Técnicamente sí, pero no se recomienda emplear el Incoloy 800 por encima de 1100 °F en aplicaciones críticas por fluencia. Al carecer del contenido de carbono y del tamaño de grano controlados del 800H y el 800HT, el 800 estándar presenta una resistencia a la rotura por fluencia notablemente inferior. La ASTM B407 indica expresamente que la N08810 y la N08811 «se emplean habitualmente a temperaturas de servicio por encima de 1100 °F (593 °C), donde se exige resistencia a la fluencia y a la rotura».
Norma ASTM B407 de tuberías y tubos sin costura Incoloy 800/800H/800HT
La ASTM B407 es la especificación estándar para tuberías y tubos sin costura de aleación níquel-hierro-cromo de ASTM International, y cubre las aleaciones de la familia Incoloy 800: UNS N08800 (Incoloy 800), N08810 (Incoloy 800H), N08811 (Incoloy 800HT), N08801 y N08120. Son las aleaciones de referencia para aplicaciones a temperaturas de 1100-2100 °F (593-1150 °C) en calentamiento industrial a alta temperatura, reformado petroquímico y generación eléctrica.
La especificación define la composición química, las propiedades mecánicas, los requisitos de tamaño de grano, las tolerancias dimensionales, el tratamiento térmico, la prueba hidrostática o por corrientes inducidas y el marcado del producto. El producto se suministra en estado trabajado en frío y recocido o acabado en caliente. La diferencia clave entre el Incoloy 800, el 800H y el 800HT está en el contenido de carbono y en el control del tamaño de grano. Esas pequeñas diferencias de composición se traducen en diferencias enormes de vida a fluencia y a rotura por encima de 1100 °F (593 °C).
Las tuberías y tubos de Incoloy ASTM B407 se especifican para hornos de craqueo de etileno, reformadores de producción de hidrógeno, tubos de primera y segunda etapa de reformadores de amoníaco, sobrecalentadores de centrales eléctricas, hornos rotativos de tratamiento térmico industrial y generadores de vapor nucleares. Esta guía recorre todos los apartados de la B407 —grados de aleación, diferencias entre el 800, el 800H y el 800HT, composición química, propiedades mecánicas, tolerancias, tratamiento térmico, ensayos y cuestiones prácticas— y aporta a los equipos de ingeniería y de compras los datos para elegir la aleación Ni-Fe-Cr correcta.
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¿Qué es la ASTM B407?
La ASTM B407 es la especificación estándar que cubre las tuberías y tubos sin costura de aleación níquel-hierro-cromo.La supervisa el subcomité B02.07 de níquel y cobalto refinados y sus aleaciones, del comité ASTM B02 de metales y aleaciones no férreos.
La composición níquel-hierro-cromo —un 30-35 % de níquel, un 19-27 % de cromo y más de un 39.5 % de hierro— sitúa a estas aleaciones entre los aceros inoxidables austeníticos, que carecen de resistencia a alta temperatura, y las aleaciones níquel-cromo como el Inconel 600/601, notablemente más caras por su mayor contenido de níquel.
El Incoloy 800 (N08800) se emplea a temperaturas de hasta 1100°F (593°C). El Incoloy 800H (N08810), el 800HT (N08811) y las aleaciones afines N08801 y N08120 se emplean por encima de 1100 °F (593 °C), donde la resistencia a la fluencia y a la rotura pasa a ser el criterio de diseño principal. Las designaciones «H» y «HT» indican un mayor contenido de carbono y un tamaño de grano controlado para mejorar el comportamiento a alta temperatura.
La norma ASME equivalente es SB-407, recogida en el volumen II, parte B, del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. El material que cumple a la vez los requisitos ASTM y ASME puede marcarse con la designación SB-407 para equipos a presión con sello de código en centrales eléctricas, refinerías y recipientes de proceso químico.
Composición química de la ASTM B407
La composición química de la ASTM B407 se controla con precisión para aportar una elevada resistencia mecánica, una excelente resistencia a la oxidación y un comportamiento fiable a alta temperatura. La aleación se compone principalmente de níquel, cromo y hierro, con pequeñas adiciones de carbono, aluminio, titanio y manganeso que mejoran la estabilidad y la resistencia a la corrosión. Este equilibrio de elementos permite al material ASTM B407 conservar su durabilidad y su integridad estructural en entornos industriales exigentes.
