Nimonic 80A – Aleación a base de níquel para alta temperatura
Nimonic 80A es una aleación a base de níquel con excelente resistencia mecánica a altas temperaturas, resistencia a la fluencia y a la oxidación, ideal para su uso en motores aeronáuticos, turbinas de gas, industria nuclear y equipos de tratamiento térmico. Esta aleación se refuerza mediante tratamiento de solución sólida y envejecimiento, y la adición de aluminio (Al) y titanio (Ti) permite la formación de la fase precipitada γ’ (Ni₃(Al,Ti)), lo que mejora significativamente su resistencia a la fluencia.
1. Composición química nominal de Nimonic 80A (%)
Elemento | Ni (Níquel) | Cr (Cromo) | Co (Cobalto) | Ti (Titanio) | Al (Aluminio) | Fe (Hierro) | Mn (Manganeso) | Si (Silicio) | Cu (Cobre) | C (Carbono) | S (Azufre) |
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Valor | Resto | 18–21 | ≤2.0 | 1.8–2.7 | 1.0–1.8 | ≤3.0 | ≤1.0 | ≤1.0 | ≤0.2 | 0.06–0.12 | ≤0.015 |
Función de los elementos principales:
• Níquel (Ni): Elemento base que proporciona resistencia a la corrosión y alta temperatura.
• Cromo (Cr): Mejora la resistencia a la oxidación y la corrosión.
• Titanio (Ti) + Aluminio (Al): Forman la fase γ’, aumentando la resistencia térmica y a la fluencia.
• Hierro (Fe): Su contenido se limita para mantener la resistencia térmica.
• Cobalto (Co): Mejora la estabilidad térmica y la resistencia a la fluencia.
• Carbono (C): Aumenta la dureza, pero un exceso puede causar fragilidad.
• Azufre (S): Se limita estrictamente para no afectar la procesabilidad térmica.
2. Propiedades físicas
Propiedad | Valor |
---|---|
Densidad | 8.0 g/cm³ |
Punto de fusión | 1320–1365 °C |
Capacidad calorífica | 460 J/(kg·K) |
Conductividad térmica | 11.3 W/(m·K) @ 100 °C |
Resistividad eléctrica | 1.18 μΩ·m |
Coeficiente de expansión térmica | 12.8 × 10⁻⁶ /°C (20–1000 °C) |
Magnetismo | No magnético |
3. Propiedades mecánicas
(1) A temperatura ambiente (tras envejecimiento):
Propiedad | Resistencia a la tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Elongación (%) | Dureza (HB) |
---|---|---|---|---|
Valor típico | 1000 | 600 | 20 | 260–310 |
(2) A altas temperaturas:
Temperatura (°C) | Tracción (MPa) | Límite elástico (MPa) | Elongación (%) |
---|---|---|---|
600 | 780 | 450 | 18 |
800 | 420 | 250 | 22 |
1000 | 120 | 70 | 40 |
(3) Resistencia a la rotura por fluencia:
Temperatura (°C) | Tensión (MPa) | Tiempo de rotura (h) |
---|---|---|
650 | 280 | 1000 |
700 | 230 | 1000 |
800 | 110 | 1000 |
4. Tratamiento térmico
Nimonic 80A se fortalece mediante solubilización seguida de envejecimiento:
Tratamiento | Temperatura (°C) | Tiempo (h) | Método de enfriamiento |
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Solución sólida | 1080–1120 | 2–4 | Enfriamiento al aire |
Envejecimiento | 700–750 | 16 | Enfriamiento al aire |
Objetivos:
• Solubilización: Homogeneizar la microestructura y mejorar la ductilidad y tenacidad.
• Envejecimiento: Precipitar la fase γ’ para aumentar la resistencia térmica y a la fluencia.
5. Características clave
✅ Alta resistencia mecánica a temperaturas elevadas (hasta 1000 MPa)
✅ Excelente resistencia a la fluencia para trabajos prolongados a altas temperaturas
✅ Buena resistencia a la oxidación hasta 1000 °C
✅ Buena estabilidad térmica sin cambios de fase a alta temperatura
✅ Buena soldabilidad: compatible con TIG, MIG, soldadura por resistencia, haz de electrones
✅ Buena maquinabilidad: apto para torneado, fresado, taladrado y rectificado
6. Aplicaciones típicas
(1) Aeroespacial
• Turbinas de motores aeronáuticos: álabes, cámaras de combustión, sistemas de escape
• Componentes de turbocompresores expuestos a altas presiones y temperaturas
(2) Industria energética y nuclear
• Componentes de turbinas de gas: álabes, toberas
• Reactores nucleares: estructuras y ensamblajes de combustible
(3) Tratamiento térmico industrial
• Revestimientos de hornos, intercambiadores de calor, componentes de hornos industriales
(4) Sujeción y resortes
• Tornillos y arandelas de alta temperatura
• Resortes resistentes al calor
(5) Otros
• Sistemas de escape automotrices
• Componentes resistentes a la corrosión a alta temperatura en plantas químicas
7. Comparativa de aleaciones
Aleación | Composición principal | Temp. máx. (°C) | Resistencia a la oxidación | Resistencia a fluencia | Aplicaciones |
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Nimonic 80A | Ni-Cr-Ti-Al | 1050 | Excelente | Alta | Aeroespacial, turbinas de gas |
Nimonic 75 | Ni-Cr-Ti | 1000 | Buena | Media | Hornos, elementos de sujeción |
Inconel 718 | Ni-Cr-Fe-Nb | 1200 | Excelente | Muy alta | Aeroespacial, energía nuclear |
Hastelloy X | Ni-Cr-Fe-Mo | 1200 | Excelente | Muy alta | Aeroespacial |
8. Formas de suministro
✅ Barras (diámetro 5 mm – 200 mm)
✅ Planchas (espesor 0.5 mm – 50 mm)
✅ Tubos (diámetro externo 6 mm – 100 mm)
✅ Alambre (diámetro 0.1 mm – 10 mm)
✅ Piezas personalizadas (según dibujo)
9. Compra y suministro
Si necesita comprar Nimonic 80A u otras aleaciones de alta temperatura (como Inconel 718 o Hastelloy X), por favor proporcione:
• Especificaciones y dimensiones (barra, plancha, tubo, etc.)
• Cantidad requerida
• Condiciones de uso (temperatura, medio corrosivo, etc.)