor | Condición de prueba |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | 85 ksi (586 MPa) mínimo | Temperatura ambiente |
| Límite elástico (0,2% offset) | 35 ksi (241 MPa) mínimo | Temperatura ambiente |
| Alargamiento | 30% mínimo | En 2 pulgadas |
| Dureza | 150 HB máximo | Brinell |
| Densidad | 0,294 lb/pulg³ (8,14 g/cm³) | A 20°C (68°F) |
| Punto de fusión | 2500-2570°F (1371-1410°C) | Solidus-Liquidus |
| Módulo de elasticidad | 28,3 × 10⁶ psi (195 GPa) | Temperatura ambiente |
| Relación de Poisson | 0.32 | - |
| Conductividad térmica | 6,2 BTU/hr-pie-°F (10,7 W/m-K) | A 20°C (68°F) |
| Coeficiente de dilatación térmica | 7,8 × 10-⁶ pulg/pulg/°F | 68-200°F |
Estas propiedades se mantienen estables en una amplia gama de temperaturas, lo que garantiza un rendimiento constante en distintas condiciones de funcionamiento.
Especificaciones de la aleación Incoloy 825
Incoloy 825 cumple múltiples normas y especificaciones internacionales:
| Estándar | Designación | Aplicación |
|---|---|---|
| ASTM | B163, B423, B424, B425, B564, B704, B705, B751, B775, B829 | Diversas formas de producto |
| ASME | SB-163, SB-423, SB-424, SB-425, SB-564, SB-704, SB-705, SB-751, SB-775, SB-829 | Aplicaciones en recipientes a presión |
| UNS | N08825 | Sistema unificado de numeración |
| DIN | 2.4858 | Norma alemana |
| ES | 1.4858 | Norma europea |
| JIS | NCF825 | Norma japonesa |
| NACE | MR0175/ISO 15156 | Aplicaciones de servicio agrio |
| API | 6A | Equipos para pozos y árboles de Navidad |
Estas especificaciones garantizan el control de calidad y la trazabilidad de los materiales según las normas mundiales de fabricación.
¿Qué significa Incoloy 825?
La designación "Incoloy 825" sigue la convención de denominación de la familia Incoloy. "Incoloy" es el nombre comercial de las aleaciones de níquel, hierro y cromo de Special Metals Corporation, mientras que "825" indica la composición específica de la aleación dentro de esta familia.
La secuencia numérica distingue esta aleación particular de otros grados Incoloy como 800, 800H, 800HT y 801. Cada número representa una composición química única optimizada para aplicaciones y condiciones de funcionamiento específicas.
Reconocemos que Incoloy 825 forma parte de una familia más amplia de superaleaciones, que incluye aleaciones con base de níquel y con base de hierro-níquel diseñadas para aplicaciones de alta temperatura y servicios corrosivos.
Materiales equivalentes a la aleación Incoloy 825
Varios grados internacionales equivalentes ofrecen propiedades similares al Incoloy 825:
| Estándar | Grado equivalente | País/Región |
|---|---|---|
| Inconel | Inconel 825 | EE.UU. |
| Hastelloy | - | No directamente equivalente |
| Carpintero | Carpintero 825 | EE.UU. |
| VDM | VDM Aleación 825 | Alemania |
| Sandvik | Sandvik 2RK65 | Suecia |
| Outokumpu | 654 OMU (parcial) | Finlandia |
| Chino | NS142 | China |
| Ruso | 08Kh21N6M2T | Rusia |
| Japonés | NW 6025 | Japón |
Estos equivalentes pueden presentar ligeras variaciones de composición, pero mantienen una resistencia a la corrosión y unas propiedades mecánicas comparables.
¿Cuál es la diferencia entre Incoloy 825 y 316L?
