Incoloy 800HT
El Incoloy 800HT (UNS N08811) es el tipo de composición más rigurosamente controlada de la familia de aleaciones 800. Su intervalo de aluminio y titanio es del 0.85-1.20 %, muy por encima del 0.30-1.20 % que admite el 800H. Mantiene además el tamaño de grano grueso que fija el nivel ASTM 5. Estos factores le confieren conjuntamente la mayor resistencia a la fluencia y a la rotura por tensión de toda la familia a temperaturas de servicio por encima de 900 °C.
1. Composición química
La tabla siguiente recoge los límites de composición del Incoloy 800HT. Se diferencia del 800H en que eleva el mínimo de Al+Ti hasta el 0.85 % y en su exigencia de grano más grueso.
| Material | UNS Grado |
Norma (Pipe) |
Composición química (valores máximos) | ||||||||||||
| C | Mn | P | S | Si | Ni | Cr | Mo | Cu | Fe | Ti | Al | Al+Ti | |||
| 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 | ≥ 39.5 | 0.25-0.6 | 0.25-0.6 | 0.85-1.20 |
Requisito de tamaño de grano: el tamaño de grano medio debe ser ASTM 5 o más grueso (según ASTM E112). Este requisito, unido al mayor contenido de Al+Ti, define la condición microestructural del 800HT.
2. Propiedades mecánicas
Los valores siguientes corresponden a la aleación Incoloy 800HT recocida por disolución y con grano engrosado. A niveles de tensión equivalentes por encima de 900 °C, la vida a rotura por fluencia del 800HT supera a la del 800H.
| Material | Condiciones y dimensiones | Norma | Resistencia a la tracción, MPa (ksi) |
Límite elástico, MPa (ksi) |
Alargamiento, % |
Dureza |
| N08811 | Recocido en caliente o trabajado en frío y recocido | B407 | ≥450 (65) | ≥170 (25) | ≥30 | HBW ≤ 175 HRB ≤ 75 |
Nota: sus propiedades mínimas a temperatura ambiente son equivalentes a las del 800 y del 800H. Las ventajas del 800HT solo se manifiestan en los ensayos de fluencia, de rotura por tensión y de oxidación prolongada por encima de 850 °C.
3. Grados equivalentes
La tabla siguiente recoge el Incoloy 800HT (UNS N08811) y sus grados correspondientes en las normas internacionales de materiales. Tanto el 800H como el 800HT pertenecen a la serie UNS N0881x, pero sus subgrados ASTM difieren.
| Material | Grado UNS | GB | JIS | ISO | DIN/EN | GOST | |
| ISC | NUEVO | ||||||
| Incoloy 800HT | N08811 | - | NS112 | NCF800HT | - | 1.4859 | - |
4. Principales ventajas técnicas
- Máxima precipitación de fase γ' para mejorar la resistencia a la fluencia: el contenido mínimo de Al+Ti del 0.85 % del Incoloy 800HT genera durante el servicio a alta temperatura una fracción en volumen de precipitados de fase γ' superior a la del 800H. Estos precipitados coherentes frenan el movimiento de las dislocaciones y el deslizamiento intergranular, lo que prolonga la vida a rotura por fluencia del metal por encima de 900 °C.
- Mayor contenido de aluminio y mejor resistencia a la oxidación: el mayor contenido de aluminio del 800HT favorece la formación de una capa interna de óxido rica en alúmina bajo la cascarilla externa de óxido de cromo. Ello mejora la adherencia de la cascarilla y reduce la velocidad de pérdida de metal durante las exposiciones prolongadas por encima de 900 °C en aire y en medios con vapor de agua.
- Tensiones admisibles del código ASME a temperaturas extremas: el Incoloy 800HT es la aleación de la familia 800 con las mayores tensiones admisibles ASME a alta temperatura. En los diseños conformes a la Sección I y a la Sección VIII División 1 del código ASME, es el material prescrito para los componentes a presión cuya temperatura de metal se sitúa entre 760 °C y 980 °C.
- Nota técnica: aunque el Incoloy 800HT y el 800H comparten los mismos intervalos nominales de composición, no son intercambiables en las aplicaciones regidas por el código ASME: sus tensiones admisibles figuran en tablas distintas. La documentación de compra debe indicar expresamente el UNS N08811 para asegurar que la certificación de fábrica recoge el límite inferior correcto de Al+Ti.
5. Normas de fabricación generales
- ASTM B407: especificación estándar para tubos sin costura de aleación níquel-hierro-cromo (UNS N08800, N08810, N08811). Cubre todas las formas tubulares sin costura de Incoloy 800HT y fija los requisitos de composición química, de tamaño de grano y de ensayos de propiedades mecánicas.
- ASTM B423: especificación estándar para tubos sin costura de aleación níquel-hierro-cromo-molibdeno-cobre (aplicable a los productos afines de la familia Incoloy).
Normas ASME:
- ASME SB-407: norma del código ASME de calderas equivalente a la ASTM B407
- ASME Sección II Parte B: especificación de material del N08811 y tablas de tensiones admisibles a alta temperatura
Norma DIN/EN:
- EN 10216-5: tubos de acero sin costura para servicio a presión, grados de aleación de níquel (número de material 1.4959)
- DIN 17459: tubos circulares sin costura de aleación de níquel
Norma JIS:
- JIS H 4552: tubos sin costura de níquel y aleaciones de níquel
Norma GB/T:
- GB/T 15007: designación de aleaciones resistentes a la corrosión (grado NS1102HT)
| ASTM | ASME | EN/DIN | JIS | GB/T |
| ASTM B407 | ASME SB-407 | EN 10216-5 / DIN 17459 | JIS H 4552 | GB/T 15007 |
6. Aplicaciones principales
- Tubos radiantes de hornos de craqueo de etileno y propileno: es el tramo más exigente de los hornos de craqueo con vapor. La temperatura del metal alcanza los 1000-1050 °C y la vida del tubo la determina la rotura por fluencia. El tipo 800HT se desarrolló precisamente para esta aplicación.
- Reformado de hidrógeno a alta temperatura: colectores de salida y líneas de transferencia de los reformadores de metano con vapor, donde la carga de fluencia, los gases de reformado carburantes y las tensiones térmicas cíclicas configuran uno de los entornos de operación más severos del sector petroquímico.
- Aplicaciones nucleares de calor de proceso: tubos de intercambiadores de calor intermedios de los diseños de reactores refrigerados por gas de alta temperatura (HTGR) y de muy alta temperatura (VHTR), donde el código ASME exige para el N08811 una resistencia a la fluencia elevada y verificada.
- Tubos de sobrecalentador de calderas de valorización energética de residuos: tubos de los tramos de mayor temperatura de las incineradoras de residuos sólidos urbanos y de las calderas de biomasa, donde la corrosión del lado del fuego, la oxidación y la fluencia actúan simultáneamente como condicionantes de diseño.
- Hornos de cuba de reducción directa de hierro (DRI): colectores de distribución de gas y tubos estructurales internos de las instalaciones de reducción directa, que operan con gases de reformado reductores a temperaturas de metal superiores a 850 °C.
