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MAESTRÍA EN INGENIERÍA Y CIENCIA DE LOS MATERIALES

MATERIALES METÁLICOS NO

SUPERALEACIONES

FERROSOS PROFESOR: PAUL P. LEAN SIFUENTES

PROFESOR: PAUL P. LEAN SIFUENTES 1

INTRODUCCIÓN

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SUPERALEACIONES

 El término “superaleación” (superalloy) se utilizó por primera vez poco después de la Segunda Guerra Mundial, para describir un grupo de

 Las condiciones más críticas a las que se puede someter un material son:

aleaciones desarrolladas para su uso en fabricación de turbinas que

 Cargas elevadas

requieren un alto rendimiento a altas temperaturas.

 Alta temperatura

 La gama de aplicaciones para las que se utilizan las superaleaciones, se ha ampliado a otros muchos campos y en la

 Se tiene que considerar factores como:

actualidad incluye parte de los motores de los aviones, motores de

 Fluencia (Creep)

cohetes, plantas químicas y de petróleo, industria nuclear, etc.

 Esfuerzos térmicos

 Son especialmente adecuados para estas aplicaciones exigentes, debido a su capacidad para retener buena parte de su resistencia, incluso después de largos tiempos de exposición por encima de 650°C.3

SUPERALEACIONES

Por largos periodos de tiempo

 Ambiente agresivo

 Oxidación y corrosión  Influencia de la temperatura en las propiedades mecánicas (disminución de la dureza y resistencia mecánica) y propiedades físicas del material (coeficiente de dilatación). 4

SUPERALEACIONES

 Las superaleaciones satisfacen estos requisitos de exigencia.  Un problema es que son materiales muy caros.  Su aplicación se ha ido extendiendo debido a sus elevadas características.  Por ejemplo, entre 1950 y 1980, el empleo de superaleaciones en los motores de los aviones aumentó desde un 10 % hasta un 50 % en peso.  En general son importantes en aplicaciones de alta temperatura. Este grupo lo constituyen aquellas aleaciones diseñadas para alto desempeño a elevadas temperaturas.  También empleadas en medios muy agresivos como: ácido hidroclórico y fosfórico, ácido sulfúrico y nítrico. 5

 Las superaleaciones constituyen una categoría que sobrepasa a los metales ferrosos y no ferrosos como: aceros inoxidables, aleaciones de magnesio, de aluminio, titanio, etc.

 Contienen cantidades sustanciales de tres o más metales, más que un solo metal con elementos de aleación.  La resistencia mecánica a temperatura ambiente no es usualmente el criterio importante para la selección de estos metales.  Los distingue su desempeño  a altas temperaturas  ambientes corrosivos muy agresivos 6

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SUPERALEACIONES

TURBINA DE GAS

 Se emplean en:  Motores de cohetes y turbinas a vapor y a gas  Herramientas y dados para trabajo en caliente de los metales  En la industria nuclear, química y petroquímica  Por lo tanto deben presentar:  Excelente resistencia mecánica a alta temperatura  Dureza a alta temperatura  Resistencia a la corrosión y a la oxidación  Resistencia al desgaste “La eficiencia de una turbina de gas aumenta con la temperatura a la cual funciona”.

 Resistencia a la termofluencia (resistencia al creep)  Bajo coeficiente de dilatación térmica

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TURBINA DE GAS

TURBINA DE GAS

El consumo de combustible disminuye conforme aumenta la temperatura

La potencia aumenta linealmente conforme aumenta la temperatura

Potencia de una turbohélice en función de la temperatura Rendimiento de una turbohélice en función de la temperatura 9

DADO DE TREFILADO

Aproximadamente un alabe fabricado de una superaleación base níquel cuesta unos 900 dólares. Un rotor puede contener 100 alabes (costo 90 000 dólares)

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CLASIFICACIÓN DE LAS SUPERALEACIONES Generalmente se clasifican en tres grupos:  Superaleaciones base hierro

(superaleación)

 Incoloy 802 (Fe-Ni-Cr) y el Haynes 556 (Fe-Cr-Ni-Co-Mo).  Superaleaciones base níquel  Son aleaciones Ni-Cr-Fe-Co en mayor porcentaje, y en menor porcentaje Mo, Nb, W, Al y Ti (alrededor del 5 %).  Incoloy 807, Inconel 718, Rene 41, Hastelloy 5 y Ninamonic 75.  Superaleaciones base cobalto

 Trefilado de barras (alambres).

