Aleación de níquel C276 Polvo
El polvo de aleación de níquel C276, también conocido como polvo de Hastelloy C276, es un polvo de aleación de níquel-molibdeno-cromo con alta resistencia a la corrosión. Presenta una excelente resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, especialmente a la oxidación y al agrietamiento por corrosión bajo tensión por iones cloruro.
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Índice
Visión general
El polvo de aleación de níquel C276, también conocido como polvo de Hastelloy C276, es un polvo de aleación de níquel-molibdeno-cromo con alta resistencia a la corrosión. Presenta una excelente resistencia a una amplia gama de entornos corrosivos, especialmente a la oxidación y al agrietamiento por corrosión bajo tensión por iones cloruro.
Algunas propiedades y características clave del polvo de aleación de níquel C276 incluyen:
Aleación de níquel C276 Propiedades principales del polvo
| Composición | Níquel (Balance), Molibdeno (15-17%), Cromo (14,5-16,5%), Hierro (4-7%), Tungsteno (3-4,5%) |
| Densidad | 8,89 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1390°C (2530°F) |
| Conductividad térmica | 11 W/m-K |
| Resistividad eléctrica | 1,24 microhm-cm |
| Resistencia a la oxidación | Excelente hasta 1095°C |
| Resistencia a la corrosión | Extremadamente alta en una amplia gama de entornos |
| Atributos clave | Alta resistencia, buena fabricabilidad, excelente resistencia a la corrosión |
El polvo de aleación de níquel C276 puede utilizarse para fabricar piezas mediante técnicas de fabricación aditiva como el sinterizado selectivo por láser (SLS), el sinterizado directo de metal por láser (DMLS), la fusión de lecho de polvo por láser (L-PBF) y el chorro de aglutinante. Esto permite crear geometrías complejas con muy buenas propiedades mecánicas.
Algunas de las principales aplicaciones y usos del polvo de aleación de níquel C276 son:
Aplicaciones de la aleación de níquel C276 en polvo
| Petróleo y gas | Válvulas de cabeza de pozo, árboles de Navidad, líneas de flujo, componentes submarinos |
| Industria química | Bombas, válvulas, recipientes de reacción, intercambiadores de calor |
| Control de la contaminación | Depuradores, precipitadores, chimeneas, conductos, ventiladores |
| Industria farmacéutica | Recipientes de reactores, contenedores, válvulas, tuberías |
| Industria alimentaria | Depósitos, válvulas, tuberías, cintas transportadoras, tornillería |
| Aplicaciones marinas | Ejes de hélice, elementos de fijación resistentes a la corrosión, colectores de escape refrigerados por agua |
| Industria aeroespacial | Soportes de motor, guías de tobera de escape, sistemas de inversión de empuje, componentes de góndola |
Composición
La composición típica del polvo de aleación de níquel C276 es:
Composición típica del polvo de aleación de níquel C276
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Níquel (Ni) | Saldo |
| Molibdeno (Mo) | 15-17% |
| Cromo (Cr) | 14.5-16.5% |
| Hierro (Fe) | 4-7% |
| Tungsteno (W) | 3-4.5% |
| Manganeso (Mn) | 1% máx |
| Silicio (Si) | 0,5% máx |
| Fósforo (P) | 0,02% máx |
| Azufre (S) | 0,03% máx |
| Carbono (C) | 0,01% máx |
El alto contenido en níquel y molibdeno confiere a la aleación de níquel C276 una excelente resistencia a la corrosión. El cromo ayuda a proporcionar resistencia a la oxidación. Los oligoelementos como el manganeso, el silicio, el fósforo y el azufre se reducen al mínimo, ya que pueden afectar negativamente a la resistencia a la corrosión si están presentes en cantidades elevadas. El bajo contenido en carbono minimiza la precipitación de carburos.
