Sandvik 5R10: Acero Austenílico Cromo-Níquel para Alta Temperatura y Resistencia Superior

Descripción general

El Sandvik 5R10 es un acero austenílico cromo-níquel con un contenido de carbono controlado para lograr una resistencia mejorada a altas temperaturas. Este material combina una buena resistencia a la corrosión con excelentes propiedades mecánicas en entornos de alta temperatura, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones industriales exigentes.

Propiedades principales

Propiedades generales

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Densidad	23,0 °C	7,9 g/cm³
Contenido reciclado		82,1 %	Contenido reciclado promedio

Propiedades mecánicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Energía de impacto Charpy	-196,0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) y EN 10216-5
Límite de fluencia (10⁴ ciclos)	550,0 °C	195 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
	575,0 °C	147 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
	600,0 °C	122 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
	625,0 °C	100 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
	650,0 °C	79 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
	675,0 °C	64 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
	700,0 °C	48 MPa	Valores ISO, a 10.000 h
Límite de fluencia (10⁵ ciclos)	550,0 °C	115 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
	575,0 °C	93 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
	600,0 °C	74 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
	625,0 °C	58 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
	650,0 °C	45 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
	675,0 °C	33 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
	700,0 °C	23 MPa	Valores ISO, a 100.000 h
Módulo de elasticidad	20,0 °C	200 GPa
	100,0 °C	194 GPa
	200,0 °C	186 GPa
	300,0 °C	179 GPa
	400,0 °C	172 GPa
	500,0 °C	165 GPa
Alargamiento	23,0 °C	45 %	Mín.
Alargamiento A2	23,0 °C	35 %	Mín.
Dureza Vickers	23,0 °C	155
Resistencia a la tracción	23,0 °C	515 - 690 MPa
Límite elástico Rp0,1	20,0 °C	240 MPa	Mín.
	50,0 °C	215 MPa	Mín.
	100,0 °C	190 MPa	Mín.
	150,0 °C	175 MPa	Mín.
	200,0 °C	165 MPa	Mín.
	250,0 °C	155 MPa	Mín.
	300,0 °C	150 MPa	Mín.
	350,0 °C	145 MPa	Mín.
	400,0 °C	140 MPa	Mín.
	450,0 °C	135 MPa	Mín.
	500,0 °C	130 MPa	Mín.
	550,0 °C	125 MPa	Mín.
	600,0 °C	120 MPa	Mín.
Límite elástico Rp0,2	20,0 °C	210 MPa	Mín.
	50,0 °C	190 MPa	Mín.
	100,0 °C	165 MPa	Mín.
	150,0 °C	150 MPa	Mín.
	200,0 °C	140 MPa	Mín.
	250,0 °C	130 MPa	Mín.
	300,0 °C	125 MPa	Mín.
	350,0 °C	120 MPa	Mín.
	400,0 °C	115 MPa	Mín.
	450,0 °C	110 MPa	Mín.
	500,0 °C	105 MPa	Mín.
	550,0 °C	100 MPa	Mín.
	600,0 °C	95 MPa	Mín.

Propiedades térmicas

Propiedad	Temperatura	Valor	Comentario
Coeficiente de expansión térmica	100,0 °C	1,65E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
	200,0 °C	1,7E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
	300,0 °C	1,75E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
	400,0 °C	1,8E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
	500,0 °C	1,85E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
	600,0 °C	1,85E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
	700,0 °C	1,9E-5 1/K	Para 30 °C hasta la temperatura indicada
Calor específico	20,0 °C	485 J/(kg·K)
	100,0 °C	500 J/(kg·K)
	200,0 °C	515 J/(kg·K)
	300,0 °C	525 J/(kg·K)
	400,0 °C	540 J/(kg·K)
	500,0 °C	555 J/(kg·K)
	600,0 °C	575 J/(kg·K)
Conductividad térmica	20,0 °C	14 W/(m·K)
	100,0 °C	15 W/(m·K)
	200,0 °C	17 W/(m·K)
	300,0 °C	18 W/(m·K)
	400,0 °C	20 W/(m·K)
	500,0 °C	21 W/(m·K)
	600,0 °C	23 W/(m·K)

Composición química

Elemento	Valor	Comentario
Carbono	0,04 %	Mín.
Cromo	18,5 %
Hierro	Balance
Manganeso	1,3 %
Níquel	9,5 %
Fósforo	0,04 %	Máx.
Silicio	0,4 %
Azufre	0,015 %	Máx.

Propiedades tecnológicas y aplicaciones

Áreas de aplicación

El Sandvik 5R10 se utiliza en una amplia gama de aplicaciones industriales con énfasis en procesos a alta temperatura. Ejemplos típicos incluyen: intercambiadores de calor, condensadores, tuberías, serpentines de refrigeración y calefacción en las industrias química, petroquímica, de fertilizantes, celulosa y papel, y energía nuclear, así como en la producción de productos farmacéuticos, alimentos y bebidas.

Certificaciones

Aprobaciones: Aprobación JIS para tubos de acero inoxidable.