La comparación entre el Incoloy 825 y el acero inoxidable 316L revela importantes diferencias de rendimiento:
| Propiedad | Incoloy 825 | Acero inoxidable 316L |
|---|---|---|
| Contenido en níquel | 38-46% | 10-14% |
| Contenido en cromo | 19.5-23.5% | 16-18% |
| Contenido de molibdeno | 2.5-3.5% | 2-3% |
| Contenido en cobre | 1.5-3.0% | Ninguno |
| Resistencia a los cloruros | Excelente | Bien |
| Temperatura límite | 1000°F (538°C) | 800°F (427°C) |
| Coste | Más alto | Baja |
| Soldabilidad | Excelente | Excelente |
| Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión | Superior | Moderado |
| Resistencia a las picaduras | Superior | Bien |
El Incoloy 825 ofrece un rendimiento superior en entornos con cloruros y aplicaciones a temperaturas más elevadas, lo que justifica su coste superior para aplicaciones críticas.
Aplicaciones de Incoloy 825
El Incoloy 825 se utiliza ampliamente en múltiples industrias debido a su excepcional resistencia a la corrosión:
Industria de transformación química: Vemos una amplia adopción en equipos de procesamiento de ácido sulfúrico, sistemas de producción de ácido fosfórico y componentes de manipulación de ácidos orgánicos. La resistencia de la aleación a los ácidos oxidantes y reductores la hace ideal para entornos químicos complejos.
Sector del petróleo y el gas: Los tubos de fondo de pozo, los componentes de cabezales de pozo y los equipos submarinos se benefician de la resistencia del Incoloy 825 a los entornos de sulfuro de hidrógeno y cloruro. El material funciona con fiabilidad en aplicaciones de gas ácido y sistemas de inyección de agua de mar.
Aplicaciones marinas: Los sistemas de tuberías de agua de mar, los intercambiadores de calor y los componentes de plataformas marinas utilizan la resistencia superior de esta aleación a la corrosión del agua de mar y a las condiciones atmosféricas marinas.
Generación de energía: Los tubos de los generadores de vapor, los sistemas de recuperación de calor y los equipos de desulfuración de gases de combustión confían en la estabilidad a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión del Incoloy 825.
Control de la contaminación: Los sistemas de depuración, los revestimientos de chimeneas y los equipos de control de emisiones se benefician de la resistencia de la aleación a los condensados ácidos y a la oxidación a alta temperatura.
Clasificación del Incoloy 825
El sistema de clasificación del Incoloy 825 abarca múltiples categorías:
| Tipo de clasificación | Categoría | Detalles |
|---|---|---|
| Sistema de aleación | Níquel-hierro-cromo | Superaleación austenítica |
| Estructura cristalina | Austenítico | Cúbico centrado en la cara |
| Clasificación de la corrosión | Súper-austenítico | Mayor resistencia a la corrosión |
| Clasificación por temperatura | Temperatura intermedia | Hasta 538°C (1000°F) |
| Clasificación NACE | Conformidad con MR0175 | Servicio agrio aprobado |
| Soldabilidad | Fácilmente soldable | No requiere precalentamiento |
| Fabricación | Excelente | Prácticas estándar de trabajo del metal |
| Tratamiento térmico | Recocido por disolución | 1850-1950°F (1010-1066°C) |
Esta exhaustiva clasificación ayuda a los ingenieros a seleccionar los materiales adecuados para aplicaciones específicas.