| Grado | Número UNS | Norma | Requisitos de composición química (valores máximos salvo que se indique un rango) | |||||||||||||
| Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Silicio (Si) | Níquel (Ni) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Cobre (Cu) | Hierro (Fe) | Titanio (Ti) | Aluminio (Al) | Cobalto (Co) | Otros | |||
| Incoloy 800 | N08800 | B407 | 0.10 | 1.50 | 0.045 | 0.015 | 1.00 | 30.0–35.0 | 19.0–23.0 | - | 0.75 | min 39.5 | 0.15–0.60 | 0.15–0.60 | - | - |
| Incoloy 800H | N08810 | B407 | 0.05–0.10 | 1.50 | 0.045 | 0.015 | 1.00 | 30.0–35.0 | 19.0–23.0 | - | 0.75 | min 39.5 | 0.15–0.60 | 0.15–0.60 | - | - |
| Incoloy 800HT | N08811 | B407 | 0.06–0.10 | 1.50 | 0.045 | 0.015 | 1.00 | 30.0–35.0 | 19.0–23.0 | - | 0.75 | min 39.5 | 0.15–0.60 | 0.15–0.60 | - | Al+Ti: 0.85–1.20 |
| Incoloy 801 | N08801 | B407 | 0.05 | 1.50 | 0.045 | 0.015 | 1.00 | 30.0–34.0 | 19.5–23.5 | - | 1.00 | BAL | 0.75–1.50 | - | - | - |
| Alloy HR-120 | N08120 | B407 | 0.05–0.10 | 1.00 | 0.045 | 0.015 | 1.00 | 35.0–39.0 | 23.0–27.0 | - | 0.50 | BAL | - | 0.10–0.30 | 3.0 | Nb: 0.10–0.50; N: 0.20 |
Nota:En las aleaciones N08800, N08810, N08811 y N08801, el hierro se determina aritméticamente por diferencia. En la N08810 (800H) el carbono se controla entre el 0.05 y el 0.10 %; en la N08811 (800HT) el carbono se sitúa entre el 0.06 y el 0.10 %, con Al+Ti mantenido entre el 0.85 y el 1.20 %.
Propiedades mecánicas de la ASTM B407
Las propiedades mecánicas de la ASTM B407 definen la resistencia y la durabilidad de las tuberías y tubos destinados a aplicaciones exigentes. Comprenden la resistencia a la tracción, el límite elástico y el alargamiento, que indican cómo se comporta la aleación bajo tensión y deformación. Los valores especificados garantizan que las aleaciones ASTM B407 ofrezcan un comportamiento mecánico fiable en entornos de alta temperatura y corrosivos.
| Grado | Estado y dimensiones | Norma | Resistencia a la tracción Mín., MPa |
Límite elástico Mín., MPa |
Alargamiento Mín., % |
| N08800 | Trabajado en frío y recocido | B407 | 520 | 205 | 30 |
| Acabado en caliente y recocido, o acabado en caliente | B407 | 450 | 170 | 30 | |
| N08810 | Acabado en caliente y recocido, o trabajado en frío y recocido | B407 | 450 | 170 | 30 |
| N08811 | Acabado en caliente y recocido, o trabajado en frío y recocido | B407 | 450 | 170 | 30 |
| N08801 | Trabajado en frío y recocido | B407 | 520 | 205 | 30 |
| Acabado en caliente y recocido, o acabado en caliente | B407 | 450 | 170 | 30 | |
| N08120 | Acabado en caliente y recocido, o trabajado en frío y recocido | B407 | 655 | 275 | 30 |
Nota:Estos son los valores mínimos a temperatura ambiente. El verdadero valor del 800H y el 800HT se aprecia en los datos de fluencia a alta temperatura: a 1600 °F (870 °C), la resistencia a la rotura a 100,000 horas del 800HT supera en un 20-30 % aproximadamente a la del 800H, y el 800H es a su vez claramente más resistente que el 800. En las aleaciones N08120, N08810 y N08811 se verifica el tamaño de grano de cada lote conforme a ASTM E 112 (ASTM 5 o más grueso). El alargamiento se mide sobre una base de 2 pulgadas (50 mm) o 4D.