 En el caso de trefilado de alambres se pueden alcanzar diámetros hasta 0,03 mm. 11

 Poseen Co-Cr-Ni y en pequeñas proporciones Fe, Mo y W.  Stelite 6B, Haynes 188.

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COMPOSICIONES DE SUPERALEACIONES

PROPIEDADES DE SUPERALEACIONES

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SUPERALEACIONES

SUPERALEACIONES  Endurecimiento por solución sólida

 La mayoría de las superaleaciones tienen una estructura FCC.

 Se logra mediante grandes cantidades (hasta 50%) de Ni, Cr, Fe, Co, Mo, y W. En menores cantidades Ta, Zr, Nb y B.

 Formadas principalmente por Ni-Cr-Fe-Co  El cromo es esencial para otorgar resistencia a la oxidación (a altas temperaturas).

 Son estables y aumentan la resistencia a la termofluencia.  Endurecimiento por dispersión de carburos

 El contenido de carbono se encuentra entre 0,1% a 0,2%.

 Todas las superaleaciones contienen una pequeña cantidad de C

 Para obtener alta resistencia mecánica y alta resistencia a la

 Se produce una red de partículas finas de carburos estables.

termofluencia, los elementos de aleación deben producir una

microestructura fuerte y estable a altas temperaturas.

 La red de carburos interfiere con el movimiento de las dislocaciones e impide el deslizamiento en los bordes de grano.  TiC, BC, ZrC, TaC, Cr7C3, Cr23C6, Mo6C y W6C.

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SUPERALEACIONES

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SUPERALEACIONES BASE HIERRO  Base hierro

 Endurecimiento por precipitación  Algunas contienen Al y Ti

 Tienen al Fe como elemento aleante principal. En algunos casos menor al 50 %.

 Forman un precipitado ´ coherente: Ni3Al o Ni3Ti durante el

 Generalmente contienen de:

envejecimiento.

 32 % a 67 % de Fe

 Resistencia mecánica a la termofluencia a altas temperaturas.

 15 % a 22 % de Cr

 Interfiere con el movimiento de las dislocaciones.

 9 % a 38 % de Ni

 El aumento de resistencia mecánica y dureza ocurre por el proceso de endurecimiento por precipitación (no por formación de martensita).  Las aleaciones comunes son de la serie Incoloy. 17

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Base Níquel  Presentan una de las mejores relaciones propiedades/estructura de todas las superaleaciones en temperaturas entre 650°C a 1100°C.  El término superaleación se aplica a ciertas aleaciones a base de níquel:  Gran resistencia mecánica inherente

 Son las más empleadas en las partes más calientes en los motores de turbina para aviación.  En la actualidad constituyen más del 50 % del peso de los motores de los aviones modernos.  Su resistencia mecánica inherente a alta temperatura dificulta darles forma por métodos de deformación.  La mayor cantidad se producen por procesos de fundición.

 Resistencia al calor

 Se pueden encontrar forjadas.

 Resistencia a la corrosión  En aplicaciones que soportan cargas a temperaturas mayores a 0,8 TF (temperatura de fusión) en K. 19

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Inconel, Hastelloy y Rene 41. 20

SUPERALEACIONES BASE COBALTO  Base cobalto  El cobalto es un metal alotrópico.

 A temperaturas menores a 467°C es HCP (fase ) y a mayores temperaturas es FCC (fase ).  Temperatura de fusión: 1495°C  Contienen de:  35 % a 65 % de Co  19 % a 30 % de Cr  Hasta 30 % de Ni

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SUPERALEACIONES BASE COBALTO

 Los elementos como Ni y Fe, estabilizan la fase  a temperatura ambiente. 22

SUPERALEACIONES

 Base cobalto  Frente a las superaleaciones base Ni presentan:  Son menos resistentes (mecánicamente)  Mayor temperatura de fusión  Mayor resistencia a la corrosión y a la oxidación en caliente, debido a su mayor contenido de Cr (19% al 30%)

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NÍQUEL  Es un metal:  Duro (110 HB)  Tenaz (buena resistencia mecánica y ductilidad)  Maleable

SUPERALEACIONES BASE NIQUEL

 De color blanco plateado.  PRESENTA EXCEPCIONAL RESISTENCIA A LA CORROSIÓN Y LA OXIDACIÓN A TEMPERATURA AMBIENTE Y ALTAS TEMPERATURAS.

