UNS S31803 (Dúplex 2205): Equivalente, Propiedades mecánicas

El UNS S31803, comúnmente conocido como dúplex 2205 o A182 F51, es un acero inoxidable ferrítico-austenítico equilibrado que combina una resistencia notablemente superior a la de los austeníticos de la serie 300 con una resistencia significativamente mejorada a las picaduras por cloruros, la corrosión por intersticios y el agrietamiento por corrosión bajo tensión. Para muchas aplicaciones petrolíferas y de gas, petroquímicas, de desalinización y marinas en las que se requieren mayores prestaciones mecánicas y resistencia a la corrosión localizada con un contenido de níquel económico, el S31803 es el caballo de batalla del sector.

¿Qué es UNS S31803?

El UNS S31803 es un grado de acero inoxidable dúplex (nominalmente "2205") que se desarrolló para proporcionar un equilibrio de alta resistencia y mayor resistencia a la corrosión localizada en relación con los aceros inoxidables austeníticos convencionales. Tiene una microestructura bifásica de proporciones aproximadamente iguales de ferrita (cúbica centrada en el cuerpo) y austenita (cúbica centrada en la cara) cuando se recuece por disolución. La estructura dúplex confiere al S31803 su característica combinación de resistencia mecánica, tenacidad y resistencia a los fallos inducidos por cloruros.

Metalurgia y microestructura

El concepto dúplex conserva intencionadamente las fases de ferrita y austenita. La ferrita aporta mayor límite elástico y resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión (especialmente en entornos con cloruros o ácidos), mientras que la austenita aporta ductilidad y tenacidad. La química controlada -más cromo y molibdeno en comparación con la serie 300 más adiciones de nitrógeno- eleva el número equivalente de resistencia a la picadura (PREN) y mejora la resistencia a la corrosión localizada sin la penalización de costes de las aleaciones con alto contenido en níquel. Se requiere un tratamiento térmico adecuado (recocido en solución y temple) y una soldadura controlada para preservar la microestructura equilibrada y evitar las fases de fragilización (sigma, chi) que se forman en determinadas ventanas térmicas.

UNS S31803 Composición química (gamas típicas)

A continuación se muestra una práctica tabla de composición ensamblada a partir de hojas de datos industriales y gamas de normas para la familia S31803 / 2205.

Notas sobre las principales funciones de la aleación

• Cr (21-23%): formador de película pasivo primario - aumenta la resistencia general a la corrosión y contribuye al PREN.

• Mo (2,5-3,5%)mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas.

• N (~0,08-0,20%)estabiliza la austenita, aumenta la resistencia y mejora la resistencia a las picaduras.

• Ni (4,5-6,5%): equilibra la formación de austenita y la ductilidad manteniendo unos costes inferiores a los de las aleaciones con mayor contenido en Ni.

UNS S31803 Propiedades mecánicas (valores típicos / mínimos)

La microestructura dúplex confiere al S31803 un límite elástico sustancialmente superior al de los grados austeníticos típicos.

(Números cotejados a partir de hojas de datos técnicos y hojas de datos de productos estándar; para los valores de diseño, utilice certificados de pruebas de laminación).

Implicaciones para la ingeniería: Cuando un diseño requiere una tensión admisible más elevada o un espesor de sección reducido en comparación con 316L/316, S31803 permite normalmente componentes más delgados o presiones nominales más elevadas para la misma geometría, lo que resulta beneficioso en equipos sensibles al peso o que contienen presión.

UNS S31803 Comportamiento frente a la corrosión - PREN, picaduras y SCC

PREN (número equivalente de resistencia a las picaduras) se utiliza habitualmente para la clasificación comparativa:

PREN≈%Cr+3.3×%Mo+16×%N

El PREN típico del dúplex 2205 (familia S31803) suele situarse a mediados de los 30 (≈ 30-40) dependiendo del Mo y N exactos; este valor es notablemente superior al del 316 (PREN ≈ mediados de los 20) y hace que el dúplex sea mucho más tolerante a las picaduras por cloruros y a la corrosión por intersticios.

Agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC): Los aceros dúplex son mucho menos susceptibles a la SCC por cloruros que los austeníticos 304/316 debido a su contenido en ferrita y a su microestructura más resistente. Las evaluaciones de laboratorio (hojas de datos del fabricante) muestran amplias ventanas operativas en las que el 2205 resiste la SCC a temperaturas y niveles de cloruro que inducen el fallo en los grados austeníticos. No obstante, los diseñadores deben seguir evaluando el servicio específico (temperatura, nivel de cloruro, tensión, grietas).

UNS S31803 Normas, especificaciones y equivalentes

Denominaciones internacionales comunes y equivalentes:

• UNS: S31803 (y S32205 para una composición más ajustada).

• EN / DIN: 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3).

• ASTM / ASME: A182 F51 (para piezas forjadas), variaciones A479 / A240 para barras/placas/tubos según la forma del producto.

• Nombres comerciales: SAF 2205® (Sandvik / Alleima), Duplex 2205 (general).

Nota importante: Muchas fábricas producen ahora material que cumple tanto el UNS S31803 como los límites más estrictos del S32205; los fabricantes suministran a menudo productos con doble certificación (el S32205 cumple el S31803, pero lo contrario no es necesariamente cierto). Esta distinción es importante para los servicios críticos de corrosión.

UNS S31803 frente a otros aceros (comparaciones prácticas)

¿Es S31803 lo mismo que 2205?

Sí. S31803 es una de las designaciones UNS utilizadas para la familia dúplex 2205. En la práctica, "2205" es el nombre de grado que se utiliza habitualmente; S31803 y S32205 son dos denominaciones UNS de la familia 2205 en la que S32205 representa una química más estricta y garantizada (mayor N mínimo y a veces Cr/Mo en el extremo superior). Muchos fabricantes suministran material certificado para S32205, que automáticamente cumple los límites de S31803.

S31803 frente a S32205

• S32205 (F60) suele garantizar un N mínimo más elevado y un control más estricto de Cr/Mo/N - resistencia a la picadura más predecible que la gama más amplia S31803. Si sus especificaciones exigen la máxima resistencia a las picaduras, insista en la certificación S32205 o doble.

S31803 frente a SS316 (AISI 316 / 316L)

• Fuerza: El S31803 tiene aproximadamente el doble de límite elástico que el 316.

• Corrosión: El S31803 tiene una resistencia superior a las picaduras y grietas y una resistencia a la corrosión por cloruros mucho mayor en entornos con cloruros (PREN más alto).

• Coste: El 2205 suele costar más que el 316 por kilogramo, pero a menudo supone un ahorro en los costes del ciclo de vida debido a la reducción del riesgo de corrosión/fallo y a la posible reducción de peso por el menor grosor de las secciones.

UNS S31803 vs F51

• F51 es efectivamente la nomenclatura ASTM A182 correspondiente al grado dúplex S31803 - utilizado en tuberías, bridas y componentes forjados.

Formularios de productos, notas de fabricación y soldadura

Formularios disponibles: chapa, hoja, bobina, tubo, barra sin soldadura, accesorios forjados, bridas y fijaciones. El dúplex 2205 se produce en las principales fábricas del mundo y se almacena en los centros de servicio.

Soldadura: Los aceros dúplex se sueldan bien con procesos de arco estándar (GTAW, SMAW, GMAW) siempre que los consumibles y procedimientos correctos controlen la temperatura de aporte de calor y la temperatura entre pasadas para evitar la formación de fases intermetálicas no deseadas. Suelen recomendarse metales de aportación adecuados (por ejemplo, aportación de tipo ENiCrMo o dúplex) en función de las propiedades de soldadura requeridas. El recocido en solución posterior a la soldadura no suele ser necesario para muchas piezas fabricadas, pero el fabricante debe evaluar el tratamiento posterior a la soldadura y la PWHT para los equipos a presión críticos.

Formación: El dúplex es menos dúctil que el de la serie 300; es posible el conformado en frío, pero requiere radios de curvatura mayores y márgenes de recuperación elástica adecuados.

