Acero inoxidable 13-8Mo Polvo
El polvo de acero inoxidable 13-8Mo es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación que contiene aproximadamente 13% de cromo, 8% de níquel, 2% de molibdeno y trazas de otros elementos de aleación como aluminio y titanio. Es conocido por su gran resistencia y dureza, así como por su excelente resistencia a la corrosión.
El polvo de 13-8Mo ofrece una combinación única de propiedades y se utiliza ampliamente en sectores como el aeroespacial, petróleo y gas, procesamiento químico, bombas y válvulas, etc. Algunas de sus características clave que lo hacen adecuado para estas exigentes aplicaciones son:
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Índice
Visión general
El polvo de acero inoxidable 13-8Mo es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación que contiene aproximadamente 13% de cromo, 8% de níquel, 2% de molibdeno y trazas de otros elementos de aleación como aluminio y titanio. Es conocido por su gran resistencia y dureza, así como por su excelente resistencia a la corrosión.
El polvo de 13-8Mo ofrece una combinación única de propiedades y se utiliza ampliamente en sectores como el aeroespacial, petróleo y gas, procesamiento químico, bombas y válvulas, etc. Algunas de sus características clave que lo hacen adecuado para estas exigentes aplicaciones son:
- Gran resistencia y dureza
- Excelente resistencia a la corrosión, especialmente en ambientes reductores
- Buena ductilidad y tenacidad
- Fácil fabricación
- Excelente resistencia a la fluencia
- Mantiene sus propiedades hasta 600°F
El proceso pulvimetalúrgico permite que las piezas fabricadas con polvo de 13-8Mo tengan composiciones químicas y propiedades mecánicas muy uniformes en comparación con sus homólogas forjadas. Esto permite una mayor consistencia en el rendimiento.
Composición
La composición química nominal del polvo de acero inoxidable 13-8Mo es:
| Elemento | Composición (peso %) |
|---|---|
| Carbono (C) | 0,05 máx. |
| Silicio (Si) | 1,00 máx. |
| Manganeso (Mn) | 1,00 máx. |
| Fósforo (P) | 0,040 máx. |
| Azufre (S) | 0,030 máx. |
| Cromo (Cr) | 12.00 – 14.00 |
| Níquel (Ni) | 7.00 – 10.00 |
| Molibdeno (Mo) | 1.75 – 2.50 |
| Aluminio (Al) | 0.75 – 1.50 |
| Titanio (Ti) | 2xC min |
| Hierro (Fe) | Saldo |
Los niveles de cromo, níquel y molibdeno están equilibrados para proporcionar una combinación de alta resistencia mediante endurecimiento por precipitación y una excelente resistencia a la corrosión en múltiples entornos. El contenido de carbono se mantiene bajo para garantizar una gran tenacidad. Pequeñas cantidades controladas de aluminio y titanio forman carburos y carbonitruros que sirven para aumentar la resistencia a altas temperaturas.
Propiedades y características
El polvo de acero inoxidable 13-8Mo posee una amplia gama de propiedades que lo hacen adecuado para su uso en aplicaciones muy exigentes:
Propiedades mecánicas
| Propiedad | Especificación |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | 200 - 230 ksi (1380 - 1585 MPa) |
| Límite elástico | 180 - 210 ksi (1240 - 1450 MPa) |
| Alargamiento | 10% – 15% |
| Dureza | 42 - 50 HRC |
| Resistencia a la fatiga | 100 - 120 ksi (690 - 825 MPa) |
Propiedades físicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,7 - 7,8 g/cm3 |
| Punto de fusión | 2500 - 2550°F (1370 - 1400°C) |
| Conductividad térmica | 9 - 12 W/m-K |
| Resistividad eléctrica | 72 μΩ-cm |
| Módulo de elasticidad | 29 x 10^6 psi |
Resistencia a la corrosión:
El polvo de 13-8Mo presenta una resistencia excepcional a diversos entornos corrosivos, especialmente en condiciones reductoras y atmósferas con cloruros y sulfuros. Resiste la corrosión gracias a su alto contenido en cromo, que permite la formación de una capa de óxido protectora pasiva en su superficie.
Ofrece buena resistencia a:
- Corrosión atmosférica
- Corrosión por agua salada
- La mayoría de los ácidos y álcalis
- Agrietamiento por corrosión bajo tensión
Esto hace que también sea adecuado para muchas aplicaciones de procesamiento químico.