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 Es un metal magnético (es atraído por los imanes).  Su estructura cristalina es cúbica centrada en las caras (FCC). 25

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NÍQUEL

NÍQUEL

 Tiene una densidad ligeramente superior al hierro, lo que algunas veces limita su uso. Producto

 Se emplea:

% del consumo

Acero inoxidable

57,0

Aleaciones base níquel

13,0

Enchapado (recubrimiento)

10,4

 Aceros inoxidables

Acero aleado

9,5

 Aceros de baja aleación y para aplicaciones criogénicas

Fundición

4,4

 Aleaciones de níquel-cobre (monel)

Aleaciones base cobre

2,3

Otros

3,3

 Como elemento primordial en las aleaciones de níquel  Como elemento de aleación en:

 Como recubrimiento anticorrosivo de otros metales.  Recubrimiento en piezas sometidas a desgaste (con Cr).

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NÍQUEL PROPIEDAD UNIDADES Estructura cristalina Densidad g/cm3 Temperatura de Fusión ºC Coeficiente de Expansión 1/ ºC Térmica Conductividad Térmica W/(m * K) Resistividad Eléctrica  * cm Módulo de Rigidez GPa Resistencia a la Tracción MPa (recocido) Limite de Fluencia MPa Alargamiento %

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL NÍQUEL FCC 8,89 1 453

HIERRO BCC 7,87 1 535

13,3 x 10-6

12,6 x 10-6

92 9,7 204

71 9,7 210

462

280

 Gran tenacidad y ductilidad a bajas temperaturas como a –150 ºC.

148 50

180 40

 La conductividad eléctrica del Ni, no es tan alta como la del Cu o Al; pero, es satisfactoria para fabricar conductores y terminales de corriente en muchas aplicaciones electrónicas.

 Presentan una de las mejores relaciones propiedades/estructura de todas las superaleaciones en el rango de temperaturas entre 650 °C y 1100 °C.  Retienen buena parte de sus propiedades mecánicas a elevada temperatura.  Alta resistencia mecánica, algunas aleaciones superan una resistencia de 1 400 MPa (a temperatura ambiente).  Resistencia a fatiga térmica a altos y bajos ciclos.

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TURBINA DE GAS

ÁLABE DE TURBINA

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RESISTENCIA ESPECIFICA - TEMPERATURA

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL  La mayor parte de las superaleaciones para forja contienen:  50 % a 60 % de Ni  15 % a 20 % Cr  Fe  Co y otros elementos  A fin de optimizar su endurecimiento por precipitación se les añade:  Aluminio  Titanio

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Las superaleaciones base níquel están formadas esencialmente de tres fases principales:  Una matriz de austenita gamma () que es una solución sólida FCC, donde el solvente es el níquel. Se produce por la adición de gran cantidad de elementos de aleación (hasta un 50 % en peso): Cr, Fe, Co, W y Mo.

Matriz 

Carburos (zonas claras)

Son estables y aumentan la resistencia a la termofluencia.  Partículas de carburo, debido a la adición de pequeñas cantidades de C y elementos aleantes. Carburos como: TiC, BC, Cr7C3, Cr23C6, Mo6C, W6C, etc. Estabilizan los límites de grano a altas temperaturas.

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

Evita la fluencia por deslizamiento en los bordes de grano. Presentan alta dureza.  Una fase de precipitación de Ni3Al y Ni3Ti, denominada gamma primaria (’). Se forma durante el envejecimiento. Proporciona resistencia mecánica a elevada temperatura y

’ (Ni3Al y Ni3Ti) grandes

Altas temperaturas de envejecido Bajas temperaturas de envejecido ’ (Ni3Al y Ni3Ti) pequeños

estabilidad de estas aleaciones (resistencia al creep).

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL  Tratables térmicamente:

 Las aleaciones de níquel pueden clasificarse en dos tipos:

 Níquel – cobre (Monel K-500)

 No tratables térmicamente:  Níquel – cobre (Monel 400)

 Níquel – cromo

 Níquel – cromo

 Níquel – cromo – hierro

 Níquel – cromo – hierro

 Además: molibdeno, cobalto  Todas contienen Ti y Al.