Tolerancias de la ASTM B407
La ASTM B407 define dos juegos de tolerancias dimensionales: uno para tuberías y tubos acabados en frío y otro para tubos acabados en caliente. El producto acabado en frío ofrece un control más estricto del diámetro exterior (DE) y del espesor de pared. El acabado en caliente permite fabricar diámetros mayores, pero con tolerancias de diámetro exterior más amplias. En ambos casos la norma fija tolerancias de diámetro exterior (o interior), espesor de pared (medio o mínimo) y longitud.
| Norma | Diámetro exterior (D) | Tolerancia (mm) | Espesor de pared (S) | Tolerancia | Longitud | Tolerancia |
| MM | NORMAL / ALTA | MM | MM | MM | ||
| B407 (Tubo estirado en frío) |
D<12.7 | +0.13/0 | ave. ±12.5% | min: +25.0%/0 | Longitud fija ≤9.1m |
+3.2/0 |
| 12.7≤D≤15.9 | ±0.13 | |||||
| 15.9<D≤38.1 | ±0.13 | ave. ±10.0% | min: +20.0%/0 | |||
| 38.1<D≤76.2 | ±0.25 | ave. ±12.5% | min: +22.0%/0 | |||
| D<12.7 | ±0.13 | ave. ±12.5% | min: +25.0%/0 | Longitud fija >9.1m |
+6.4/0 | |
| 12.7≤D≤15.9 | ±0.15 | |||||
| 15.9<D≤38.1 | ±0.19 | ave. ±10.0% | min: +20.0%/0 | |||
| 38.1<D≤50.8 | ±0.25 | ave. ±12.5% | min: +22.0%/0 | |||
| 50.8<D≤76.2 | ±0.38 | |||||
| B407 (Tubo acabado en caliente) |
19≤D≤38 | +0.4/-0.8 | Espesor de pared nominal: ±12.5 % | Espesor de pared mínimo: +28.5 %/0 | OD<50.8: +3.2/-0 OD≥50.8: +4.8/-0 Véase B829 para más detalles |
- |
| 38.1<D≤102 | ±0.8 | |||||
| 102<D≤235 | +1.6/-0.8 | |||||
| B407 (Tubería trabajada en caliente) |
25≤D≤48 | ±0.38 | Espesor de pared nominal: +16%/-12.5% |
Espesor de pared mínimo: +28.5 %/0 | - | - |
| 48<D≤114 | ±0.51 | |||||
| 114<D≤165 | ±0.64 | |||||
| 165<D≤235 | ±0.79 |
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Grados de aleación de la ASTM B407: 800 frente a 800H frente a 800HT
La ASTM B407 cubre cinco designaciones UNS, pero las tres que más se especifican comercialmente son la N08800 (Incoloy 800), la N08810 (Incoloy 800H) y la N08811 (Incoloy 800HT). Las diferencias entre ellas nacen de la composición química, pero son grandes en cuanto a comportamiento a alta temperatura. El Incoloy 800 es el grado de uso general; el 800H eleva el contenido de carbono para reforzar la resistencia a la fluencia; y el 800HT lo eleva aún más y controla además la relación Al+Ti para obtener la máxima vida a rotura por fluencia. La tabla siguiente compara las cinco aleaciones.
| Número UNS | Nombre comercial | Rango de C, % | Al+Ti | Tamaño de grano | Principales aplicaciones |
| N08800 | Incoloy 800 | 0.10 max | — | No se exige | Servicio general hasta 1100 °F (593 °C) |
| N08810 | Incoloy 800H | 0.05–0.10 | 0.85–1.20 | ASTM grado 5 o más grueso | Servicio de fluencia/rotura por encima de 1100 °F (593 °C) |
| N08811 | Incoloy 800HT | 0.06–0.10 | 0.85–1.20 | ASTM grado 5 o más grueso | Vida a fluencia máxima: tubos de reformador, pigtails de etileno |
| N08801 | — | 0.10 max | 0.75–1.50 (Ti) | No se exige | Resistencia a la carburación, trabajo en caliente |
| N08120 | HR-120 | 0.02–0.10 | 0.40 max (Al) | ASTM grado 5 o más grueso | Oxidación a alta temperatura, incineración de residuos |
UNS N08800 / Incoloy 800
La UNS N08800 es la aleación de referencia para resistencia a la corrosión y al calor a temperatura media. Contiene un 30-35 % de níquel, un 19-23 % de cromo y un mínimo del 39.5 % de hierro. Su composición equilibrada Ni-Fe-Cr aporta resistencia a la oxidación, a la carburación y a la sulfuración por debajo de 1100°F (593°C). Sus usos habituales incluyen tubos de intercambiador de calor, vainas de elementos calefactores eléctricos y tuberías de proceso en medios ligeramente corrosivos.