Propiedades y características
El polvo de aleación de níquel C276 tiene las siguientes propiedades y características clave:
Propiedades del polvo de aleación de níquel C276
| Densidad | 8,89 g/cm3 |
| Intervalo de fusión | 1315-1390°C (2400-2530°F) |
| Conductividad térmica | 11 W/m-K (~64 Btu-in/ft2-h-°F) |
| Resistividad eléctrica | 1,24 microhm-cm a 20°C |
| Módulo de elasticidad | 205 GPa |
| Relación de Poisson | 0.29 |
| Resistencia a la tracción | 515-750 MPa (75-110 ksi) |
| Límite elástico (0,2% offset) | 205-515 MPa (30-75 ksi) |
| Alargamiento | 25-45% |
| Dureza | 25-35 HRC |
| Resistencia a la oxidación | Resistente hasta 1095°C |
| Coeficiente de dilatación térmica | 13 μm/m-°C |
| Tratamiento térmico | Tratamiento por disolución y enfriamiento rápido |
Algunas de las principales características y ventajas del polvo de aleación de níquel C276 son:
- Resistencia a la corrosión extremadamente alta, especialmente a la corrosión por picaduras y grietas
- Excelente resistencia a la oxidación y otros efectos de las altas temperaturas hasta ~1100°C
- Alta resistencia desde temperatura ambiente hasta temperaturas elevadas
- Buena soldabilidad utilizando métodos de soldadura convencionales.
- Buena conformabilidad que permite diversas opciones de fabricación
- Mayor resistencia en comparación con otras aleaciones de níquel
- El menor contenido de carbono mejora la resistencia a la corrosión
Especificaciones
El polvo de aleación de níquel C276 está disponible en varios rangos de tamaño dependiendo de la aplicación y el proceso de fabricación que se vaya a utilizar. Algunas especificaciones de tamaño típicas incluyen:
Especificaciones de tamaño típicas del polvo de aleación de níquel C276
| Tamaño de las partículas | 15-45 μm |
| Densidad aparente | ~2,5 g/cm3 |
| Caudal | ~25 s/50g |
| Distribución por tamaños | D10: 20 μm; D50: 35 μm; D90: 40 μm |
Los tamaños de polvo más grandes pueden llegar hasta un tamaño de malla de 140 (~100 μm). También se producen polvos más pequeños, de tamaño nanométrico (~50 nm), para aplicaciones avanzadas.
Se aplican varias especificaciones nacionales e internacionales al polvo de aleación de níquel C276 en función de la composición, el estado y las pruebas:
- AMS 5874 - Aleación forjada de níquel C276 para usos generales
- ASME SB-574 - Aleación forjada de níquel C276 para recipientes a presión
- ASTM B575 - Standard Specification for Low-Carbon Nickel Alloy Plate, Sheet, and Strip (Especificación estándar para placas, láminas y bandas de aleación de níquel con bajo contenido en carbono).
- ISO 15156/NACE MR0175/MR0103 - Industrias del petróleo y del gas natural
Proveedores y precios
Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo de aleación de níquel C276 son:
Principales proveedores de aleación de níquel C276 en polvo
| Proveedor | Ubicación |
|---|---|
| Sandvik | Suecia |
| Praxair | EE.UU. |
| Tecnología Carpenter | EE.UU. |
| Hoganas | Suecia |
| Tecnología LPW | REINO UNIDO |
| TLS Técnica | Alemania |
El polvo de la aleación de níquel C276 es más caro que el de las superaleaciones con base de níquel debido a su alto contenido en molibdeno. El coste también depende en gran medida del volumen del pedido y de la distribución del tamaño de las partículas. Algunos precios aproximados del polvo son:
- Pequeños volúmenes (<100 kg) - $100-150 por kg
- Grandes volúmenes (>1.000 kg) - $50-90 por kg
Cómo elegir la aleación de níquel C276 en polvo
Hay algunos factores clave que deben tenerse en cuenta al seleccionar el polvo de aleación de níquel C276:
Criterios clave de selección de la aleación de níquel C276 en polvo
| Parámetro | Detalles |
|---|---|
| Proceso de fabricación | Adaptar el tamaño y la forma del polvo a los requisitos del aditivo u otro proceso |
| Propiedades de las piezas | Solidez, resistencia a la corrosión, necesidades de resistencia a altas temperaturas |
| Condiciones de funcionamiento | Temperatura, presión, medios para confirmar un rendimiento adecuado |
| Normas del sector | Conformidad para aplicaciones en los sectores del petróleo y el gas, químico, alimentario, etc. |
| Geometría de la pieza | Complejidad, acabado superficial, requisitos de precisión |
| Pruebas y certificación | Confirmar composición, ausencia de contaminación, informes de pruebas de lotes |
| Precio | Equilibrar las necesidades de rendimiento con las limitaciones presupuestarias |
Es fundamental empezar por comprender la aplicación, las condiciones de funcionamiento y las propiedades necesarias. El proceso de fabricación determina las características adecuadas del polvo, como la distribución del tamaño de las partículas, la morfología y la fluidez. La composición química debe confirmarse con el certificado de análisis del proveedor. Los ensayos de muestras pueden validar las propiedades clave antes de la producción a gran escala.