 Níquel – molibdeno  Níquel – cromo – molibdeno  Debido a la forma en como los elementos de aleación incrementan su resistencia mecánica se les suele llamar: ALEACIONES ENDURECIDAS POR SOLUCIÓN SÓLIDA. 39

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 El tratamiento térmico se realiza para endurecer y aumentar la resistencia mecánica.  Es similar al tratamiento térmico realizado en las aleaciones de aluminio y aleaciones Cu-Be. 40

ALEACIONES ENDURECIBLES POR PRECIPITACIÓN

 Se realiza en tres etapas:  calentamiento (solubilización)  enfriamiento rápido (temple) y  envejecimiento a temperatura ambiente (natural) o a mayor temperatura dependiendo del tipo de aleación (artificial en horno).

(Ni3Al y Ni3Ti)

 Los precipitados que endurecen a las aleaciones tratables térmicamente son:

 Ni3Al y  Ni3Ti  Precipitan uniformemente sobre toda la aleación (llegando a ocupar en algunas aleaciones hasta el 70% volumen). 41

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ALEACIONES ENDURECIBLES POR PRECIPITACIÓN

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL  La ASTM emplea un sistema de numeración de tres dígitos.

Hierro 17-4 PH

Níquel

Magnesio

Titanio

2014 2024

AZ 80 A ZK 60 A

Ti-6Al-4V Ti-4Al-3Mo-1V

PH 15-7 Mo Udimet 500 6061

HM 21 A

Ti-16V-2,5Al

AM 350

Waspaloy

7002

ZE 41 A

Ti-6Al-6V-6Sn

19-9 DL

Inconel 700 7039

ZH 62 A

Ti-13V-11Cr-3Al

A 286

M 252

7075

EZ 33 A

17-7 PH

Inconel X Rene 41

Aluminio

 MUCHOS FABRICANTES APLICAN ORDINARIAMENTE SU NOMBRE COMERCIAL PARTICULAR DELANTE DEL NÚMERO DE TRES DÍGITOS.  Monel 400, Inconel 600, Inconel X750, Hastelloy X, etc.

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

Características del Níquel 200/201(Ni mínimo 99,0%) Muy buena resistencia

Composición Química – Níquel 200/201 (UNS N02200/02201)

a varios reductores

químicos. Gran resistencia a los álcalis cáusticos. Buena conductividad eléctrica. Excelente resistencia a la corrosión en agua

Aleación

Ni

Fe

200

99.0 min

0.40 max

201

99.0 min

0.40 max

S

Si

Tmáx °C

0.25 max 0.15 max 0.35 max

0.01 max

0.35 max

< 315

0.25 max 0.02 max 0.35 max

0.01 max

0.35 max

> 315

Cu

C

Mn

destilada y aguas naturales. Resistencia a

soluciones salinas neutras o

alcalinas. Excelente resistencia al flúor seco. Ampliamente usado para manejar la soda cáustica. Buenas propiedades térmicas y eléctricas.

www.megamex.com/span/nickel_200_201.htm

Ofrece algo de resistencia al ácido hidroclorhídrico y sulfúrico a temperaturas y concentraciones

La aleación Níquel 201 contiene menos carbono. Le previene fragilidad a temperaturas mayores a 315 °C. Menor tendencia a la fragilidad (grafitización).

www.megamex.com/span/nickel_200_201.htm

moderadas. 49

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Aleaciones Ni-Cu  El cobre es completamente soluble en el níquel, se le añade al níquel para aumentar su formabilidad, disminuir el precio y retener la resistencia a la corrosión del níquel.

L L

El Monel es la más importante de las aleaciones Ni-Cu, contiene 67,0 % de Ni y 33,0 % de Cu.

Tiene alta resistencia a los ácidos, álcalis, salmueras,

+



SOLUCIÓN SÓLIDA SUSTITUCIONAL ()

productos alimenticios y a la atmósfera. Presenta propiedades mecánicas mayores que las de los latones y bronces, pero menores que las de los aceros aleados. 51

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

También tiene buena tenacidad y resistencia a la fatiga. Encuentra considerables aplicaciones a elevadas temperaturas.  El Monel R, contiene azufre para mejorar la maquinabilidad, para

hacer tornillos.  El Monel K contiene aproximadamente 3 % de Al, el cual hace a la aleación tratable térmicamente, mediante envejecimiento por

Monel K 500 Las zonas oscuras son precipitados de Ni3Al (y Ni3Ti).

precipitación (Monel K 500).

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Características y aplicaciones de las aleaciones de níquel

 Resistentes al calor

 Las aleaciones de níquel presentan además características especiales (propiedades físicas únicas) para diferentes fines de aplicación.