Más información sobre el material Incoloy 800UNS N08810 / Incoloy 800H
La UNS N08810 es la versión optimizada para fluencia, destinada al servicio por encima de 1100 °F (593 °C). Es la misma aleación base que la 800, pero con el contenido de carbono limitado a 0.05-0.10% (en lugar de un máximo del 0.10 %) y con un tamaño de grano obligatorio ASTM 5 o más grueso. El límite inferior de carbono más alto forma más carburos Cr₂₃C₆ y M₂₃C₆ en los bordes de grano, que los anclan durante la fluencia y frenan la deformación controlada por difusión. El 800H se especifica para pigtails de reformadores de hidrógeno, líneas de transferencia de reformadores de amoníaco, serpentines radiantes de craqueo de etileno y tubos de hornos petroquímicos que operan entre 1200 y 1800 °F (650-980 °C).
Más información sobre el material Incoloy 800HUNS N08811 / Incoloy 800HT
La aleación 800HT es la variante de mayores prestaciones a rotura por fluencia, con endurecimiento por gamma prima gracias al control del Al+Ti. Limita el carbono a 0.06-0.10% y mantiene el contenido conjunto de aluminio y titanio en 0.85-1.20%. Ese intervalo de Al+Ti hace que precipite gamma prima (γ′, Ni₃(Al, Ti)) durante el servicio a alta temperatura, lo que añade endurecimiento por precipitación al anclaje de los bordes de grano por carburos. El 800HT es el grado de gama alta para tubos de hornos de pirólisis de etileno, pigtails de salida de reformadores de metano con vapor y tubos de generadores de vapor nucleares.
Más información sobre el material Incoloy 800HTUNS N08120 / HR-120
HR-120 es la variante de alto cromo, con un 23-27 % de cromo, un 35-39 % de níquel y una adición intencionada de nitrógeno (0.15-0.30 %) para endurecimiento por solución sólida. Contiene además niobio (0.4-0.9 %) y molibdeno (hasta un 2.5 %), que aportan resistencia adicional a la fluencia y a la picadura. La HR-120 está diseñada para temperaturas de hasta 2000 °F (1093 °C) en atmósferas oxidantes y entornos de incineración de residuos. Su temperatura de tratamiento térmico es de 2150 °F (1177 °C) como mínimo.
Requisitos de tratamiento térmico de la ASTM B407
El tratamiento térmico de las aleaciones de la ASTM B407 está directamente ligado al grado de aleación y al tamaño de grano requerido.Una temperatura de recocido más alta produce un grano más grueso, lo que mejora la resistencia a la fluencia pero reduce la resistencia mecánica a temperatura ambiente. La norma fija la temperatura mínima de recocido que debe alcanzarse para obtener el tamaño de grano requerido.
| Aleaciones | Temperatura mínima de recocido | Requisito de tamaño de grano | Finalidad |
| N08800 (Incoloy 800) | Sin mínimo específico | Sin requisito de tamaño de grano | Resistencia general a la corrosión hasta 1100 °F |
| N08810 (Incoloy 800H) | 2050°F (1121°C) | ASTM grado 5 o más grueso | Fluencia/rotura por encima de 1100 °F |
| N08811 (Incoloy 800HT) | 2100°F (1149°C) | ASTM grado 5 o más grueso | Vida a fluencia máxima, endurecimiento por γ′ |
| N08120 (HR-120) | 2150°F (1177°C) | ASTM grado 5 o más grueso | Resistencia a la oxidación a alta temperatura |
| N08801 | Sin mínimo específico | Sin requisito de tamaño de grano | Resistencia a la carburación |
El tamaño de grano se verifica conforme a ASTM E 112 por el método planimétrico, el comparativo o el de intercepción. En caso de discrepancia, remítase directamente al método de arbitraje que fija la versión aplicable de ASTM E 112 . En las aleaciones N08120, N08810 y N08811 se requiere un ensayo de tamaño de grano por lote.
Requisitos de ensayo e inspección
La ASTM B407 exige análisis químico, ensayo de tracción, ensayo de tamaño de grano cuando proceda y prueba hidrostática o por corrientes inducidas. En conjunto constituyen un sistema de verificación de calidad por capas para la tubería de servicio a alta temperatura.
Análisis químico
El ensayo se realiza conforme a ASTM E 1473. El análisis de producto es responsabilidad del comprador y debe cumplir las tolerancias de análisis de comprobación.
Ensayo de tracción
Un lote lo constituye todo el material de una misma colada, un mismo tamaño nominal y un mismo estado. Cuando no es posible identificarlo por colada, el peso máximo de lote es de 500 lb (227 kg). El ensayo se realiza conforme a ASTM E 8, con probeta de sección tubular completa o con probetas longitudinales planas o cilíndricas.
