UGI® KC35N: Aleación Ni-Co-Cr-Mo Estirada en Frío y Envejecida para Alta Resistencia y Resistencia a la Corrosión

Descripción general

UGI® KC35N es una aleación no magnética de níquel-cobalto-cromo-molibdeno del sistema multifásico que ofrece una combinación sobresaliente de resistencia a la tracción ultraelevada, buena ductilidad y tenacidad, y excelente resistencia a la corrosión. Además, presenta una resistencia excepcional a la sulfuración, oxidación a alta temperatura y fragilización por hidrógeno.

Esta aleación puede producirse para cumplir requisitos específicos, abarcando un amplio rango de propiedades mecánicas nominales: desde temple recocido (Rm: 800 – 1000 MPa) hasta condición de estirado en frío (resistencia a la tracción de 1300 a 2000 MPa) con tolerancia de ±100 MPa.

La influencia del tratamiento térmico es insignificante en condición recocida, pero se vuelve más importante a medida que aumenta el endurecimiento por estirado en frío. No obstante, incluso cuando el nivel de resistencia requerido puede alcanzarse solo mediante estirado en frío, es preferible emplear un temple de estirado más ligero y lograr las propiedades mecánicas finales tras tratamiento térmico, ya que este estabiliza el material.

Propiedades generales

Propiedad	Valor
Densidad	8,34 g/cm³

Propiedades mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor
Módulo de elasticidad	20 °C	235 GPa
Módulo de elasticidad	200 °C	219 GPa
Módulo de elasticidad	500 °C	201 GPa
Módulo de cizalladura	20 °C	80,9 GPa
Módulo de cizalladura	200 °C	74,7 GPa
Módulo de cizalladura	500 °C	67,8 GPa
Resistencia a la tracción	–	1300 – 2000 MPa

Propiedades térmicas

Propiedad	Valor	Comentario
Coef. de expansión térmica	12,8 × 10⁻⁶ 1/K	20 a 100 °C
Punto de fusión	1315 – 1440 °C
Conductividad térmica	11,24 W/(m·K)

Propiedades eléctricas

Propiedad	Valor
Resistividad eléctrica	1,03 × 10⁻⁸ Ω·m

Propiedades magnéticas

Propiedad	Valor	Comentario
Permeabilidad magnética relativa	1,0009	máx., 500 / 1000 Oe

Composición química (porcentaje en peso)

Elemento	Contenido	Nota
Boro	0,01 %
Carbono	0,03 %	máx.
Cromo	19,0 – 21,0 %
Hierro	1,0 %	máx.
Manganeso	0,15 %
Molibdeno	9,0 – 10,5 %
Níquel	33,0 – 37,0 %
Fósforo	0,015 %	máx.
Silicio	0,15 %
Azufre	0,01 %	máx.
Titanio	1,0 %	máx.

Propiedades tecnológicas y aplicaciones

Áreas de aplicación

• Médica: prótesis, tornillos de fijación, electrodos de marcapasos, stents vasculares, filtros de vena cava, ortodoncia, instrumental auxiliar.
• Aeroespacial: muelles, barras de torsión, componentes de giroscopios.
• Naval: accesorios, muelles y cables.
• Relojería: muelles, componentes de pulseras, pasadores, coronas, muelles de pulsadores.
• Electrónica: piezas no magnéticas.
• Sensores de fuerza y presión.
• Petróleo y gas: muelles, piezas no magnéticas, componentes resistentes a corrosión y abrasión.

Resistencia a la corrosión

UGI® KC35N posee excelente resistencia a la sulfuración, oxidación a alta temperatura, fragilización por hidrógeno, soluciones salinas y la mayoría de ácidos minerales. Presenta una resistencia excepcional a la corrosión bajo tensión a niveles de resistencia muy altos bajo condiciones ambientales severas que agrietarían la mayoría de aleaciones convencionales. También es altamente resistente a otros ataques localizados como picaduras y corrosión por grieta.

Al ser una aleación extremadamente noble, puede producirse corrosión galvánica cuando se acopla eléctricamente con metales más activos como acero al carbono, acero inoxidable 316 o K MONEL®.

La aleación UGI® KC35N está incluida en la norma NACE MR0175 con una dureza máxima de HRC 35 (HRC 48 en condición específica de estirado en frío más envejecido). Este requisito enumera materiales resistentes a agrietamiento por tensión en ambiente ácido para exposición en entornos agrios, como en pozos de gas y petróleo.

Medio	Nivel de resistencia
Ácido acético	Excelente
Ácido sulfúrico	Bueno
Agua de mar	Excelente
Humedad	Excelente
Niebla salina (NaCl)	Excelente
Ácido nítrico	Bueno
Ácido fosfórico	Bueno
Hidróxido de sodio	Bueno

Mecanizado

Las altas propiedades mecánicas en condición estirada y la capacidad de endurecimiento en frío durante el mecanizado requieren precauciones particulares:

• Máquinas robustas y rígidas.
• Velocidades de corte moderadas.
• Herramientas de metal duro o pastillas soldadas con ángulos de ataque grandes.
• Refrigerante/lubricante de alto rendimiento.

Estudios de mecanizado han demostrado que esta aleación posee características superiores a las de Waspaloy®, estándar ampliamente utilizado para la mecanizabilidad de aleaciones base Ni-Co-Cr. Los parámetros de mecanizado para UGI® KC35N son similares a los usados para Waspaloy®.

Tratamiento térmico

• Envejecido en rango 430 – 650 °C / enfriamiento al aire.
• Para propiedades óptimas, el KC35N deformado en frío debe envejecerse a 540 – 600 °C.
• La influencia del tratamiento en material recocido es insignificante, pero se vuelve muy importante en productos estirados en frío.

Soldadura

UGI® KC35N puede soldarse satisfactoriamente por TIG. En general, sus propiedades de soldadura son similares a las del acero inoxidable tipo 304. Deben emplearse preparaciones y precauciones análogas. Los parámetros de soldadura deben ajustarse para asegurar un aporte de calor bajo por pasada, aproximadamente 1/2 a 2/3 del usado para soldar aceros de envejecimiento por maraging y acero inoxidable 304.