Las aleaciones base níquel se utilizan en muchas aplicaciones donde se

 Entre las aleaciones para aplicaciones especiales se tienen:

Aleaciones de Ni-Cr que contengan más de 15% Cr se utilizan para

encuentran sometidas a ambientes hostiles a altas temperaturas.

proporcionar resistencia a la oxidación a temperaturas superiores a

 Aleaciones resistentes al calor

760°C.

 Aleaciones de bajo coeficiente de expansión  Aleaciones para resistencia eléctrica  Aleaciones magnéticas  Aleaciones con memoria de forma

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Bajo coeficiente de expansión La adición del níquel en el hierro tiene un efecto profundo sobre la expansión térmica del hierro.

Efecto del níquel sobre el coeficiente de expansión térmica lineal de las aleaciones Fe-Ni a temperatura ambiente.

Estas aleaciones pueden ser diseñadas para que presenten muy baja expansión térmica o mostrar una expansión uniforme y previsible sobre ciertos rangos de temperatura.

Invar

Existen aleaciones de bajo coeficiente de expansión térmica para aplicaciones de hasta 650 ° C. La aleación Invar (Hierro y 36% de níquel), presenta la menor expansión de las aleaciones Fe-Ni.

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La adición de cobalto, a la matriz Fe-Ni, produce aleaciones con un bajo coeficiente de dilatación y de mayor resistencia mecánica. 57

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL  Aleaciones Ni-Cr-Fe

 Aleaciones para resistencia eléctrica  Aleaciones base níquel o que contengan alto níquel se utilizan en la

 Una variedad de aleaciones binarias Ni-Cr y ternarias Ni-Cr-Fe se emplean como aleaciones para resistencia eléctrica.

fabricación de resistencias eléctricas.

 Algunas composiciones nominales son 80Ni–20Cr (Chromel A, Nichrome V).

 Se utilizan en los hornos y aparatos para generar calor.  Aleaciones para resistencia de calefacción

Empleadas como elementos eléctricos de calefacción para aparatos caseros y hornos industriales.

 Ni-Cr aleaciones que contengan un 65 % a 80% de Ni  Ni-Cr-Fe aleaciones que contengan un 35 % a 70% de Ni

 60Ni-16Cr-24Fe (Chromel C, Nichrome) Empleada como elemento eléctrico de calefacción para tostadoras, 59

cafeteras, planchas, secadoras para pelo, calentadores para agua. 60

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ALEACIONES DE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 El Inconel, con una composición nominal de 76Ni-16Cr-8Fe

 Combina la resistencia a la corrosión, la resistencia mecánica y la tenacidad del níquel, con la resistencia extra del cromo a la oxidación a alta temperatura.  El Inconel es relevante por su capacidad para soportar calentamiento y enfriamiento repetidos en el intervalo de – 20 °C a 870 °C sin hacerse frágil.

La aviación norteamericana construyó el cascaron del avión X-15 de un Inconel conocido como Inconel HX

 El Inconel X es endurecible por envejecimiento. Se le adiciona de 2,25 % a 2,75 % de Ti y de 0,4 % a 1,0 % de Al. Por lo que una porción de su alta resistencia a temperatura ambiente se retiene a temperaturas de hasta 815 °C.

http://www.megamex.com/span/inconel.htm

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Aleaciones magnéticas

 Las aleaciones Permalloy incluyen diversas aleaciones Ni-Fe (promedio 78 % de Ni) tienen alta permeabilidad magnética, bajo la influencia de muy débiles fuerzas de magnetización.

 El Fe y Ni son magnéticos (Co también)  Se han desarrollado materiales magnéticos Ni-Fe-Mo

También tienen bajas pérdidas por histéresis y baja resistividad eléctrica.

 Por ejemplo la aleación alto Ni  contiene alrededor de 79% Ni

Se emplean como bobinas de almacenamiento en circuitos eléctricos de comunicación.

 4 % a 5% Mo  resto de Fe

Se denomina permeabilidad magnética a la capacidad de un material para atraer y hacer pasar a través de sí los campos magnéticos, la cual está dada por la relación entre la intensidad del campo magnético existente y la inducción magnética que aparece en el interior de dicho material. 63

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Aleaciones con memoria de forma

 El Nitinol es una aleación al 50 por ciento (equimolar) de Níquel y

 Son materiales metálicos que tienen la posibilidad de regresar a su

Titanio.  Si un alambre de esta aleación se le deforma, al aplicarle un ligero calor

forma “original” al ser calentados.  La forma original se definió previamente mediante un tratamiento térmico.

recupera la forma original de una manera sorprendentemente rápida.  Sus aplicaciones son muchas, como en medicina, ingeniería o mecánica.