Grados de aleación de Incoloy
| Nombre común | Número UNS | Composición clave (wt%) | Propiedades clave | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|---|
| Incoloy 800 | N08800 | Ni 30-35%, Cr 19-23%, Fe ≥39,5%, C ≤0,1% | Resistencia a la oxidación/carburación, alta resistencia a la fluencia | Componentes de hornos, equipos de tratamiento térmico |
| Incoloy 800H | N08810 | Ni 30-35%, Cr 19-23%, Fe ≥39,5%, C 0,05-0,10% (más carbono) | Mayor resistencia a la rotura por fluencia (>550°C) | Reactores petroquímicos, tubos calefactores radiantes |
| Incoloy 800HT | N08811 | Ni 30-35%, Cr 19-23%, Fe ≥39,5%, C 0,06-0,10%, Ti/Al ≥0,85% | Estabilidad superior a altas temperaturas, optimizada para la rotura por tensión | Reformadores de vapor, hornos de etileno |
| Incoloy 825 | N08825 | Ni 38-46%, Cr 19,5-23,5%, Fe ≥22%, Mo 2,5-3,5%, Cu 1,5-3,0%, Ti 0,6-1,2% | Resistencia a los ácidos (H₂SO₄, H₃PO₄), anti-pitting, resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC). | Procesamiento químico, sistemas de refrigeración por agua de mar |
| Incoloy 925 | N09925 | Ni 42-46%, Cr 19,5-22,5%, Fe ≥22%, Mo 2,5-3,5%, Cu 1,5-3,0%, Ti 1,9-2,4% | Endurecible al envejecimiento, alta resistencia, resistencia al agrietamiento por tensión de sulfuro | Herramientas de fondo de pozo para petróleo/gas, válvulas, elementos de fijación |
| Incoloy 20 | N08020 | Ni 32-38%, Cr 19-21%, Fe ≥35%, Mo 2-3%, Cu 3-4%Estabilizador de Nb | Resistencia al ácido sulfúrico, mínima precipitación de carburo | Reactores farmacéuticos, equipos de manipulación de ácidos |
| Incoloy 25-6Mo | N08926 | Ni 24-26%, Cr 19-21%, Fe ≥45%, Mo 6-7%Cu 0,5-1,5%, N 0,15-0,25% | Resistencia extrema a la corrosión por picaduras y grietas (PREN >45) | Desalinización de agua de mar, depuradores de gases de combustión |
| Incoloy 27-7Mo | S31277 | Ni 26-28%, Cr 20,5-23%, Fe ≥40%, Mo 6,5-8%Cu 0,5-1,5%, N 0,3-0,4% | Máxima resistencia a las picaduras (PREN >49), inmunidad al agua de mar | Plataformas marinas, intercambiadores de calor marinos |
| Incoloy 28 | N08028 | Ni 30-34%, Cr 26-28%Fe ≥39%, Mo 3-4%, Cu 0,6-1,4% | Resiste ácido sulfúrico caliente, cloruro SCC | Concentradores de ácido sulfúrico, tanques de decapado |
| Incoloy 31 | N08031 | Ni 30-32%, Cr 26-28%, Fe ≥45%, Mo 6-7%, Cu 1,0-1,4%, N 0,15-0,25% | Resistencia equilibrada a la oxidación/reducción, alta ductilidad | Digestores de pasta/papel, sistemas de control de la contaminación |
| Incoloy 330 | N08330 | Ni 34-37%, Cr 17-20%, Fe ≥42%, Si 1-2%, Mn 1-2% | Resistencia a los ciclos térmicos, baja fluencia a 1150°C | Muflas para hornos industriales, toberas para quemadores |
Abreviaturas clave:
-
PREN: Número equivalente de resistencia a las picaduras (PREN = %Cr + 3,3×%Mo + 16×%N).
-
SCC: Agrietamiento por corrosión bajo tensión.
-
UNS: Sistema de numeración unificado.
Notas:
-
Límites de temperatura: La mayoría de los grados conservan la resistencia hasta 550-1100°C (por ejemplo, 800HT: 815°C).
-
Fabricación: Soldable mediante TIG/GTAW; los grados endurecibles por envejecimiento (por ejemplo, 925) requieren tratamiento térmico posterior a la soldadura.
-
Normas: ASTM B409 (chapa), B423 (tubo), B424 (barra), ASME SB-409 (recipientes a presión).
¿Se puede soldar el Incoloy 825?
Incoloy 825 presenta una excelente soldabilidad mediante procesos de soldadura convencionales. La aleación no requiere precalentamiento y mantiene su resistencia a la corrosión en la zona afectada por el calor.
Procedimientos de soldadura recomendados:
- Soldadura por arco de gas tungsteno (GTAW/TIG)
- Soldadura por arco metálico con gas (GMAW/MIG)
- Soldadura por arco de metal protegido (SMAW)
- Soldadura por arco sumergido (SAW)
Selección del metal de aportación: Recomendamos ERNiCrMo-3 (AWS A5.14) o metales de aportación equivalentes para obtener unas propiedades óptimas del metal de soldadura. La composición del metal de aportación debe coincidir con la del metal base para mantener la resistencia a la corrosión.