Conformado en frío

El recocido después del curvado en frío no es normalmente necesario, pero este punto debe decidirse teniendo en cuenta el grado de curvado y las condiciones de operación. El tratamiento térmico, si es necesario, debe tomar la forma de alivio de tensiones o recocido de solución, ver "Tratamiento térmico".

Propiedades de corrosión

Corrosión general: El Sandvik 5R10 tiene buena resistencia en:

• Ácidos orgánicos a temperaturas moderadas
• Soluciones salinas, por ejemplo, sulfatos, sulfuros y sulfitos
• Soluciones cáusticas a temperaturas moderadas

El riesgo de corrosión general en ácido sulfúrico durante los períodos de parada debe tenerse en cuenta. Dado que el Sandvik 5R10 no está aleado con molibdeno, el grado solo puede tolerar bajas concentraciones a temperaturas limitadas. En ácido sulfúrico naturalmente aireado, la tasa de corrosión es inferior a 0,1 mm/año siempre que la temperatura no supere los 20 °C (68 °F) en una solución al 5 %.

Corrosión intergranular: El Sandvik 5R10 tiene un contenido de carbono relativamente alto. Por lo tanto, existe un cierto riesgo de reducción de la resistencia a la corrosión intergranular si el acero se ha sensibilizado después de, por ejemplo, un tratamiento térmico inadecuado o soldadura. El Sandvik 3R12 tiene un contenido de carbono significativamente menor y, por tanto, es más seguro frente al ataque intergranular.

Corrosión por picaduras y grietas: El acero puede ser sensible a la corrosión por picaduras y grietas incluso en soluciones de contenido de cloruro relativamente bajo. Los aceros aleados con molibdeno tienen mejor resistencia y esta mejora con el aumento del contenido de molibdeno.

Corrosión bajo tensión: El acero austenítico es susceptible a la corrosión bajo tensión. Esto puede ocurrir a temperaturas superiores a aproximadamente 60 °C (140 °F) si el acero está sometido a tensiones de tracción y al mismo tiempo entra en contacto con ciertas soluciones, particularmente las que contienen cloruros. Dichas condiciones de servicio deben evitarse por tanto. Las condiciones cuando las plantas se detienen también deben considerarse, ya que los condensados que se forman entonces pueden desarrollar condiciones que conducen tanto a la corrosión bajo tensión como a la corrosión por picaduras.

En aplicaciones que demandan alta resistencia a la corrosión bajo tensión, recomendamos el acero austenítico-ferrítico Sandvik SAF 2304.

Corrosión gaseosa: El Sandvik 5R10 puede utilizarse en:

• Aire hasta 850 °C (1560 °F)
• Vapor hasta 750 °C (1380 °F)
• Gas de síntesis (síntesis de amoníaco) hasta aproximadamente 550 °C (1020 °F)

El comportamiento de fluencia también debe tenerse en cuenta al utilizar el acero en el rango de fluencia. En gases de combustión que contienen azufre, la resistencia a la corrosión se reduce. En tales entornos, el acero puede utilizarse a temperaturas de hasta 600-750 °C (1110-1380 °F) dependiendo de las condiciones de servicio. Los factores a considerar son si la atmósfera es oxidante o reductora, es decir, el contenido de oxígeno, y si están presentes impurezas como sodio y vanadio.

Tratamiento térmico

Los tubos se entregan normalmente en condición de tratado térmicamente. Si se necesita un tratamiento térmico adicional después de un procesamiento posterior, se recomienda lo siguiente:

• Alivio de tensiones: 850-950 °C (1560-1740 °F), enfriamiento al aire.
• Recocido de solución: 1000-1100 °C (1830-2010 °F), enfriamiento rápido al aire o agua.

Conformado en caliente

El curvado en caliente se realiza a 1100-850 °C (2010-1560 °F) y debe ir seguido de recocido de solución.

Formas de suministro

Tubos y tuberías se entregan normalmente en condición de recocido de solución y decapado blanco o en condición de recocido brillante. El rango de tamaños puede verse en la Fig. 1. Los tubos en U pueden entregarse bajo pedido.

Soldadura

La soldabilidad del Sandvik 5R10 es buena. La soldadura debe realizarse sin precalentamiento y el tratamiento térmico posterior normalmente no es necesario. Los métodos adecuados de soldadura por fusión son la soldadura por arco con electrodo revestido (MMA/SMAW) y la soldadura por arco protegido con gas, con el método TIG/GTAW como primera opción.

Para el Sandvik 5R10, se recomiendan un aporte de calor de <1,5 kJ/mm y una temperatura entre pasadas de <150 °C (300 °F).

Metales de aporte recomendados:

• Soldadura TIG/GTAW o MIG/GMAW: ISO 14343 S 19 9 H / AWS A5.9 ER308H
• Soldadura MMA/SMAW: ISO 3581 E 19 9 H R / AWS A5.4 E308H-17

Ficha técnica actualizada: 2019-08-28 (anula todas las ediciones anteriores)