 Aleaciones de níquel-titanio (50 Ni-50 Ti) es una de las pocas aleaciones comercialmente importantes con memoria de forma.

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

 Aleaciones Ni-Si-Cu

 Aleaciones Ni-Mo-Fe

 La aleación de este grupo más conocida es la Hastelloy D.

 La aleación Hastelloy A (57Ni-20Mo-20Fe) y la Hastelloy B (62Ni28Mo-5Fe) son las aleaciones de este grupo más conocidas.

 Contiene 10 % de Si y 3 % de Cu.  Es una aleación de fundición: alta resistencia mecánica, tenaz y

 Son austeníticas, y no responden al endurecimiento por precipitación.

dura.  Puede maquinarse solo con dificultad y generalmente se termina mediante esmerilado.

 Mediante trabajado en frío, es posible obtener resistencia mecánica y ductilidad comparables a las del acero aleado.

 Presenta excelente resistencia a la corrosión al ácido sulfúrico

 Resistencia a la corrosión en ácido hidroclórico y fosfórico.

concentrado a elevadas temperaturas. 67

SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL Hastelloy es una marca registrada, y este nombre es usado como prefijo para más de veinte aleaciones diferentes, altamente resistentes a la

Hastelloy B, con recocido de solubilización y templada en agua.

corrosión.

El constituyente globular es carburo. La matriz es solución sólida  (FCC).

http://www.megamex.com/span/hastelloy.htm 69

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SUPERALEACIONES BASE NÍQUEL  Aleaciones Ni-Cr-Mo-Cu  Fueron diseñadas originalmente como materiales resistentes a los ácidos sulfúrico y nítrico, para un amplio intervalo de condiciones de concentración y exposición.  Dos aleaciones de fundición son la Illium B (50Ni-28Cr-5,8Mo-

SUPERALEACIONES BASE HIERRO

5,5Cu) y la Illium C (56Ni-22,5Cr-6,5Mo-6,5Cu)  Se emplea cuando se requiere alta dureza en medios corrosivos.

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ALEACIONES DE HIERRO

SUPERALEACIÓN BASE HIERRO

 Aleaciones Fe-Ni

 Las aleaciones que contienen hasta 6 % de Ni son ferríticas.  Las aleaciones que contienen entre 6 % y 30 % de Ni. Después de recalentar se descomponen en fases  más . Al enfriarlas lentamente se formarán dos fases  y . La cantidad de cada fase presente dependerá del contenido de Ni, del tratamiento térmico y de la cantidad de trabajo en frío.  Las aleaciones con más de 30 % de Ni son predominantemente austeníticas y no magnéticas. 73

SUPERALEACIÓN BASE HIERRO

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SUPERALEACIÓN BASE HIERRO

 La aleación al 36 % de Ni se conoce como Invar, es decir,

 La aleación con 52Fe-36Ni-12Cr, conocida como Elinvar, tiene un

invariable, y se emplea donde se desea muy poco cambio en

coeficiente termoelástico de cero; es decir, el módulo de

tamaño con cambio en temperatura.

elasticidad o de rigidez (E) es casi invariable sobre un extenso

Se le emplea para fabricar patrones de longitud, cintas de medición,

rango de temperatura.

piezas de instrumentos, resortes especiales, etc.

Se utiliza en resortes sumamente delgados y ruedas de volantes en

 Se pueden seleccionar aleaciones entre 30 % y 60 % de Ni, para aplicaciones

específicas

donde

se

requiere

relojes y para piezas similares en instrumentos de precisión.

apropiadas

características de expansión.

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SUPERALEACIÓN BASE HIERRO

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SUPERALEACIÓN BASE HIERRO

 Superaleación : A286  UNS S66286  Fe-Ni-Cr con adiciones de Mo y Ti  Es una superaleación base hierro empleada en la industria espacial y nuclear a temperaturas elevadas, hasta 700°C.

 Endurecido por precipitación a 730°C, durante el cual se precipita las fases coherentes FCC ’: Ni3 (Al, Ti).  Presenta buena resistencia a la corrosión debido al Cr.  En motores de aviones, compresores y otras aplicaciones de alta temperatura.

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SUPERALEACIÓN BASE HIERRO

La resistencia a la oxidación de la aleación A-286 es equivalente a la del acero inoxidable tipo AISI 310.

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