Aplicaciones típicas y usos sectoriales

S31803 / 2205 se utiliza ampliamente cuando se requiere un equilibrio entre fuerza y resistencia a la corrosión:

• Petróleo y gasTubos ascendentes, tubos submarinos, estranguladores, válvulas, bridas, colectores (resistencia a los entornos con cloruros y H₂S).

• Desalinizacióntuberías e intercambiadores de calor en los que las picaduras de cloruro constituyen un peligro.

• Industria química y papeleraEquipos que manipulan flujos de proceso que contienen cloruros.

• Marina y alta mar: sistemas de agua de mar, accesorios de cubierta.

• Generación de energía e intercambiadores de calordonde son útiles una mayor conductividad térmica y una mayor resistencia.

Instantánea de los precios mundiales (2025) - gamas, contexto - advertencias

Advertencia: Los precios del acero inoxidable fluctúan diariamente en función de los recargos por materias primas (níquel, molibdeno), fletes, aranceles y oferta/demanda regional. Utilice estas cifras como una instantánea indicativa de mediados de 2025 y solicite siempre cotizaciones actuales de laminadores e INCOTERMS. Las fuentes y los listados de vendedores muestran una amplia gama en función de la forma del producto (bobina, chapa, barra, tubo), la cantidad y el nivel de certificación.

Impulsores contextuales (2025):

• La volatilidad de las materias primas de níquel y molibdeno hace subir y bajar las primas de los dúplex; las fábricas publican mensualmente recargos por aleación que afectan materialmente al coste final.

• Las medidas regionales de protección (aranceles) o los costes de transporte pueden crear importantes diferencias de precios (véanse los recientes informes sobre comercio).

Consejo práctico sobre contratación: pida a los proveedores precios por partidas: precio base del acero, recargo por níquel/mes, costes de ensayo/certificación, embalaje y flete; estas partidas explican la mayoría de las diferencias entre presupuestos.

Adquisiciones y suministros - Nota de la empresa MWalloys

Escribo esto como experto afiliado a MWAlloys (fabricante y proveedor mundial). MWalloys suministra dúplex 2205 (UNS S31803 / 1.4462) en barras, placas, tubos y accesorios desde nuestras plantas chinas. Nuestras propuestas de valor que puede esperar:

• Precio de fábrica: fábrica directa (100% ventaja de precio de fábrica) - producimos y vendemos sin margen de beneficio intermediario.

• Stock y plazo de entrega: Mantenemos existencias de los tamaños más comunes y podemos ofrecer un envío rápido de los artículos en existencias; los plazos de entrega típicos de las existencias de barras/placas estándar son más rápidos que los plazos de entrega de los fabricantes de equipos originales (los plazos de entrega específicos dependen del tamaño del pedido y de la certificación).

• Calidad y certificaciones: MWalloys suministra certificados de pruebas de laminación (EN 10204 / 3.1 cuando es necesario) y puede proporcionar NDE / PMI / inspección a petición.

• Experiencia en exportación: larga trayectoria en el suministro de equipos a presión, tuberías y elementos de fijación a fabricantes de equipos originales internacionales, con experiencia en embalaje, conformidad con las normas de exportación y documentación.

(Si desea un presupuesto personalizado de MWalloys - incluya en su mensaje la forma del producto, tamaños, cantidad y certificación requerida y le prepararemos un presupuesto en firme).

Preguntas frecuentes

1) ¿Cuál es la diferencia práctica entre pedir S31803 y S32205?
S32205 tiene límites de composición más estrictos (N garantizado más alto y a veces Cr/Mo más estrictos). Si su servicio requiere la máxima resistencia a la corrosión localizada, especifique S32205 (o S32205/S31803 con doble certificación). De lo contrario, S31803 puede ser aceptable y a veces menos costoso.

2) ¿Se puede utilizar S31803 en entornos ácidos (H₂S)?
El S31803 tiene mejor resistencia al agrietamiento por tensión de sulfuro que muchos austeníticos, pero el servicio agrio debe evaluarse según las directrices NACE MR0175 / ISO 15156 y estar sujeto a condiciones de tensión ambiental y mecánica. Algunas calidades dúplex se aceptan en servicio ácido con reservas.