Aplicaciones y casos de uso
La aleación de níquel C276 se utiliza ampliamente en entornos exigentes de calor y corrosión en diversas industrias:
Industrias y aplicaciones de la aleación de níquel C276 en polvo
| Industria | Componentes y piezas |
|---|---|
| Petróleo y gas | Válvulas de cabeza de pozo, líneas de flujo submarinas, conectores, plataformas marinas |
| Petroquímica | Intercambiadores de calor, condensadores, recipientes de proceso |
| Marina | Ejes, hélices, fijaciones, componentes de escape |
| Control de la contaminación | Componentes internos del depurador, ventiladores, conductos, chimeneas |
| Procesado de alimentos | Depósitos, tuberías, válvulas, tuercas/pernos |
Algunos ejemplos concretos de aplicación son:
- Plataformas petrolíferas: bombas de elevación de agua de mar, sistemas de tuberías, árboles de Navidad de cabeza de pozo, componentes submarinos como conectores, líneas de flujo, puentes, etc.
- Plantas petroquímicas - Tubos de intercambiadores de calor, tubos de condensadores, recipientes y tanques de proceso, tuberías y válvulas que transportan medios corrosivos.
- Embarcaciones marítimas - Componentes como ejes de hélice, colectores de escape refrigerados por agua, elementos de fijación resistentes a la corrosión
- Desalinización - Tamices de admisión, componentes y émbolos de bombas de alta presión, carcasas de membranas de ósmosis inversa
- Sistemas de control de la contaminación: componentes internos de sistemas FGD y SCR, como ventiladores, conductos, chimeneas y revestimientos de depuradores expuestos a gases ácidos o agua de mar.
- Procesado de alimentos/bebidas - Tuberías, recipientes y tanques de proceso, tuercas/pernos, válvulas que transportan alimentos ácidos.
Algunos componentes típicos fabricados en polvo de aleación de níquel C276 incluyen:
Componentes típicos con polvo de aleación de níquel C276
| Componentes | Descripciones |
|---|---|
| Bombas | Bombas centrífugas de desplazamiento positivo para líquidos corrosivos |
| Impulsores | Para procesos de manipulación de soluciones muy ácidas o salinas |
| Válvulas | Válvulas de compuerta, bola, mariposa y globo en sistemas de tuberías |
| Boquillas | Boquillas pulverizadoras para depuradores anticontaminación |
| Recipientes de reacción | Para reactores de síntesis química a alta temperatura y presión |
| Tubos intercambiadores de calor | Tubos rectos o geometrías serpenteantes complejas |
| Accesorios de tubería | Codos, tes y reductores para el transporte de diversos medios corrosivos |
Polvo de aleación de níquel C276 frente a alternativas
La aleación de níquel C276 se compara a continuación con las principales aleaciones alternativas de níquel y acero inoxidable:
Comparación del polvo de aleación de níquel C276 con alternativas
| Aleación | Resistencia a la corrosión | Resistencia a la temperatura | Coste | Fabricación |
|---|---|---|---|---|
| Aleación de níquel C276 | Extremadamente alto | Excelente hasta 1100°C | Alta | Buena maquinabilidad/soldadura |
| Aleación C22 | Muy buena | Muy bueno hasta ~1200°C | Alta | Soldable |
| Aleación 625 | Alta | Excelente hasta 1000°C | Medio | Fácil fabricación |
| Acero inoxidable 316/316L | Moderado | Justo hasta 300°C | Bajo | Más fácil de fabricar |
| Inoxidable dúplex | Excelente | Limitado a 250°C | Bajo | Fabricación más difícil |
La aleación de níquel C276 ofrece la mejor resistencia a la corrosión en una amplia gama de entornos agresivos en comparación con otras alternativas. Puede funcionar de forma fiable a temperaturas elevadas que superan los 1.000 °C. Estas ventajas tienen un coste más elevado debido a su composición especializada rica en aleaciones estratégicas. Sin embargo, su facilidad de fabricación mediante métodos estándar supone una ventaja económica frente a otras aleaciones patentadas más complejas.
