Barra redonda Nitronic 50

posición

PRODUCTOS

CONTACTO

Barra redonda Nitronic 50

Precios directos de fábrica

⚡Respuesta técnica en un plazo de 12 horas

Descripción del producto

Barra redonda Nitronic 50 (XM-19, UNS S20910) es un acero inoxidable austenítico de primera calidad reforzado con nitrógeno que ofrece una combinación superior de resistencia a la corrosión y resistencia mecánica. Con un límite elástico cercano al doble la de los convencionales 316/316L inoxidable, es la opción preferida por los ingenieros que se enfrentan a entornos extremos en el submarina, petroquímica y aeroespacial sectores.

La barra redonda Nitronic 50 (UNS S20910, también designada XM-19) es uno de los aceros inoxidables austeníticos más capaces disponibles en la actualidad, ofreciendo un límite elástico mínimo de 55.000 psi (379 MPa) en estado recocido -aproximadamente el doble que el acero inoxidable 316L estándar- combinado con una resistencia a la corrosión que iguala o supera al 317L en la mayoría de los entornos. MWalloys fabrica y suministra barras redondas Nitronic 50 a equipos de ingeniería, especialistas en compras y talleres de fabricación de los sectores naval, petrolífero y gasístico, de procesamiento químico, biomédico y de ingeniería estructural. Si su aplicación implica la exposición al agua de mar, cargas mecánicas elevadas, servicio criogénico o entornos en los que deben satisfacerse simultáneamente la resistencia y la resistencia a la corrosión sin recurrir a costosas superaleaciones de níquel, la barra redonda Nitronic 50 es el material que resuelve ese conflicto de ingeniería.

Contenido Ocultar

¿Qué es el acero Nitronic 50 y qué significan UNS S20910 y XM-19?

Nitronic 50 es un acero inoxidable austenítico reforzado con nitrógeno desarrollado originalmente por Armco Steel Corporation (ahora AK Steel) a principios de los años 70 con el nombre comercial de propiedad "Nitronic". La designación "50" se refiere a su posición dentro de la familia Nitronic, situada entre Nitronic 40 y Nitronic 60 en términos de contenido de aleación y características de rendimiento. Aunque "Nitronic 50" sigue siendo el nombre comercial más reconocido, esta aleación tiene múltiples designaciones oficiales utilizadas en diferentes organismos de normalización y sistemas de adquisición:

  • UNS S20910: El identificador del Sistema Unificado de Numeración asignado por SAE/ASTM.
  • XM-19: La designación especial ASTM utilizada en normas como ASTM A276 y ASTM A479.
  • 22Cr-13Ni-5Mn: Abreviatura de composición utilizada a veces en la literatura técnica.
  • EN 1.3816: El número de material europeo según las normas EN (menos comúnmente referenciado).

Entender qué designación se aplica en su sistema de compras es importante porque las órdenes de compra, las certificaciones de fábrica y los registros de calidad deben hacer referencia a identificadores coherentes. Cuando hace un pedido a MWalloys, nuestros informes de pruebas de laminación hacen referencia a todas las designaciones aplicables - UNS S20910, XM-19 y la norma ASTM aplicable - para que su documentación sea inequívoca.

La aleación pertenece a la familia de los aceros inoxidables austeníticos, lo que significa que su microestructura a temperatura ambiente consiste en austenita cúbica centrada en la cara (FCC). Sin embargo, a diferencia de los aceros inoxidables austeníticos convencionales de la serie 300, que dependen principalmente del níquel para la estabilización de la austenita, Nitronic 50 utiliza nitrógeno como estabilizador primario de la austenita junto con manganeso, al tiempo que mantiene una base de cromo-níquel que proporciona el marco de resistencia a la corrosión. Esta sustitución es lo que permite aumentar drásticamente la resistencia sin sacrificar la resistencia a la corrosión ni el carácter no magnético de la estructura austenítica.

Barra redonda Nitronic 50
Barra redonda Nitronic 50

La familia Nitronic: ¿Qué lugar ocupa Nitronic 50?

La serie Nitronic incluye varios grados, cada uno optimizado para diferentes prioridades de propiedades. Nitronic 50 ocupa la posición en la que se maximizan simultáneamente la solidez y la resistencia a la corrosión, lo que lo convierte en el grado más frecuentemente especificado en aplicaciones estructurales y marinas.

Grado UNS Fuerza primaria Característica clave
Nitronic 32 S24100 Moderado Níquel bajo, impulsado por los costes
Nitronic 33 S24000 Moderado Alto Mn, no magnético
Nitronic 40 S21900 Bien Mn superior a Nitronic 50
Nitronic 50 S20910 Excelente El mejor equilibrio entre resistencia y corrosión
Nitronic 60 S21800 Bien Excelente resistencia al desgaste y a la corrosión

Composición química y requisitos de especificación de Nitronic 50

La composición química de Nitronic 50 (UNS S20910) se especifica en ASTM A276, ASTM A479 y ASTM A582, entre otras normas aplicables. La composición representa un equilibrio cuidadosamente diseñado de elementos, cada uno de los cuales contribuye con una función específica al perfil de rendimiento de la aleación.

Composición química de Nitronic 50 (UNS S20910 / XM-19)

Elemento Mínimo (%) Máximo (%)
Cromo (Cr) 20.50 23.50
Níquel (Ni) 11.50 13.50
Manganeso (Mn) 4.00 6.00
Nitrógeno (N) 0.20 0.40
Molibdeno (Mo) 1.50 3.00
Silicio (Si) - 1.00
Columbio (Nb) / Vanadio (V) 0,10 (cada uno, min) 0,30 (cada uno, máx.)
Carbono (C) - 0.06
Fósforo (P) - 0.040
Azufre (S) - 0.030
Hierro (Fe) Saldo Saldo

Función de cada elemento clave

Cromo (20.50-23.50%): La base de la resistencia a la corrosión. Con 20,5-23,5%, Nitronic 50 contiene bastante más cromo que 316L (16-18%) o 317L (18-20%), lo que crea una película de óxido pasivo más robusta y mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y por intersticios. El cromo también contribuye a la resistencia a la oxidación a temperaturas elevadas.

