Acero inoxidable 310H
El acero inoxidable 310H (UNS S31009) es la variante de alto carbono del grado 310, con un contenido de carbono controlado entre el 0.04 % y el 0.10 %. Este intervalo más estrecho maximiza la resistencia a la rotura por fluencia y las propiedades de tracción a alta temperatura. Cuando se requiere servicio prolongado por encima de 650 °C bajo carga mecánica continua, el 310H es el grado que se especifica.
1. Composición química
La tabla siguiente recoge los intervalos de composición elemental del acero inoxidable 310H. El intervalo de carbono especificado es precisamente la clave de sus mejores prestaciones de fluencia y rotura por tensión a alta temperatura.
| Grado | Número UNS | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Silicio (Si) | Cromo (Cr) | Níquel (Ni) | Molibdeno (Mo) | Titanio (Ti) | Cobre (Cu) | Aluminio (Al) | Otros |
| TP310H | S31009 | 0.04-0.1 | 2.00 | 0.045 | 0.030 | 1.00 | 24.0-26.0 | 19.0-22.0 | - | - | - | - | - |
2. Propiedades mecánicas
La tabla siguiente recoge las propiedades mecánicas mínimas a temperatura ambiente del acero inoxidable 310H en estado recocido. Los valores de rotura por tensión a alta temperatura figuran en las tablas de la Sección II, Parte D del código ASME.
| Grado | Estado y dimensiones | Norma | Temperatura de tratamiento térmico: mínima | Resistencia a la tracción Valor mínimo (MPa) |
Límite elástico Valor mínimo (MPa) |
Alargamiento Valor mínimo (%) |
Dureza |
| TP310H | Disolución | A312 | 1040°C | 520 | 205 | 40 | HBW ≤ 217 HRB ≤ 95 |
3. Grados aproximados
Esta tabla relaciona el acero inoxidable 310H con sus grados equivalentes internacionales en los principales sistemas normativos, lo que facilita verificar la conformidad de especificación en el aprovisionamiento global.
| Grado | Número UNS | Norma GB | Norma JIS | Norma ISO | Norma DIN/EN | Norma GOST | |
| Grado antiguo | Grado nuevo | ||||||
| 310H | S31009 | — | 20Cr25Ni20H | SUS310 (H) | X15CrNi25-21H | 1.4841 (H) | 20X25H20C2 |
4. Principales ventajas técnicas
- Mejor resistencia a la rotura por fluencia: el límite inferior de carbono del 0.04 % aporta endurecimiento por solución sólida y por precipitación de carburos, lo que le proporciona una vida a rotura por tensión muy superior a la de la variante de bajo carbono 310S, especialmente por encima de 700 °C.
- Homologación ASME para alta temperatura: el 310H figura en las tablas de tensiones admisibles de la Sección I y de la Sección VIII, División 1 del código ASME para temperaturas de hasta 900 °C; el 310S no aparece a esas temperaturas por no alcanzar la resistencia a la fluencia requerida.
- Estabilidad microestructural a largo plazo: la composición con carbono controlado favorece una distribución dispersa de carburos M23C6, lo que da lugar a una microestructura más estable a alta temperatura y frena el movimiento de dislocaciones en condiciones de fluencia.
- Resistencia a la oxidación equivalente: pese a su mayor contenido de carbono, el 310H presenta la misma resistencia a la oxidación a alta temperatura que el 310, ya que sus contenidos de cromo y níquel son idénticos. La diferencia de carbono afecta al comportamiento mecánico bajo carga, no a la corrosión superficial.
Nota técnica: el 310H no es apto para aplicaciones que exijan resistencia a la corrosión intergranular en medios líquidos corrosivos, ya que su mayor contenido de carbono aumenta el riesgo de sensibilización en la zona afectada térmicamente de las soldaduras.
5. Normas de fabricación generales
El acero inoxidable 310H se fabrica e inspecciona conforme a las normas de fabricación siguientes:
ASTM A213: especificación estándar para tubos sin costura de acero aleado ferrítico y austenítico para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor — grado T310H, con valores admisibles a alta temperatura.
ASTM A312: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable austenítico sin costura, soldadas y muy trabajadas en frío — grado TP310H.
ASTM A249: especificación estándar para tubos soldados de acero austenítico para calderas, sobrecalentadores, intercambiadores de calor y condensadores.
ASTM A358: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable austenítico al cromo-níquel soldadas por fusión eléctrica para servicio a alta temperatura.
DIN EN 10095: aceros y aleaciones de níquel resistentes al calor (1.4841 — variante aleada con silicio, de resistencia térmica comparable).
GB/T 13296: tubos sin costura de acero inoxidable para calderas e intercambiadores de calor (10Cr25Ni20).
GOST 5632: aceros y aleaciones de alta aleación — referencia de equivalencia de composición.
Tabla comparativa de normas:
| Norma | Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) | EN/DIN | JIS | GB/T | GOST |
| Tubos de caldera sin costura | A213 (T310H) | EN 10216-5* (no existe un grado EN independiente para la variante H) | - | 13296 | 5632 |
| Tubos sin costura | A312 (TP310H) | EN 10095 | - | 13296 | - |
| Tubo soldado | A312 (TP310H) | EN 10217-7 | - | - | - |
| Tubos de caldera soldados | A249 | EN 10217-7 | - | - | - |
6. Principales aplicaciones
- Tubos de sobrecalentador y recalentador: circuitos de caldera de alta temperatura en centrales eléctricas, con temperaturas de metal superiores a 700 °C, donde la vida a fluencia a largo plazo determina el diseño del espesor de pared.
- Colectores de hornos de reformado con vapor: colectores de entrada y salida de los hornos de reformado para producción de hidrógeno y amoniaco, que operan con gradientes térmicos extremos y presiones de proceso elevadas.
- Serpentines de hornos de craqueo de etileno: colgadores y soportes de los serpentines de la sección radiante de los hornos de craqueo de etileno, donde coinciden atmósferas carburantes y tensiones mecánicas continuas.
- Reactores de reformado de hidrocarburos: soportes de tubos de catalizador y líneas de alta temperatura de las unidades de reformado catalítico, cuya vida de diseño viene determinada por la resistencia a la fluencia a la temperatura de servicio.
- Instalaciones aeroespaciales de ensayo en tierra: componentes de conductos de alta temperatura y bancos de ensayo de combustión, que deben conservar a la vez resistencia a la oxidación y a la fluencia.