Ensayo de tamaño de grano
Un ensayo de tamaño de grano por lote en las aleaciones N08120, N08810 y N08811. Debe alcanzarse un tamaño ASTM 5 o más grueso conforme a ASTM E 112. Es un ensayo obligatorio para estas tres aleaciones.
Preguntas frecuentes
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¿Puedo emplear el Incoloy 800 por encima de 1100 °F (593 °C)?
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¿En qué se diferencian la ASTM B407 y la ASTM B163?La B407 es la especificación general para tuberías y tubos sin costura de Incoloy 800/800H/800HT; la B163 cubre específicamente los tubos de condensador e intercambiador de calor de aleación de níquel. La ASTM B163 incluye requisitos adicionales de estado superficial, control dimensional y ensayo específicos para condensadores. Si compra tubo de la familia Incoloy 800 expresamente para servicio de condensador o intercambiador de calor, la B163 puede ser la especificación más adecuada. Para tuberías de uso general, tubos de reformador y tuberías de proceso, la correcta es la B407.
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¿Cuál es la norma ASME equivalente a la ASTM B407?La ASME SB-407 es exactamente la misma especificación, adoptada en el volumen II, parte B (materiales no férreos), del Código ASME de Calderas y Recipientes a Presión. El material que cumple a la vez los requisitos ASTM y ASME puede marcarse con la designación SB-407 para su uso en recipientes a presión, intercambiadores de calor y tuberías con sello de código. Es obligatorio para los equipos a presión de centrales eléctricas y refinerías.
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¿Cómo se compara el Incoloy 800H con el Inconel 601 a alta temperatura?El Inconel 601 (ASTM B167) ofrece una resistencia superior a la oxidación y a la carburación por encima de 1800 °F (982 °C) gracias a su mayor contenido de níquel (60 %) y de aluminio (aproximadamente 1.0-1.7 %). El Incoloy 800H resulta más rentable y ofrece prestaciones suficientes por debajo de unos 1800 °F (982 °C). Para pigtails de reformadores petroquímicos y tubos de horno a 1400-1700 °F, el 800H es la elección estándar. Para aplicaciones por encima de 1800 °F o con oxidación cíclica severa, el Inconel 601 es la vía de mejora.
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¿Qué metal de aportación se emplea para soldar el Incoloy 800H/800HT?Los metales de aportación estándar son el ERNiCr-3 (AWS A5.14) para GTAW y el ENiCrFe-2 o el ENiCrFe-3 (AWS A5.11) para SMAW. Verifique siempre la elección del metal de aportación conforme a la especificación de procedimiento de soldadura (WPS) aplicable. En uniones disimilares entre 800H y acero al carbono se prefiere el ERNiCr-3 para evitar la migración de carbono. El 800H/800HT en estado recocido no suele requerir tratamiento térmico posterior a la soldadura (PWHT), aunque en uniones para servicio nuclear o crítico por fluencia puede especificarse un recocido de disolución por encima de 2050 °F (1121 °C).
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¿Es lo mismo el Incoloy 800 que el acero inoxidable 304/321?No. El Incoloy 800 contiene un 32 % de níquel frente al 8-10 % del 304/321, lo que le confiere una resistencia claramente superior a la corrosión bajo tensión por cloruros, a la oxidación por encima de 1100 °F y a la carburación. Ahora bien, el 304 y el 321 cuestan menos y bastan para servicio por debajo de 800 °F (425 °C) sin exposición a cloruros. Cuando la temperatura de servicio supera los 1100 °F o la corrosión bajo tensión por cloruros se convierte en un problema, la mejora del acero inoxidable al Incoloy está justificada.
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¿En qué se diferencian el Incoloy 800, el 800H y el 800HT?Los tres comparten el mismo rango de composición base (30-35 % de níquel, 19-23 % de cromo y un mínimo del 39.5 % de hierro), pero difieren en el contenido de carbono y en el control del Al+Ti. El Incoloy 800 admite hasta un 0.10 % de carbono y no tiene requisito de tamaño de grano. El 800H lleva un 0.05-0.10 % de carbono y un tamaño de grano mínimo ASTM 5. El 800HT lleva un 0.06-0.10 % de carbono más un control del Al+Ti entre el 0.85 y el 1.20 % para lograr endurecimiento por gamma prima. Para servicio por debajo de 1100 °F (593 °C), emplee el 800; por encima de 1100 °F y cuando la fluencia sea determinante, emplee el 800H o el 800HT.