Nitrógeno (0,20-0,40%): El elemento definitorio que diferencia a Nitronic 50 de los aceros inoxidables austeníticos convencionales. El nitrógeno en solución sólida refuerza la austenita mediante el endurecimiento intersticial en solución sólida, el mismo mecanismo por el que el carbono refuerza el acero, pero sin el riesgo de sensibilización. Cada 0,10% de nitrógeno aumenta el límite elástico en aproximadamente 10.000 psi (69 MPa). El nitrógeno también estabiliza la fase austenita, reduciendo el riesgo de formación de martensita durante el trabajo en frío, y mejora la resistencia a la corrosión por picaduras al aumentar la estabilidad de la película pasiva.

Níquel (11.50-13.50%): Estabiliza la microestructura austenítica junto con el nitrógeno y el manganeso. El contenido de níquel en Nitronic 50 es similar al de 316L, pero como el nitrógeno y el manganeso también contribuyen a la estabilidad de la austenita, la aleación mantiene una estructura totalmente austenítica a temperatura ambiente e inferior.

Molibdeno (1,50-3,00%): Mejora significativamente la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en ambientes clorados. El molibdeno mejora la estabilidad de la capa pasiva mediante la formación de especies de molibdato que reparan las roturas de la capa pasiva. La combinación de alto contenido en cromo, nitrógeno y molibdeno confiere a Nitronic 50 un número equivalente de resistencia a las picaduras (PREN) sustancialmente superior al 316L.

Manganeso (4,00-6,00%): Proporciona estabilización de la austenita como sustituto parcial del níquel y mejora la solubilidad del nitrógeno en la masa fundida. Un mayor contenido de manganeso permite una mayor adición de nitrógeno durante la fabricación del acero sin que se forme porosidad de nitrógeno durante la solidificación.

Columbio (niobio) y vanadio (0,10-0,30% cada uno): Estos elementos de microaleación forman precipitados finos de carburo y nitruro (tipo MC, MN) que fijan los límites de grano, refinan el tamaño del grano y proporcionan refuerzo por precipitación. Su presencia es una razón clave por la que Nitronic 50 mantiene su ventaja de resistencia después de la soldadura y la exposición al calor, ya que los precipitados finos resisten el engrosamiento a temperaturas moderadas.

Cálculo PREN para Nitronic 50

El número equivalente de resistencia a las picaduras (PREN) se calcula como:

PREN = %Cr + 3,3(%Mo) + 16(%N)

Utilizando valores de composición medios para Nitronic 50:
PREN = 22,0 + 3,3(2,25) + 16(0,30) = 22,0 + 7,43 + 4,80 = 34.2

Este valor PREN supera al 316L (aproximadamente 24-26) y se aproxima al dúplex 2205 (aproximadamente 35-38), lo que explica por qué el Nitronic 50 compite directamente con el acero inoxidable dúplex en muchas especificaciones de servicios marinos y químicos.

Propiedades mecánicas y físicas de la barra redonda Nitronic 50

El perfil de las propiedades mecánicas de la barra redonda Nitronic 50 es lo que más sorprende a los ingenieros que se encuentran con esta aleación por primera vez. La combinación de límite elástico, resistencia a la tracción y alargamiento en estado recocido es realmente excepcional para un acero inoxidable austenítico.

Propiedades mecánicas de la barra redonda Nitronic 50 (estado recocido)

Propiedad Nitronic 50 Recocido Mínimo ASTM (A276/A479)
Resistencia a la tracción 690-793 MPa (100.000-115.000 psi) 690 MPa (100.000 psi)
Límite elástico (0,2% offset) 55.000-75.000 psi (379-517 MPa) 55.000 psi (379 MPa)
Elongación en 2 pulgadas 35-55% 35% mínimo
Reducción de la superficie 55-70% 55% mínimo
Dureza Brinell 241-285 HBW 285 HBW máximo
Impacto Charpy (a -196°C) 100-150 J Excelente (sin transición frágil)

Trabajado en frío / estirado en frío Propiedades

El trabajo en frío de la barra redonda Nitronic 50 mediante estirado o laminado aumenta aún más la resistencia al tiempo que conserva una ductilidad significativa, consecuencia de la austenita estabilizada con nitrógeno que resiste la transformación de martensita inducida por deformación.

Condición Resistencia a la tracción Límite elástico Alargamiento
Recocido 100.000-115.000 psi 55.000-75.000 psi 35-55%
20% Trabajado en frío 130.000-155.000 psi 110.000-135.000 psi 20-30%
40% Trabajado en frío 160.000-185.000 psi 140.000-165.000 psi 12-20%
60% Trabajado en frío 185.000-210.000 psi 165.000-190.000 psi 8-15%

Este comportamiento de refuerzo por trabajo en frío se aprovecha en la industria de la tornillería naval, donde los pernos y espárragos Nitronic 50 con cabeza o estirados en frío alcanzan niveles de resistencia superiores a 150.000 psi sin ningún tratamiento térmico, al tiempo que conservan la resistencia a la corrosión de la microestructura totalmente austenítica.

Propiedades físicas de Nitronic 50 (UNS S20910)

Propiedad física Valor
Densidad 7,88 g/cm³ (0,285 lb/pulg³)
Intervalo de fusión 1.371-1.399°C (2.500-2.550°F)
Conductividad térmica 14,2 W/m-K a 20°C
Capacidad calorífica específica 502 J/kg-°C
Coeficiente de dilatación térmica 15,9 µm/m-°C (20-100°C)
Resistividad eléctrica 82 µΩ-cm a 20°C
Módulo de elasticidad 197 GPa (28,6 × 10⁶ psi)
Permeabilidad magnética (recocido) 1,003-1,010 (esencialmente no magnético)

La bajísima permeabilidad magnética de Nitronic 50 en estado recocido es crítica para aplicaciones en equipos de rastreo de minas, hardware compatible con resonancia magnética e instrumentación electromagnética sensible, donde no pueden tolerarse los materiales ferromagnéticos. A diferencia de los aceros inoxidables 304 ó 316, que pueden desarrollar un ferromagnetismo mensurable tras el trabajo en frío, la austenita estabilizada con nitrógeno de Nitronic 50 sigue siendo no magnética incluso tras un trabajo en frío moderado, lo que supone una ventaja significativa en aplicaciones que especifican límites máximos de permeabilidad.