Limitaciones de la aleación de níquel C276
A pesar de su alto rendimiento, la aleación de níquel C276 tiene algunas limitaciones a tener en cuenta:
Limitaciones del polvo de aleación de níquel C276
| Limitación | Descripción |
|---|---|
| Coste | Más caros que los aceros inoxidables debido a su contenido en níquel y molibdeno |
| Fabricación | Las secciones más pesadas de más de 50 mm pueden mostrar una menor resistencia a la corrosión |
| Espesor de la sección | La sección máxima recomendada es de 25 mm para un rendimiento óptimo |
| Tratamiento térmico | Es necesario un control especial de los ciclos de calentamiento/enfriamiento para evitar que se deterioren las propiedades |
Las secciones más finas, de hasta 25 mm, mantienen una resistencia a la corrosión elevada y constante. También hay que tener cuidado con el tratamiento en solución y el templado de las piezas acabadas para conseguir una resistencia total a la corrosión sin precipitación de fases nocivas. Sin embargo, en general, la aleación de níquel C276 está diseñada para ser bastante tolerante a la fabricación en comparación con otros materiales altamente aleados.
PREGUNTAS FRECUENTES
Preguntas frecuentes sobre la aleación de níquel C276 en polvo
| Pregunta | Respuesta |
|---|---|
| ¿Qué industrias utilizan la aleación de níquel C276? | Petroquímica, petróleo y gas, aplicaciones marinas, procesamiento químico, control de la contaminación, desalinización |
| ¿Por qué el C276 es mejor que el acero inoxidable? | Mayor resistencia a la corrosión, buen rendimiento a temperaturas mucho más elevadas |
| ¿Para qué se utiliza la aleación de níquel C276? | Tuberías, válvulas, bombas, intercambiadores de calor, elementos de fijación: piezas húmedas en contacto con productos químicos/fluidos agresivos. |
| ¿Cuál es la resistencia a la corrosión del C276? | Resistencia extremadamente alta a las picaduras, la corrosión por intersticios y el agrietamiento por corrosión bajo tensión en una amplia gama de ácidos, cloruros, etc. |
| ¿Se puede soldar la aleación de níquel C276? | Sí, el C276 ofrece una excelente soldabilidad mediante diversos procesos de soldadura. |
| ¿Qué aleación es similar al C276? | La aleación C22 ofrece una resistencia a la corrosión comparable pero menor fabricabilidad |
| ¿Es caro el Hastelloy C276? | Sí, cuesta más que el acero inoxidable debido al níquel/molibdeno pero ofrece un rendimiento superior |
| ¿Es compatible la aleación de níquel C276 con el agua de mar? | Sí, tiene una excelente resistencia a los ambientes salinos, por lo que es ideal para aplicaciones marinas. |
Conclusión
El polvo de aleación de níquel C276 ofrece una excelente resistencia a la corrosión y a la temperatura, así como buenas características de fabricación. Esto la convierte en una opción excelente para fabricar piezas y componentes críticos expuestos a entornos operativos agresivos en los sectores del petróleo y el gas, el procesamiento químico y otros. Tiene un coste elevado, pero ofrece una vida útil larga y fiable con menores exigencias de mantenimiento en comparación con otras aleaciones. La fabricación aditiva permite fabricar piezas de gran complejidad con propiedades que igualan o superan las de la fabricación tradicional. Para la corrosión química extrema o las altas temperaturas cercanas a los 1100°C, la aleación de níquel C276 es un sistema de aleación ideal.
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