Resistencia al calor:
El polvo de 13-8Mo conserva su alta resistencia y dureza hasta los 315°C (600°F). Sus características de endurecimiento por precipitación le permiten endurecerse con el tiempo a temperaturas de servicio de hasta 260°C (500°F). El resultado es una mayor resistencia a la rotura por fluencia.
Aplicaciones y usos
El polvo de acero inoxidable 13-8Mo se utiliza en una amplia gama de industrias de tecnología avanzada debido a su extraordinaria combinación de alta resistencia, dureza, resistencia a la corrosión y características de fabricación.
Industrias y aplicaciones incluidas:
| Industria | Aplicaciones |
|---|---|
| Aeroespacial | Trenes de aterrizaje, accesorios, conjuntos hidráulicos, fijaciones, válvulas |
| Petróleo y gas | Equipos de terminación, empacadores, herramientas de fondo de pozo, válvulas, componentes de boca de pozo |
| Procesado químico | Bombas, válvulas, recipientes a presión, intercambiadores de calor |
| Control de la contaminación | Depuradores, chimeneas, conductos, sistemas de escape |
| Automoción | Válvulas, fijaciones, accesorios, ejes |
| Textil | Equipos de tintura, agujas |
| Pasta y papel | Tornillos transportadores, placas refinadoras |
| Procesado de alimentos | Mezcladoras, extrusoras, cubiertos |
| Marina | Ejes, equipos de desalinización |
| Nuclear | Revestimiento del elemento combustible |
Su uso sigue creciendo a medida que los ingenieros reconocen las ventajas de coste y rendimiento que ofrece frente a los aceros inoxidables convencionales.
Especificaciones y disponibilidad
El polvo de 13-8Mo se produce de acuerdo con varias normas internacionales y nacionales de composición química y propiedades. Entre ellas se incluyen:
- AMS 5901 - Especificación de materiales aeroespaciales
- AMS 5659 - Especificación de materiales aeroespaciales para piezas forjadas
- ASTM A743 - Especificación estándar para piezas de fundición, hierro-cromo, hierro-cromo-níquel, resistentes a la corrosión, para aplicación general.
- QQ-P-35 - Especificación general del polvo de acero inoxidable
El polvo de 13-8Mo está disponible en los principales proveedores mundiales en diversas distribuciones de tamaño:
| Tamaño de las partículas | Disponibilidad |
|---|---|
| > 150 μm | Limitado |
| 45 - 150 μm | Fácilmente disponible |
| 15 - 45 μm | Muy común |
| 10 - 15 μm | Fácilmente disponible |
| < 10 μm | Limitado |
Precios
Como polvo de aleación especial que requiere un procesamiento significativo, el polvo de 13-8Mo tiene un precio superior al de los polvos de acero inoxidable más sencillos. Sin embargo, sigue siendo muy rentable en comparación con otras aleaciones aeroespaciales de alto rendimiento.
Estimación orientativa de precios:
| Tamaño del polvo | Precio ($US/kg) |
|---|---|
| 15 - 45 μm | $55 – $65 |
| 10 - 15 μm | $60 – $75 |
| < 10 μm | $70 – $100+ |
Los precios pueden variar significativamente en función del volumen de pedidos, la región geográfica y otros factores del mercado.
Comparación del 13-8Mo con otros materiales
El 13-8Mo ofrece facilidad de fabricación junto con una versátil combinación de resistencia, tenacidad, dureza y resistencia a la corrosión. Así es como se compara con otras opciones comunes de acero inoxidable:
Frente al acero inoxidable 316
| Parámetro | 13-8Mo | ACERO INOXIDABLE 316 |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | Más alto | Baja |
| Dureza | Más alto | Baja |
| Resistencia a la corrosión | General similar | General similar |
| Coste | Más alto | Baja |
| Resistencia al calor | Más alto | Baja |
Frente al acero inoxidable 17-4 PH
| Parámetro | 13-8Mo | 17-4 PH |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción | Similar | Similar |
| Dureza | Más alto | Baja |
| Fabricación y mecanizado | Más fácil | Más difícil |
| Resistencia a la corrosión | Mejor | Bien |
| Coste | Baja | Más alto |
Frente a las superaleaciones Inconel
| Parámetro | 13-8Mo | Inconel |
|---|---|---|
| Resistencia a altas temperaturas | Baja | Más alto |
| Resistencia a la corrosión | Similar | Similar |
| Coste | Mucho más bajo | Más alto |
Así pues, el polvo de 13-8Mo ofrece una solución intermedia: mejor rendimiento global que otros aceros inoxidables con un procesamiento más sencillo y un coste inferior al de las superaleaciones resistentes al calor de gama alta.