Cómo consigue Nitronic 50 una resistencia superior: El mecanismo de refuerzo del nitrógeno

Para entender realmente por qué Nitronic 50 supera en resistencia mecánica a las calidades de acero inoxidable convencionales, es útil comprender el mecanismo metalúrgico subyacente en lugar de limitarse a aceptar las cifras de propiedades al pie de la letra.

Fortalecimiento de la solución sólida intersticial por nitrógeno

Los átomos de nitrógeno son lo suficientemente pequeños como para ocupar posiciones intersticiales en la red cristalina de la austenita FCC, es decir, los espacios entre los átomos de hierro y los de los elementos de aleación. Cuando el nitrógeno ocupa estas posiciones, crea distorsiones locales en la red que impiden el movimiento de las dislocaciones. Dado que la deformación plástica (fluencia) requiere el movimiento de las dislocaciones, dificultar ese movimiento aumenta directamente el límite elástico.

Este mecanismo es análogo a la forma en que el carbono refuerza el acero, pero el nitrógeno en solución sólida tiene dos ventajas críticas sobre el carbono en el acero inoxidable:

Sin riesgo de sensibilización: En los aceros inoxidables austeníticos, el carbono que supera su límite de solubilidad en estado sólido precipita en forma de carburo de cromo (Cr₂₃C₆) en los límites de grano durante el enfriamiento lento a 450-850°C. Esto agota el cromo de las regiones límite y provoca la sensibilización, una pérdida localizada de resistencia a la corrosión denominada "corrosión intergranular". Esto agota el cromo de las regiones límite y causa sensibilización - pérdida localizada de resistencia a la corrosión llamada "corrosión intergranular." El nitrógeno forma nitruros de cromo sólo a temperaturas sustancialmente más altas y concentraciones de cromo más bajas, lo que hace que Nitronic 50 sea mucho más resistente a la sensibilización que los grados austeníticos de alto contenido en carbono.

Contribución directa de la resistencia a la picadura: El nitrógeno disuelto en la región de la película pasiva mejora activamente la resistencia a las picaduras mediante la formación de iones de amonio (NH4+) en los lugares de inicio de las picaduras. Estas especies elevan el pH local, suprimiendo la propagación de las picaduras. Esto significa que el nitrógeno cumple una doble función: refuerza la aleación Y mejora su resistencia a la corrosión, razón por la cual la fórmula PREN incluye nitrógeno con un factor de 16.

Refuerzo de la precipitación por adición de Nb y V

Las adiciones de columbio (niobio) y vanadio en Nitronic 50 forman finas partículas de carbonitruro (Nb(C,N) y V(C,N)) que contribuyen a reforzar la precipitación y a fijar los límites de grano. Estas partículas resisten el engrosamiento a temperaturas de hasta 650°C aproximadamente, razón por la cual Nitronic 50 mantiene una ventaja significativa en resistencia sobre los grados austeníticos lisos incluso después de la soldadura o de una exposición moderada al calor.

Este enfoque de refuerzo multimecanismo -solución sólida de nitrógeno más precipitación de carbonitruros de Nb/V más efectos de solución sólida de manganeso- es lo que permite a Nitronic 50 alcanzar sus objetivos de resistencia permaneciendo en la condición austenítica monofásica totalmente recocida.

Resistencia a la corrosión de Nitronic 50 en entornos marinos, químicos e industriales

La resistencia a la corrosión de Nitronic 50 es una de las principales razones por las que los ingenieros lo prefieren al acero inoxidable 316L o 317L estándar. Comprender dónde destaca y dónde se encuentran sus límites es esencial para una correcta selección del material.

Resumen del comportamiento frente a la corrosión

Medio ambiente Nitronic 50 Rendimiento Comparación con 316L
Agua de mar (fluyendo) Excelente Significativamente mejor
Agua de mar (estancada / grieta) Bien Notablemente mejor
Soluciones de cloruro (pH neutro) Excelente Mejor por amplio margen
Ácido sulfúrico diluido Bien Comparable al 317L
Ácido fosfórico Bien Mejor que 316L
Ácido nítrico (diluido-moderado) Excelente Comparable
Ácido clorhídrico Limitado Limitaciones similares
Sosa cáustica (NaOH) Bien Comparable
Ácidos orgánicos Excelente Comparable a mejor
Humedad atmosférica (cloruro) Excelente Superior
Corrosión en grietas (agua de mar) Bien Sustancialmente mejor
Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) Buena resistencia Mejor que 316L

Corrosión por picaduras y grietas en el agua de mar

La corrosión por picaduras en agua de mar es el modo de fallo más común en los componentes marinos de acero inoxidable, y es el área en la que la ventaja PREN de Nitronic 50 sobre el 316L es más significativa en la práctica. Las mediciones de la temperatura crítica de picadura (CPT) en soluciones de NaCl 3,5% muestran que Nitronic 50 alcanza valores CPT en el rango de 40-55°C, frente a los 15-20°C del 316L. Esto significa que Nitronic 50 puede soportar condiciones de agua de mar costera caliente que picaría el 316L en cuestión de semanas.

La resistencia a la corrosión por intersticios sigue un patrón similar. La temperatura de corrosión en grietas (CCT) para Nitronic 50 en agua de mar es de aproximadamente 25-35°C, sustancialmente superior a la CCT de 0-5°C de 316L. En la práctica, esto significa que las fijaciones, ejes y accesorios de Nitronic 50 en juntas o bajo la incrustación de percebes toleran una exposición marina que el 316L no puede soportar.

Resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión

El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) en ambientes clorados es un problema importante para los aceros inoxidables austeníticos sometidos a esfuerzos de tracción. El Nitronic 50 presenta mejor resistencia a la SCC que el 316L en soluciones de cloruro, en parte porque su mayor contenido en nitrógeno estabiliza la austenita contra la formación de martensita inducida por la deformación, y en parte porque su mayor contenido en aleación reduce la fuerza termodinámica impulsora de la rotura de la película pasiva. Sin embargo, Nitronic 50 no es inmune a la SCC en condiciones severas (alta temperatura, alta tensión, cloruros concentrados), y los diseñadores deben aplicar límites de tensión adecuados en tales entornos.