Tratamiento post-soldadura: El recocido por disolución a 1010-1066°C (1850-1950°F) seguido de un enfriamiento rápido optimiza la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas.
¿Es el Incoloy 800 mejor que el 825?
La comparación de rendimiento entre Incoloy 800 y 825 revela sus distintas aplicaciones:
El Incoloy 800 destaca en entornos oxidantes de alta temperatura de hasta 1149 °C (2100 °F), lo que lo hace adecuado para componentes de hornos y accesorios de tratamiento térmico. Sin embargo, su resistencia a la corrosión en entornos acuosos sigue siendo limitada.
El Incoloy 825 sacrifica parte de su capacidad a altas temperaturas a cambio de una mayor resistencia a la corrosión en entornos químicos agresivos. La adición de cobre mejora significativamente el rendimiento en ácidos reductores y soluciones de cloruro.
Para aplicaciones de procesamiento químico, Incoloy 825 demuestra ser superior. Para aplicaciones estructurales a alta temperatura, las aleaciones de la serie Incoloy 800 ofrecen mejores prestaciones.
Precios del mercado mundial 2025
Los precios mundiales actuales del Incoloy 825 reflejan la dinámica del mercado y los costes de las materias primas:
| Región | Gama de precios (USD/kg) | Factores de mercado |
|---|---|---|
| Norteamérica | $25-35 | Demanda estable, producción local |
| Europa | $28-38 | Normativa medioambiental, alta demanda |
| Asia-Pacífico | $22-32 | Centro de fabricación, precios competitivos |
| Oriente Próximo | $26-36 | Demanda de petróleo y gas, dependencia de las importaciones |
| América del Sur | $24-34 | Aplicaciones mineras, fluctuaciones monetarias |
| África | $27-37 | Oferta limitada, costes de importación |
Los precios varían en función de la forma del producto, la cantidad, las especificaciones y las condiciones de entrega. Los contratos a largo plazo suelen garantizar una mayor estabilidad de precios.
Ventajas de Incoloy 825
Las ventajas únicas del Incoloy 825 incluyen:
Resistencia superior a la corrosión: Su excelente rendimiento tanto en ambientes oxidantes como reductores supera al de los aceros inoxidables convencionales.
Estabilidad térmica: Mantiene la integridad estructural y la resistencia a la corrosión hasta 538°C (1000°F).
Excelente fabricabilidad: Se aplican las prácticas habituales de trabajo del metal sin precauciones especiales.
Soldabilidad: No requiere precalentamiento, mantiene las propiedades en las zonas afectadas por el calor.
Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión: Rendimiento excepcional en entornos con cloruros.
Larga vida útil: La reducción de los costes de mantenimiento y sustitución compensa la prima inicial del material.
Versatilidad: Solución de aleación única para múltiples entornos corrosivos.
Proceso de fabricación
El proceso de fabricación del Incoloy 825 implica sofisticadas técnicas metalúrgicas:
Preparación de la materia prima: Las materias primas de gran pureza se someten a una cuidadosa selección y preparación para lograr un control preciso de la composición.
Proceso de fusión: La fusión por inducción en vacío (VIM) seguida de la refundición por arco en vacío (VAR) o la refundición por electroescoria (ESR) garantizan una composición homogénea y eliminan las impurezas.
Trabajo en caliente: La rotura inicial por forja o laminación a temperaturas entre 2000-2100°F (1093-1149°C) desarrolla una estructura de grano adecuada.
Trabajo en frío: La reducción en frío controlada mejora las propiedades mecánicas y la precisión dimensional.
Recocido de soluciones: El tratamiento térmico a 1010-1066°C (1850-1950°F) seguido de un enfriamiento rápido optimiza la microestructura y las propiedades.
Tratamiento final: El mecanizado, el acabado superficial y las pruebas de control de calidad garantizan la conformidad con las especificaciones.
Garantía de calidad: Pruebas exhaustivas que incluyen análisis químicos, pruebas mecánicas y pruebas de corrosión validan las propiedades de los materiales.
Estudio de caso sobre adquisiciones en los EAU
Un importante complejo petroquímico de Abu Dhabi necesitaba tuberías resistentes a la corrosión para su nueva unidad de alquilación de ácido sulfúrico. La instalación procesa 50.000 barriles al día y requiere una fiabilidad excepcional debido a consideraciones medioambientales y de seguridad.