3) ¿En qué se diferencia el dúplex 2205 del 316L para intercambiadores de calor?
El 2205 ofrece mayor resistencia y mejor resistencia a las picaduras; los diseñadores de intercambiadores de calor suelen elegirlo cuando el contenido de cloruros es un problema o cuando se desean paredes más delgadas. La conductividad térmica es algo superior a la de los austeníticos, lo que puede resultar ventajoso.

4) ¿Existen consumibles de soldadura para dúplex?
Sí - utilizar relleno dúplex o relleno a base de níquel dependiendo de las propiedades requeridas de la zona de soldadura y de la resistencia a la corrosión. Controlar la entrada de calor y la temperatura entre pasadas para mantener el equilibrio de fases.

5) ¿Qué pruebas no destructivas y certificados se incluyen en el suministro?
Documentación típica: MTC (EN 10204-3.1), informes PMI, UT/RT/MT según proceda, informes de ensayos de dureza y tracción. Para proyectos críticos, solicite la trazabilidad completa y el alcance de las pruebas en el momento de la RFQ.

6) ¿Es magnético el S31803?
Sí, los inoxidables dúplex son magnéticos debido a la fase ferrítica; el material mostrará respuesta magnética, pero menos que los grados totalmente ferríticos. El magnetismo puede variar ligeramente con el procesado y el trabajo en frío.

7) ¿Qué límites de temperatura de servicio deben respetarse?
Los aceros dúplex tienen un buen comportamiento hasta ~300-325 °C para servicio continuo; a temperaturas elevadas se corre el riesgo de cambios de fase que reducen la tenacidad. Para servicio criogénico conservan una buena tenacidad, pero verifique los límites de aplicación en los datos del fabricante. Consulte siempre las hojas de datos del proveedor para conocer los límites térmicos específicos.

8) ¿Cómo comprobar si la aleación es correcta a la llegada?
Utilice la identificación positiva de materiales (PMI) / XRF para la verificación de elementos y revise el MTC. En el caso de los componentes críticos, deben facilitarse informes completos de las pruebas químicas y mecánicas según las especificaciones.

9) ¿Puede trabajarse en frío el S31803?
Sí, pero el springback es mayor y la conformabilidad menor que en la serie 300. El trabajo en frío aumenta la resistencia y reduce ligeramente la resistencia a la corrosión. El trabajo en frío aumenta la resistencia y reduce ligeramente la resistencia a la corrosión; el alivio de tensiones posterior al trabajo y el acabado superficial son factores a tener en cuenta.

10) ¿Existen normativas o autorizaciones medioambientales que se requieran habitualmente?
Para aplicaciones de petróleo y gas o recipientes a presión, los clientes suelen solicitar el cumplimiento de ASME, NACE MR0175/ISO 15156, PED (Europa) y cualificaciones específicas del proyecto. Confirme siempre las necesidades normativas en el RFQ.

UNS S31803 Tabla de especificaciones y normas

(Para las adquisiciones de ingeniería, indique siempre la norma exacta y la clase de inspección/certificación requerida).

Lista de comprobación del cierre de la contratación (para compradores)

• Especifique exacto UNS/EN/ASTM y si S32205 se requiere una certificación.

• Solicitar MTC (EN 10204-3.1)PMI y NDE en el pliego de condiciones.

• Aclare forma del producto (chapa/bobina/tubo/barra), dimensiones, acabado superficial y tolerancias.

• Pregunte por partida presupuestaria precios, incluidos los extras de aleación.

• Confirme relleno de soldadura y si se requiere tratamiento térmico o PWHT después de la fabricación.

• Para una entrega rápida: compruebe la disponibilidad de existencias del proveedor y si puede realizar envíos a partir de existencias en depósito para reducir el plazo de entrega.

Referencias autorizadas

• SAF 2205 - Wikipedia (descripción general de UNS S31803 / S32205)
• BGH Edelstahlwerke - 1.4462 (Duplex 2205) ficha de datos (PDF)