Datos de temperatura crítica de picadura

Material CPT en 3,5% NaCl (°C) PREN (aprox.)
316L 15-20 24-26
317L 22-28 28-32
Nitronic 50 (S20910) 40-55 33-36
Dúplex 2205 (S31803) 35-50 35-38
Super dúplex 2507 (S32750) 70-85 42-45
904L (N08904) 60-75 36-40

Nitronic 50 frente a 316L, 317L, Duplex 2205 y otras calidades de la competencia

Las decisiones de selección de material para Nitronic 50 suelen implicar compararlo con el inoxidable 316L, el inoxidable 317L, el dúplex 2205 y, ocasionalmente, con los grados superausteníticos 6Mo. Cada comparación tiene un resultado diferente en función de la propiedad que rija el diseño.

Cuadro comparativo de calificaciones

Propiedad Nitronic 50 S20910 316L S31603 317L S31703 Dúplex 2205 S31803 6Mo AL-6XN N08367
Límite elástico (recocido) 55.000 psi mín. 25.000 psi mín. 25.000 psi mín. 65.000 psi mín. 45.000 psi mín.
Resistencia a la tracción 100.000 psi mín. 70.000 psi mín. 70.000 psi mín. 90.000 psi mín. 95.000 psi mín.
PREN (aprox.) 33-36 24-26 28-32 35-38 46-48
Magnético (recocido) No magnético No magnético No magnético Ligeramente magnético No magnético
Cloruro máximo (ppm, ambiente) ~5,000 ~200 ~500 ~5,000 >10,000
Resistencia criogénica Excelente Bien Bien Limitado Bien
Resistencia SCC Bien Moderado Moderado Muy buena Excelente
Soldabilidad Bien Excelente Bien Bien (con cuidado) Bien
Coste relativo del material Moderado-alto Línea de base Moderado Moderado Alta
Refuerzo en frío Excelente Moderado Moderado Limitado Moderado

Nitronic 50 frente a 316L: la decisión de actualización más frecuente

La pregunta más habitual que recibimos de los ingenieros es si conviene pasar de 316L a Nitronic 50 para una aplicación específica. El marco de decisión es sencillo:

Actualice a Nitronic 50 cuando:

  • Los requisitos de resistencia mecánica superan lo que puede ofrecer el 316L recocido (el límite elástico > 25 ksi no es suficiente).
  • El componente se encuentra en agua de mar o soluciones de cloruro por encima de 200 ppm a temperaturas superiores a 20°C.
  • El comportamiento no magnético debe conservarse tras el trabajo en frío.
  • La reducción del tamaño y el peso mediante un mayor esfuerzo de diseño es una prioridad.
  • Se trata de un servicio criogénico.

Quédese con 316L cuando:

  • El entorno es benigno (agua dulce, atmósfera, productos químicos suaves).
  • Los requisitos de resistencia son bajos y se ajustan a la envolvente del 316L.
  • Se requiere la máxima soldabilidad sin precauciones.
  • El coste es el factor dominante y el entorno no justifica la actualización.

Nitronic 50 frente a Duplex 2205: Una comparación matizada

El dúplex 2205 ofrece un PREN comparable al de Nitronic 50 y un límite elástico superior (65.000 psi mínimo frente a 55.000 psi), pero tiene una microestructura de ferrita-austenita que introduce limitaciones que Nitronic 50 no comparte:

  • El dúplex 2205 es parcialmente magnético (aproximadamente 50% de ferrita), lo que lo descalifica para aplicaciones no magnéticas.
  • El dúplex 2205 tiene un límite inferior de temperatura de aproximadamente -40°C para aplicaciones estructurales antes de que surjan problemas de transición dúctil-frágil.
  • El refuerzo por trabajo en frío del dúplex 2205 es más limitado porque la fase de ferrita se endurece por trabajo de forma diferente a la austenita reforzada con nitrógeno.
  • La soldadura de dúplex 2205 requiere un estricto control del aporte térmico para mantener la proporción 50/50 de ferrita-austenita; la soldadura de Nitronic 50 es menos sensible a las variaciones del aporte térmico.

En aplicaciones en las que estas limitaciones del dúplex son importantes (servicio criogénico, requisitos no magnéticos, fijaciones trabajadas en frío), Nitronic 50 es la mejor especificación a pesar de su límite elástico mínimo ligeramente inferior.

Normas internacionales y denominaciones equivalentes para UNS S20910

Nitronic 50 es principalmente una designación norteamericana, pero la aleación se utiliza en todo el mundo y aparece en las especificaciones internacionales con diversas designaciones.

Normas aplicables a la barra redonda Nitronic 50

Estándar Organismo emisor Alcance
ASTM A276 ASTM Internacional Barras y perfiles de acero inoxidable
ASTM A479 ASTM Internacional Barras de acero inoxidable para calderas y recipientes a presión
ASTM A582 ASTM Internacional Barras de acero inoxidable de mecanizado libre
ASTM A240 ASTM Internacional Chapa, hoja y tira (referencia de composición)
ASME SA-276 ASME Código de calderas y recipientes a presión equivalente
ASME SA-479 ASME Código BPV equivalente para barras de recipientes a presión
AMS 5764 SAE AMS Barra, alambre y piezas forjadas aeroespaciales
NACE MR0175 / ISO 15156 NACE/ISO Calificación de servicio agrio
EN 10272 CEN Barras de acero inoxidable para recipientes a presión

Denominaciones internacionales para UNS S20910

País / Norma Designación
EE.UU. (UNS) S20910
EE.UU. (ASTM) XM-19
EE.UU. (Nombre comercial) Nitronic 50
Europa (EN) 1.3816
Alemania (Werkstoff) X2CrNiMnMoNNb 21-16-5-3
Japón (JIS) Sin equivalente JIS directo (referencia S20910)
China (GB) 022Cr21Ni13Mo2N (aproximado)

Cabe señalar que el Nitronic 50 no tiene equivalentes ampliamente adoptados en las normas JIS o GB chinas, lo que significa que las compras de las fábricas asiáticas suelen seguir haciendo referencia directa a la designación ASTM/UNS. Al realizar compras internacionales, recomendamos encarecidamente exigir MTR que indiquen explícitamente UNS S20910 y la norma ASTM aplicable para evitar recibir un material de composición diferente bajo una declaración de "equivalente".

