Acero inoxidable 347
El acero inoxidable 347 (UNS S34700) es un grado austenítico estabilizado al niobio (columbio), desarrollado para los servicios a alta temperatura en los que hay que impedir la sensibilización. El niobio se añade en una proporción mínima de diez veces el contenido de carbono y forma precipitados estables de NbC, de modo que el cromo permanece disponible en los límites de grano durante la exposición térmica prolongada.
1. Composición química
La tabla siguiente detalla la composición elemental del 347. La relación de estabilización del niobio determina su capacidad de resistir el ataque intergranular en la zona afectada por el calor de las soldaduras.
| Grado | Carbono (C) | Manganeso (Mn) | Fósforo (P) | Azufre (S) | Silicio (Si) | Cromo (Cr) | Níquel (Ni) | Molibdeno (Mo) | Otros |
| TP347 | ≤ 0.080 | ≤ 2.00 | ≤ 0.045 | ≤ 0.030 | ≤ 1.00 | 17.00-19.00 | 9.00-13.00 | — | Nb: 10 × C mínimo |
Nota: el tántalo se computa junto con el niobio en la relación de estabilización, ya que ambos elementos forman carburos estables.
2. Propiedades mecánicas
Los valores mínimos de propiedades mecánicas siguientes corresponden al 347 en estado recocido por disolución, conforme a las especificaciones ASTM de tubería a presión.
| Grado | Condición | Resistencia a la tracción mínima, MPa (ksi) | Límite elástico mínimo, MPa (ksi) | Alargamiento mínimo, % | Temperatura de tratamiento térmico | Dureza |
| TP347 | Recocido | 515 (75) | 205 (30) | 35 | 1040 °C (1900 °F) mínimo | HBW ≤ 210 HRB ≤ 92 |
3. Grados aproximados
Esta tabla confronta las designaciones del 347 entre las principales normas internacionales y facilita la trazabilidad de materiales, la inspección por terceros y la coherencia normativa en los proyectos multinacionales.
| Grado | Número UNS | Norma GB | Norma JIS | Norma ISO | Norma DIN/EN | Norma GOST | |
| Grado antiguo | Grado nuevo | ||||||
| 347 | S34700 | S34778 | 06Cr18Ni11Nb | SUS347 | X6CrNiNb18-10 | 1.4550 | 08X18H12Б |
4. Principales ventajas técnicas
- Estabilización con niobio para proteger la zona de soldadura: el niobio tiene mayor tendencia que el cromo a formar carburos, por lo que el carbono queda fijado preferentemente como NbC en lugar de formar carburos de cromo en los límites de grano. Ello protege plenamente la zona afectada por el calor sin necesidad de recocido posterior a la soldadura.
- Mejor resistencia mecánica a alta temperatura que el 321: el endurecimiento por solución sólida que aporta el niobio confiere al 347 una resistencia a la tracción y un límite elástico a alta temperatura ligeramente superiores a los del 321 estabilizado al titanio en el intervalo de 500-700 °C.
- Buena resistencia a la corrosión en medios acuosos: al no sensibilizarse, el 347 resiste numerosos medios corrosivos acuosos, entre ellos ácidos orgánicos diluidos, productos químicos de grado alimentario y medios débilmente reductores. Su comportamiento es comparable al del 304 no estabilizado en estado recocido.
Nota técnica: el 347 no es apto para medios halogenados fuertemente oxidantes ni para servicios de ácido sulfúrico concentrado. En las aplicaciones de alta presión y alta temperatura que exijan maximizar las tensiones admisibles ASME conviene especificar 347H, ya que ese grado impone un límite inferior de carbono y un requisito de tamaño de grano.
5. Normas de fabricación generales
ASTM A312: especificación estándar para tuberías de acero inoxidable austenítico sin costura, soldadas y muy trabajadas en frío — cubre el grado TP347.
ASTM A213: especificación estándar para tubos sin costura de acero aleado ferrítico y austenítico para calderas, sobrecalentadores e intercambiadores de calor — incluye el grado TP347.
ASTM A269: especificación estándar para tubos de acero inoxidable austenítico sin costura y soldados para servicio general — aplicable al 347.
ASTM A249: especificación estándar para tubos soldados de acero austenítico para calderas, sobrecalentadores, intercambiadores de calor y condensadores — grado TP347.
ASTM A511: especificación estándar para tubos mecánicos de acero inoxidable sin costura — cubre el MT347.
DIN EN 10216-5: tubos de acero sin costura para servicio a presión — acero inoxidable (grado equivalente 1.4550).
JIS G3459: tuberías de acero inoxidable — aplicable al grado SUS347.
GB/T 14976: tubos sin costura de acero inoxidable para transporte de fluidos — grado 06Cr18Ni11Nb.
GOST 9940 / 9941: tubos de acero inoxidable sin costura conformados en caliente y en frío — grado equivalente 08X18H12Б.
Tabla comparativa de normas de fabricación:
| Norma | Sociedad Americana para Ensayos y Materiales (ASTM) | EN/DIN | JIS | GB/T | GOST |
| Tubos sin costura | A312 TP347 | EN 10216-5 (1.4550) | G3459 SUS347 | GB/T 14976 | GOST 9940 |
| Tubos sin costura | A213 TP347 | EN 10216-5 (1.4550) | G3463 SUS347 | GB/T 13296 | GOST 9941 |
| Tubo soldado | A249 TP347 | EN 10217-7 (1.4550) | G3463 SUS347 | GB/T 12771 | — |
6. Principales aplicaciones
- Tubos de horno de refinería: tubos de los hornos de hidrocraqueo e hidrotratamiento que operan dentro del intervalo de sensibilización, donde la estabilización frente al ataque intergranular es un requisito de seguridad de proceso.
- Componentes de reactores nucleares: tuberías del circuito de refrigerante del reactor y componentes de reactores de agua en ebullición (BWR), donde la resistencia a la sensibilización bajo flujo neutrónico y a alta temperatura es obligatoria.
- Centrales térmicas de combustibles fósiles: tubos de sobrecalentador y tuberías de vapor de las centrales de carbón y de ciclo combinado, que a temperaturas de operación por encima del umbral de sensibilización requieren un material austenítico estabilizado.
- Equipos de almacenamiento criogénico: depósitos criogénicos y sistemas de almacenamiento de gases licuados, que se benefician de la tenacidad del 347 a temperaturas bajo cero y de su estructura no sensibilizada.
- Componentes de motores aeronáuticos: camisas de cámara de combustión y elementos de posquemador, donde el ciclado térmico dentro del intervalo de sensibilización obliga a emplear un sistema de aleación estabilizado.