Requisitos del proyecto:
- 2.500 metros de tubos sin soldadura de varios diámetros
- Temperatura de funcionamiento: 180°C
- Concentración de ácido sulfúrico: 98%
- 25 años de vida útil
- Se requiere el cumplimiento de la norma NACE MR0175
Proceso de selección de materiales: Las especificaciones iniciales exigían acero inoxidable 316L, pero los modelos de corrosión indicaron un rendimiento inadecuado. Recomendamos Incoloy 825 basándonos en pruebas de laboratorio en condiciones de servicio simuladas.
Detalles de la contratación: Coste total del material: $2,8 millones de USD Plazo de entrega: 16 semanas Requisitos de calidad: 100% pruebas ultrasónicas, verificación PMI Finalización de la instalación: Q2 2024
Resultados de rendimiento: Tras 18 meses de funcionamiento, la inspección no reveló ninguna corrosión significativa, lo que validó la selección del material. El cliente calcula un ahorro de $5 millones a lo largo de la vida útil de la planta en comparación con materiales alternativos que requieren sustituciones frecuentes.
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es la temperatura máxima de funcionamiento del Incoloy 825?
El Incoloy 825 puede funcionar continuamente a temperaturas de hasta 1000°F (538°C) manteniendo sus propiedades de resistencia a la corrosión. Para servicio intermitente, la aleación puede soportar temperaturas de hasta 1100°F (593°C). Por encima de estas temperaturas, recomendamos considerar aleaciones de mayor temperatura como Incoloy 800H o Inconel 625.
2. ¿Puede utilizarse Incoloy 825 en aplicaciones con agua de mar?
Sí, Incoloy 825 presenta una excelente resistencia a la corrosión por agua de mar, incluida la corrosión por picaduras y grietas. El contenido de cobre proporciona una protección adicional contra la corrosión por influencia microbiológica (MIC). La aleación presenta un buen comportamiento tanto en sistemas de agua de mar natural como en sistemas de agua de mar tratada.
3. ¿Cuál es el plazo de entrega habitual de los productos de Incoloy 825?
Los productos estándar, como placas, chapas y barras, suelen tardar entre 8 y 12 semanas en entregarse. Las piezas forjadas a medida y las formas especializadas pueden requerir entre 12 y 16 semanas. En periodos de gran demanda o de interrupciones en la cadena de suministro, los plazos de entrega pueden prolongarse. Recomendamos planificar y prever con antelación las aplicaciones críticas.
4. ¿Cómo se comporta el Incoloy 825 en servicio de hidrógeno?
Incoloy 825 demuestra una buena resistencia a la fragilización por hidrógeno y se comporta bien en entornos que contienen hidrógeno hasta presiones y temperaturas moderadas. Para el servicio de hidrógeno a alta presión, puede ser necesaria una evaluación adicional en función de las condiciones de funcionamiento específicas. La aleación cumple los requisitos de muchas aplicaciones de procesamiento de hidrógeno.
5. ¿Qué tratamiento térmico posterior a la soldadura se requiere para el Incoloy 825?
Para obtener la máxima resistencia a la corrosión, recomendamos el recocido en solución a 1010-1066°C (1850-1950°F) seguido de un enfriamiento rápido. Sin embargo, muchas aplicaciones pueden utilizar el Incoloy 825 en el estado de soldadura sin degradación significativa de las prestaciones. La decisión depende de la severidad del servicio y de los requisitos de diseño.
Referencias autorizadas
- ASTM B425 - Especificación estándar para alambrón y barra de aleación Ni-Fe-Cr-Mo-Cu
- ASME SB-163 - Especificación para tubos sin soldadura de níquel y aleaciones de níquel para condensadores e intercambiadores de calor.
- NACE MR0175/ISO 15156 - Materiales de las industrias del petróleo y del gas natural para uso en entornos con contenido de H2S
- Wikipedia - Clasificación y propiedades de las superaleaciones
- Special Metals Corporation - Boletín técnico de la aleación Incoloy 825
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