MWalloys Nitronic 50 Barra Redonda En Stock
MWalloys Nitronic 50 Barra Redonda En Stock

Sectores y aplicaciones de ingeniería que utilizan la barra redonda Nitronic 50

El perfil de rendimiento de la barra redonda Nitronic 50 se adapta a una serie de industrias en las que otros grados de acero inoxidable no alcanzan una o más propiedades críticas.

Ingeniería naval y de alta mar

Las aplicaciones marinas representan posiblemente el mayor sector de uso final de la barra redonda Nitronic 50. La combinación de alta resistencia, resistencia a la corrosión en agua de mar y carácter no magnético da respuesta a una serie de retos de la ingeniería naval:

  • Ejes de hélice y mechas de timón: La ventaja del límite elástico sobre el 316L permite diámetros de eje más pequeños para una capacidad de par equivalente, reduciendo la resistencia y el peso. La resistencia a la corrosión elimina las rápidas picaduras que descalifican al 316L para la inmersión prolongada en agua de mar.
  • Fijaciones marinas: Los pernos, espárragos y tuercas hexagonales Nitronic 50 recocidos o trabajados en frío superan con creces a las fijaciones 316L en aplicaciones con agua de mar. Las fijaciones Nitronic 50 trabajadas en frío alcanzan una resistencia equivalente a las fijaciones B8M Clase 2 (316 trabajadas en frío), al tiempo que conservan una mejor resistencia a la corrosión.
  • Terminales umbilicales: En los sistemas umbilicales submarinos de petróleo y gas, los racores Nitronic 50 y los conectores de extremo de tubo resisten tanto las elevadas cargas mecánicas como la exposición al agua de mar en profundidad.
  • Eje de dragaminas: Los ejes no magnéticos y los componentes estructurales de los buques dragaminas son una aplicación clásica de Nitronic 50, donde el carácter no magnético del material en todos los niveles de trabajo en frío es esencial.

Producción de petróleo y gas

  • Equipos de terminación de fondo de pozo: Ejes de bomba, mandriles y componentes de bloqueo en cadenas de bombas eléctricas sumergibles (ESP).
  • Clavijas de conexión y elementos de bloqueo: Mecanismos de bloqueo de alta resistencia a la corrosión en conjuntos de boca de pozo.
  • Vástagos de válvulas y ejes de actuadores submarinos: Aplicaciones que requieren una combinación de resistencia al agua de mar y alta carga mecánica.
  • Entornos con H2S: Según la norma NACE MR0175 / ISO 15156, el Nitronic 50 recocido con una dureza máxima de 35 HRC es aceptable para el servicio ácido en muchas configuraciones.

Industria química y de procesos

  • Ejes de bomba en fluidos de proceso que contienen cloruros: La culata Nitronic 50 supera a la 316L en salmueras de cloruro sódico, soluciones de blanqueo y sistemas de tratamiento de aguas cloradas.
  • Ejes agitadores: Ejes de alta resistencia para recipientes de mezcla que manipulan soluciones moderadamente corrosivas en los que el 316L requeriría secciones sobredimensionadas.
  • Soportes de tubos y tirantes del intercambiador de calor: La estabilidad térmica y la resistencia a la corrosión del material son adecuadas para los intercambiadores de calor de proceso que manipulan agua de refrigeración que contiene cloruros.

Biomédica y farmacéutica

El Nitronic 50 ha encontrado aplicación en instrumentos quirúrgicos, utillaje para implantes ortopédicos y equipos de procesamiento farmacéutico en los que es valiosa la combinación de alta dureza superficial tras el trabajo en frío, carácter no magnético y excelente resistencia a la corrosión en entornos con fluidos corporales.

Ingeniería criogénica y de baja temperatura

  • Componentes de las instalaciones de GNL: Ejes de bombas, vástagos de válvulas y fijaciones estructurales en sistemas de transferencia y almacenamiento de gas natural licuado (GNL) que operan a -162°C.
  • Equipos de manipulación de nitrógeno líquido: Estructuras de soporte y componentes mecánicos en instalaciones de investigación criogénica.
  • Sistemas criogénicos aeroespaciales: Fijaciones estructurales y componentes de ejes en sistemas de propulsión de oxígeno líquido e hidrógeno líquido en los que la tenacidad del acero inoxidable de la serie 300 es insuficiente.

Ingeniería estructural y arquitectónica

En aplicaciones estructurales en las que deben coexistir resistencia a la corrosión y alta resistencia, la barra redonda Nitronic 50 se utiliza para:

  • Pasadores y horquillas de anclaje de cables en estructuras de tensión arquitectónicas cerca de entornos marinos.
  • Pernos estructurales en estructuras costeras y puentes donde el 316L se pica y el acero al carbono A325 se oxida.
  • Barras de anclaje en aplicaciones marinas de anclaje al suelo.

Mecanizado, soldadura y fabricación de barras de Nitronic 50

Nitronic 50 es un acero inoxidable austenítico que endurece con el trabajo, lo que significa que requiere más atención a los parámetros de mecanizado y a los procedimientos de fabricación que el acero al carbono estándar o incluso el inoxidable 316L.

Maquinabilidad de Nitronic 50

Nitronic 50 tiene un índice de maquinabilidad de aproximadamente 35-45% en relación con el acero de maquinado libre B1112. Esta clasificación es inferior a la del 316L (aproximadamente 50%) debido al mayor contenido de nitrógeno y manganeso, que aumentan la velocidad de endurecimiento por deformación y las fuerzas de corte. El material es mecanizable, pero exige una cuidadosa atención a los parámetros.