Limitaciones y desventajas
A pesar de sus ventajas, el polvo de 13-8Mo presenta algunas limitaciones:
Retos de fabricación: Puede ser más difícil de mecanizar que los aceros inoxidables más sencillos
Resistencia limitada a altas temperaturas: Pierde mucha resistencia por encima de 600°F en comparación con las superaleaciones
Coste superior al de los productos básicos: Más caro que el inoxidable 304 o 316
Menor tenacidad que los austeníticos recocidos: No tan tolerante a los daños como los inoxidables recocidos de la serie 300.
PREGUNTAS FRECUENTES
P: ¿Es magnético el acero inoxidable 13-8 PH?
R: Sí, el acero inoxidable 13-8Mo es magnético en condiciones recocidas. Pero puede volverse ligeramente menos magnético tras un tratamiento térmico de envejecimiento que maximiza su resistencia. Mantiene cierto nivel de respuesta magnética en todas las condiciones de procesamiento.
P: ¿Qué es la resistencia a la corrosión 13-8Mo?
R: El 13-8Mo tiene una excelente resistencia a la corrosión debido a su alto contenido en cromo, superior al 12%. Resiste la corrosión en muchas soluciones ácidas y alcalinas, ambientes oxidantes y reductores. También es resistente a la corrosión atmosférica y por agua salada. Puede soportar la mayoría de los ácidos, salvo el fluorhídrico y el fosfórico. En general, el 13-8Mo iguala o supera la resistencia a la corrosión del acero inoxidable 316.
P: ¿Para qué se utiliza el acero inoxidable 13-8Mo?
R: Debido a su alta resistencia, dureza, resistencia a la corrosión y facilidad de fabricación, el acero inoxidable 13-8Mo se utiliza en los sectores aeroespacial, del petróleo y el gas, químico, de control de la contaminación y alimentario, entre otros. Las aplicaciones específicas incluyen piezas de trenes de aterrizaje, componentes de cabezas de pozo, válvulas, fijaciones, bombas, ejes, etc.
P: ¿El polvo 13-8Mo requiere tratamiento térmico?
R: Sí, el polvo de 13-8Mo adquiere toda su alta resistencia y dureza sólo después de un tratamiento térmico - recocido en solución seguido de un tratamiento de envejecimiento. El envejecimiento se traduce en una resistencia y dureza significativamente mayores. El tratamiento por disolución se realiza a 1065°C (1950°F) y el envejecimiento a 455 - 540°C (850 - 1000°F).
P: ¿Cuál es la diferencia entre el acero inoxidable 13-8 y el 15-5?
R: Las principales diferencias son:
- 13-8Mo contiene alrededor de 8% de níquel, 15-5 contiene alrededor de 5% de níquel
- El acero inoxidable 15-5 tiene un mayor contenido de cobre para aumentar la resistencia a la corrosión
- El 13-8Mo alcanza una resistencia y dureza sustancialmente superiores tras el tratamiento térmico de envejecimiento
- El 13-8Mo presenta una mayor resistencia a la corrosión en soluciones ácidas y alcalinas
Así pues, el 13-8 es el producto más fuerte y duro, mientras que el 15-5 cambia algo de fuerza por un mejor rendimiento general del acero inoxidable centrado en la resistencia a la corrosión.
P: ¿Se puede soldar el 13-8Mo?
R: Sí, el 13-8Mo puede soldarse satisfactoriamente utilizando las precauciones y procedimientos adecuados. Se recomiendan procesos de bajo aporte térmico, como la soldadura por láser o la soldadura por puntos de resistencia. Se aconseja el precalentamiento junto con el uso de consumibles sobrealeados al soldar por arco. Debe realizarse un tratamiento de envejecimiento posterior a la soldadura para conservar las propiedades óptimas en las zonas afectadas por el calor.
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