Parámetros de mecanizado recomendados para la barra redonda Nitronic 50

Operación Material de la herramienta Velocidad de corte Velocidad de alimentación Profundidad de corte Refrigerante
Torneado (desbaste) Carburo C-2/C-3 30-60 m/min 0,20-0,40 mm/rev. 2,0-5,0 mm Fuerte inundación
Torneado (acabado) Carburo C-3/C-4 60-90 m/min 0,10-0,20 mm/rev. 0,25-1,0 mm Fuerte inundación
Perforación HSS-Co / Carburo 10-20 m/min 0,05-0,15 mm/rev. - Fuerte inundación
Fresado Plaquitas de metal duro 40-70 m/min 0,08-0,15 mm/diente 1,5-4,0 mm Fuerte inundación
Tapping HSS-Co 3-8 m/min Por parcela - Aceite de roscado
Perforación Carburo 40-70 m/min 0,10-0,20 mm/rev. 0,5-2,0 mm Inundación

Precauciones críticas de mecanizado para Nitronic 50:

  • Nunca permita que la herramienta de corte roce o se detenga sin cortar - esto endurece la superficie y hace que la siguiente pasada sea exponencialmente más difícil.
  • Utilizar geometría de metal duro con desprendimiento positivo; el desprendimiento neutro o negativo aumenta significativamente las fuerzas de corte.
  • Mantenga una alimentación constante y agresiva: una alimentación ligera provoca rozaduras y endurecimiento por deformación.
  • Mantenga la herramienta afilada; las herramientas desafiladas multiplican rápidamente los problemas de endurecimiento por deformación.
  • Utilice el máximo caudal de refrigerante para controlar la acumulación de calor.

Soldadura Nitronic 50 Barra redonda

Nitronic 50 es soldable mediante la mayoría de los procesos estándar de soldadura por fusión, aunque se aplican algunas precauciones específicas.

Parámetros de soldadura y recomendaciones

Parámetros de soldadura Recomendación
Proceso preferido GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW
Metal de aportación (TIG/MIG) Masilla AWS ER209, ER219 o de composición similar
Metal de aportación (SMAW) Electrodo revestido AWS E209
Precaliente No necesario (austenítico, sin riesgo de fisuración por hidrógeno)
Temperatura de paso Máximo 150°C (300°F) para controlar la distorsión y el riesgo de sensibilización
Entrada de calor Moderado; evitar un aporte excesivo de calor que prolongue el tiempo en el rango de sensibilización.
Tratamiento térmico posterior a la soldadura Recocido por disolución a 1.010-1.065°C (1.850-1.950°F) si se requiere la máxima resistencia a la corrosión.
Gas de protección (TIG) Argón o Argón/2% N₂ para compensar la pérdida de nitrógeno en el baño de soldadura.
Purga posterior Argón recomendado para la soldadura de tuberías

Una consideración importante específica de la soldadura Nitronic 50 es la pérdida de nitrógeno del baño de soldadura. El nitrógeno, al ser un elemento intersticial disuelto, puede escapar del baño de soldadura fundido como gas N₂. Esto reduce el contenido de nitrógeno en el metal de soldadura, disminuyendo potencialmente la resistencia del metal de soldadura y la resistencia a las picaduras por debajo de los valores del metal base. El uso de metal de aportación con un contenido de nitrógeno ligeramente superior al del metal base, o la adición de 2% N₂ al gas de protección, compensa esta pérdida y mantiene las propiedades del metal de soldadura próximas a las especificaciones del metal base.

Comportamiento criogénico y a temperaturas elevadas

Propiedades criogénicas

Nitronic 50 mantiene una excelente tenacidad a temperaturas criogénicas, una característica de las microestructuras FCC totalmente austeníticas. A diferencia de los aceros ferríticos o martensíticos que experimentan una transición de dúctil a frágil a temperaturas bajo cero, los aceros inoxidables austeníticos reforzados con nitrógeno como el Nitronic 50 conservan altos valores de impacto Charpy hasta temperaturas de nitrógeno líquido (-196 °C / -320 °F) e inferiores.

Valores de impacto Charpy de Nitronic 50 a bajas temperaturas

Temperatura de prueba Energía de impacto Charpy (longitudinal)
+20°C (68°F) 150-220 J
-40°C (-40°F) 130-200 J
-100°C (-148°F) 120-180 J
-196°C (-320°F) 100-160 J
-253°C (-423°F, H₂ líquido) 80-140 J

Estos valores superan sustancialmente los requisitos mínimos de tenacidad de los códigos ASME de recipientes a presión y las especificaciones de los equipos de GNL, lo que convierte a Nitronic 50 en una elección validada para componentes criogénicos estructurales y a presión.

Comportamiento a temperaturas elevadas

Nitronic 50 no es una aleación de alta temperatura en el mismo sentido que los grados Inconel o Incoloy, pero tiene un rendimiento satisfactorio hasta aproximadamente 650°C (1.200°F) en comparación con el 316L estándar.

Temperatura Nitronic 50 límite elástico 316L límite elástico
20°C 379 MPa min 170 MPa mín.
200°C 290 MPa 130 MPa
400°C 240 MPa 110 MPa
600°C 185 MPa 90 MPa
650°C 165 MPa 80 MPa

Por encima de 650°C, la precipitación de carburos y nitruros se vuelve significativa y el material pierde su ventaja. Para un servicio continuo por encima de 650 °C, son más apropiadas las superaleaciones con base de níquel o los grados austeníticos de alta aleación.

Tamaños disponibles, tolerancias y condiciones de stock en MWalloys

MWalloys tiene en stock barra redonda Nitronic 50 en una amplia gama de tamaños en estado recocido, con servicios personalizados de estirado en frío y corte a medida.

Barra redonda Nitronic 50 Gama de tamaños

Diámetro Condición Longitud estándar Tolerancia
6 mm - 25 mm Recocido 3.000-6.000 mm ±0,20 mm (h11)
25 mm - 75 mm Recocido 3.000-6.000 mm ±0,30 mm (h11)
75 mm - 150 mm Recocido 2.000-5.000 mm ±0,50 mm (h11)
150 mm - 250 mm Recocido 1.500-4.000 mm ±0,80 mm
250 mm - 400 mm Recocido (por encargo) 1.000-3.000 mm Por consulta

Disponibilidad en pulgadas

Diámetro (pulgadas) Condición Longitud estándar
1/4" - 1" Recocido / estirado en frío 10-12 pies
1" - 3" Recocido 10-12 pies
3" - 6" Recocido 10-12 pies
6" - 10" Recocido (por encargo) 5-10 pies

Servicios de procesamiento en MWalloys

  • Corte a medida (corte de sierra ±1,5 mm o corte de precisión ±0,5 mm)
  • Torneado áspero para eliminar las incrustaciones superficiales y las inhomogeneidades cercanas a la superficie.
  • Rectificado sin centros con tolerancia de precisión (h6, h7)
  • Pruebas ultrasónicas según ASTM A388 para aplicaciones críticas.
  • Certificación según ASME SA-479 para aplicaciones de recipientes a presión.
  • Doble certificación (ASTM A276 + ASTM A479) bajo pedido.

Certificaciones de calidad y normas de trazabilidad en MWalloys

Cada envío de barra redonda Nitronic 50 de MWalloys va acompañado de documentación completa y trazable que confirma el cumplimiento de las especificaciones.

Paquete de documentación estándar

Documento Contenido Referencia estándar
Informe de pruebas de molienda (MTR) Química completa, propiedades mecánicas, número térmico ASTM A276 / A479
Certificado de conformidad Declaración de conformidad firmada Especificación del cliente
Informe del ensayo de dureza Dureza Brinell según ASTM E10 ASTM A276
Informe dimensional Medidas de diámetro, longitud y rectitud ASTM A484
Informe de la prueba de ultrasonidos Confirmación de integridad interna ASTM A388 (bajo pedido)
EN 10204 Tipo 3.1 MTR validada por terceros EN 10204 (a petición)

Mantenemos archivos digitales de todas las certificaciones durante un mínimo de 10 años, para ayudar a los clientes que necesitan registros históricos de materiales para mantenimiento, auditorías reglamentarias o apoyo en litigios años después de la compra original.

Cómo solicitar un presupuesto de barra redonda Nitronic 50

MWalloys proporciona cotizaciones rápidas y precisas para Nitronic 50 (UNS S20910 / XM-19) barra redonda. Para generar una cotización precisa, la siguiente información es útil:

Lista de comprobación

Artículo Detalles
Designación de la aleación Nitronic 50 / UNS S20910 / XM-19
Diámetro Especifique en pulgadas o mm
Longitud por pieza En pies, pulgadas o mm
Cantidad total Piezas o peso (lbs o kg)
Condición Recocido, estirado en frío, sin tensión
Norma aplicable ASTM A276, A479, AMS 5764, ASME SA-276, etc.
Certificaciones requeridas Norma MTR, EN 10204 3.1, conformidad NACE
Pruebas especiales UT, PMI, dureza, revisión química
Lugar de entrega País, ciudad, puerto (para exportación)
Fecha de entrega requerida Para la programación y la selección del modo de envío

Nuestro equipo técnico de ventas responde a todas las consultas en un plazo de 24 horas laborables y, para los tamaños estándar en stock, a menudo podemos confirmar la disponibilidad y el precio en un plazo de 4 horas.

Preguntas frecuentes sobre la barra redonda Nitronic 50

Q1: ¿Cuál es el límite elástico de Nitronic 50 en comparación con el acero inoxidable 316L?

Nitronic 50 en estado recocido tiene un límite elástico mínimo de 55.000 psi (379 MPa) según ASTM A276 y A479. El acero inoxidable 316L estándar en estado recocido tiene un límite elástico mínimo de 25.000 psi (170 MPa) según las mismas normas. Esto significa que el Nitronic 50 ofrece más del doble del límite elástico del 316L con un tamaño de sección equivalente, lo que permite a los ingenieros diseñar componentes más ligeros o utilizar secciones transversales más pequeñas para una capacidad de carga equivalente. En frío, el límite elástico de Nitronic 50 puede superar los 1.034 MPa (150.000 psi).

Q2: ¿Es Nitronic 50 magnético?

En el estado recocido, Nitronic 50 es esencialmente no magnético, con una permeabilidad magnética de 1,003-1,010 µ. Esta es una ventaja crítica de propiedad sobre los aceros inoxidables 304 y 316, que desarrollan ferromagnetismo mensurable después del trabajo en frío debido a la martensita inducida por deformación. Dado que la austenita del Nitronic 50 está estabilizada por el nitrógeno contra la transformación en martensita, sigue siendo no magnético incluso después de un importante trabajo en frío. Esto lo convierte en el material preferido para los componentes de los dragaminas marinos, los equipos de resonancia magnética y los instrumentos electromagnéticos que requieren elementos estructurales no magnéticos.

P3: ¿Cuál es la diferencia entre Nitronic 50 y XM-19?

Se trata del mismo material. XM-19 es la designación especial ASTM asignada dentro de ASTM A276 y ASTM A479, mientras que Nitronic 50 es el nombre comercial original dado por Armco Steel. UNS S20910 es el identificador del Sistema de Numeración Unificado. Las tres designaciones se refieren a la misma composición de aleación. Al revisar las certificaciones o especificaciones de los laminadores, puede aparecer cualquiera de estas designaciones. MWalloys hace referencia a todas las designaciones aplicables en nuestra documentación para evitar confusiones en la adquisición.

P4: ¿Puede utilizarse la barra redonda Nitronic 50 en entornos de servicio ácido (H2S)?

Sí, con condiciones. NACE MR0175 / ISO 15156 permite UNS S20910 (Nitronic 50) en estado recocido en solución con una dureza máxima de 35 HRC para aplicaciones de servicio ácido. El material no debe trabajarse en frío más allá del límite de dureza, y las condiciones específicas de temperatura, presión parcial de H2S y pH del servicio deben evaluarse en función de las tablas de severidad ambiental de la norma. Antes de especificar Nitronic 50, recomendamos que un ingeniero especializado en corrosión confirme su idoneidad para las condiciones específicas de su servicio de corrosión ácida.

P5: ¿Qué metal de aportación debe utilizarse al soldar Nitronic 50?

Para la soldadura GTAW (TIG) y GMAW (MIG) de Nitronic 50 se recomienda el metal de aportación AWS ER209 o ER219. Estos rellenos tienen un contenido de nitrógeno que compensa parcialmente el nitrógeno perdido del baño de soldadura durante la soldadura. La adición de nitrógeno 2% al gas de protección argón reduce aún más la pérdida de nitrógeno y mantiene la composición del metal de soldadura más próxima al metal base. Para la soldadura SMAW (electrodo), los electrodos revestidos AWS E209 son la especificación estándar. El recocido en solución posterior a la soldadura a 1.010-1.065°C (1.850-1.950°F) restaura la máxima resistencia a la corrosión si la geometría de la unión permite este tratamiento.

P6: ¿Cómo se comporta Nitronic 50 a temperaturas criogénicas en comparación con 316L?

El Nitronic 50 mantiene una excelente tenacidad a temperaturas criogénicas de hasta -253°C (temperatura del hidrógeno líquido), con valores de impacto Charpy típicamente en el rango de 80-160 J incluso a -196°C. Este rendimiento es superior al del acero inoxidable 316L estándar, que presenta una tenacidad adecuada pero inferior a temperaturas criogénicas. Y lo que es más importante, el mayor límite elástico de Nitronic 50 a temperaturas criogénicas -donde el límite elástico aumenta al disminuir la temperatura en los aceros inoxidables austeníticos- lo hace más adecuado que el 316L para componentes estructurales de sistemas de GNL, oxígeno líquido e hidrógeno líquido, ya que su mayor límite elástico permite paredes más delgadas y componentes más ligeros.

P7: ¿Qué certificaciones proporciona MWalloys con los envíos de barras redondas Nitronic 50?

La documentación estándar incluye un Informe de Pruebas de Molienda Certificado (MTR) que muestra el análisis térmico, el análisis del producto y los resultados de las pruebas mecánicas según la norma ASTM aplicable (A276, A479 o ambas), además de un Certificado de Conformidad. Las certificaciones opcionales incluyen EN 10204 Tipo 3.1 (MTR validado por terceros), documentación de conformidad NACE MR0175, certificación AMS 5764 para aplicaciones aeroespaciales, informes de ensayos ultrasónicos según ASTM A388 e informes de ensayos de dureza según ASTM E10. Toda la documentación hace referencia al número térmico estampado o etiquetado en el material físico, lo que garantiza una trazabilidad completa.

P8: ¿Cuál es la temperatura máxima de servicio de la barra redonda Nitronic 50?

Nitronic 50 está clasificado para servicio continuo hasta aproximadamente 650°C (1.200°F). Por encima de esta temperatura, los precipitados de carbonitruro de niobio y vanadio comienzan a engrosarse, reduciendo la contribución de refuerzo de la precipitación, y la formación de la fase sigma se convierte en un problema en algunos entornos. Para aplicaciones en recipientes a presión ASME, los valores de tensión admisibles en las tablas de la sección II de ASME se aplican a temperaturas elevadas. Para aplicaciones por encima de 650°C, deben evaluarse los grados austeníticos de mayor aleación o las aleaciones con base de níquel. En el otro extremo de la gama de temperaturas, el Nitronic 50 no tiene un límite inferior práctico de temperatura para la tenacidad, por lo que es adecuado desde el servicio criogénico hasta el servicio a temperaturas elevadas moderadas.

P9: ¿Existe una versión de Nitronic 50 de mecanizado libre?

La norma ASTM A582 cubre las barras de acero inoxidable de mecanizado libre e incluye el XM-19 (Nitronic 50) con azufre añadido para mejorar la mecanizabilidad. La adición de azufre (normalmente 0,15-0,35%) mejora significativamente la formación de viruta, pero reduce la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas transversales en comparación con el grado estándar bajo en azufre. El Nitronic 50 de mecanizado libre es apropiado para la producción de gran volumen de conectores, accesorios y elementos de fijación en máquinas de roscar, donde se requiere un mecanizado exhaustivo y el entorno de corrosión no exige la máxima resistencia a la picadura. Para aplicaciones marinas y de servicios químicos, la especificación correcta es el grado estándar bajo en azufre según ASTM A276 o A479.

P10: ¿Cuál es el coste de Nitronic 50 en comparación con 316L y dúplex 2205?

Nitronic 50 suele tener un sobreprecio de 40-80% respecto a las secciones equivalentes de acero inoxidable 316L, lo que refleja su mayor contenido de aleación (cromo, níquel, molibdeno, nitrógeno, niobio, vanadio) y unos requisitos de fusión y transformación más complejos. En comparación con el dúplex 2205, el precio suele ser comparable o ligeramente superior en función de las condiciones del mercado del níquel y el molibdeno. Cuando se tiene en cuenta el coste total de un sistema -incluida la posibilidad de utilizar secciones transversales más pequeñas debido a la mayor tensión admisible, la reducción de los costes de mantenimiento y sustitución por el mejor comportamiento frente a la corrosión y la eliminación de los sistemas de revestimiento necesarios para proteger los materiales de calidad inferior-, Nitronic 50 suele representar el menor coste total de propiedad a lo largo de la vida útil de un componente. Animamos a los clientes a que soliciten presupuestos basados en los requisitos de los componentes acabados y no sólo en el precio por libra de la materia prima, y nuestro equipo técnico está a su disposición para ayudarle en este análisis.

Por qué MWalloys es un fabricante y proveedor de confianza de barras redondas Nitronic 50

Hemos construido MWalloys basándonos en el principio de que la credibilidad técnica y la fiabilidad de la cadena de suministro deben coexistir. Nuestros clientes -arquitectos navales, ingenieros de alta mar, diseñadores de plantas químicas y talleres de maquinaria de precisión- confían en que el material Nitronic 50 cumpla exactamente los requisitos UNS S20910, llegue con la documentación completa y se envíe en el plazo previsto.

Nuestro inventario de barras redondas Nitronic 50 procede de fábricas primarias certificadas cuyos sistemas de calidad auditamos directamente. Cada barra que entra en nuestro almacén se verifica según los límites de composición ASTM A276 y A479 antes de ponerla a la venta. Las pruebas de dureza, la verificación dimensional y la revisión MTR forman parte de nuestro protocolo de recepción estándar, no son complementos opcionales.

Cuando se pone en contacto con MWalloys para obtener barra redonda Nitronic 50, recibe un presupuesto de un equipo que entiende el material, conoce las aplicaciones y le hará las preguntas adecuadas para confirmar que recibe la especificación que requiere su proyecto.

Póngase en contacto hoy mismo con nuestro equipo técnico de ventas e indíquenos el diámetro, la longitud, la cantidad y la norma aplicable. Le responderemos con una confirmación de disponibilidad de existencias y un presupuesto competitivo en el plazo de un día laborable.

Productos

Mensaje

Productos recomendados