A286 (UNS S66286) Aleación Superalloy Base Hierro
1. Descripción general
La aleación A286 (UNS S66286) es una superaleación endurecida por precipitación a base de hierro, diseñada para ofrecer alta resistencia mecánica, buena resistencia a la oxidación y a la corrosión en ambientes de alta temperatura (hasta 700 °C). Se utiliza ampliamente en los sectores aeroespacial, turbinas de gas, industria automotriz y petroquímica. En comparación con las aleaciones base níquel (como la serie Inconel), A286 presenta un costo más bajo, buena trabajabilidad en caliente y excelentes propiedades de soldadura.
2. Composición química principal (porcentaje en peso)
Elemento | Contenido (wt%) |
|---|---|
Hierro (Fe) | Resto |
Níquel (Ni) | 24.0–27.0 |
Cromo (Cr) | 13.5–16.0 |
Titanio (Ti) | 1.9–2.3 |
Molibdeno (Mo) | 1.0–1.5 |
Vanadio (V) | 0.1–0.5 |
Aluminio (Al) | ≤0.35 |
Manganeso (Mn) | ≤2.0 |
Silicio (Si) | ≤1.0 |
Carbono (C) | ≤0.08 |
Azufre (S) | ≤0.03 |
Fósforo (P) | ≤0.03 |
Boro (B) | 0.001–0.01 |
A286 se refuerza mediante la precipitación de la fase γ′ (Ni₃(Al, Ti)), formada por la adición de Ti, Al y Mo, lo que proporciona alta resistencia a temperaturas elevadas.
3. Propiedades físicas
Propiedad | Valor |
|---|---|
Densidad | 7.93 g/cm³ |
Punto de fusión | 1364–1424 °C |
Coef. de expansión térmica (20–800 °C) | 16.1×10⁻⁶ /°C |
Conductividad térmica (100 °C) | 14.6 W/(m·K) |
Capacidad calorífica específica (25 °C) | 460 J/(kg·K) |
Resistividad eléctrica (20 °C) | 1.12 μΩ·m |
La aleación A286 presenta baja conductividad térmica y excelente resistencia a la fluencia, lo que la hace adecuada para ambientes de alta temperatura.
4. Propiedades mecánicas (a temperatura ambiente y alta temperatura)
Propiedad | 25 °C | 650 °C |
|---|---|---|
Resistencia a la tracción (MPa) | ≥895 | 550–700 |
Límite elástico (MPa) | ≥585 | 345–415 |
Elongación (%) | ≥20 | 15–20 |
Dureza (HRC) | 25–35 | - |
Características:
Alta resistencia mecánica hasta 700 °C
Buena ductilidad incluso a altas temperaturas
Excelente resistencia a la fluencia para exposiciones prolongadas al calor
5. Tratamientos térmicos
La aleación A286 se fortalece principalmente mediante tratamiento de envejecimiento. Proceso estándar:
Tratamiento | Temperatura (°C) | Tiempo de mantenimiento | Enfriamiento |
|---|---|---|---|
Solubilizado | 980–1010 | 1–2 horas | Templado en agua o aceite |
Envejecimiento | 720–820 | 16 horas | Enfriamiento al aire |
Después del tratamiento térmico, A286 ofrece mayor límite elástico y dureza, ideal para aplicaciones de alta temperatura.
6. Resistencia a la corrosión
Alto contenido de cromo (Cr) confiere excelente resistencia a la oxidación y a la corrosión atmosférica hasta 700 °C.
Tiene resistencia moderada en ambientes ácidos (ácido nítrico, clorhídrico, sulfúrico), aunque inferior a las aleaciones base níquel como Inconel 718.
Buena resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) en ambientes con cloruros y agua salada.
7. Procesabilidad
(1) Maquinabilidad
Mejor que las aleaciones base níquel (p. ej., Inconel 718); adecuada para torneado, fresado y taladrado.
Recomendaciones:
Usar herramientas de carburo o cerámica
Baja velocidad de corte + alta alimentación para evitar endurecimiento por trabajo
Refrigerantes solubles en agua para reducir el desgaste de la herramienta
(2) Soldabilidad
Excelente soldabilidad mediante TIG, MIG, láser o haz de electrones
Se recomienda tratamiento térmico posterior (solubilizado + envejecimiento) para mejorar la resistencia y la resistencia a la corrosión en la zona soldada
8. Aplicaciones principales
Gracias a su equilibrio entre resistencia, resistencia a la corrosión y buena maquinabilidad, A286 se usa en:
(1) Aeroespacial
Componentes de motores de turbina (discos, compresores, sujetadores)
Álabes de turbina de gas
Sistemas de escape
(2) Petróleo y gas
Tuberías para alta presión y temperatura
Herramientas de fondo de pozo
Sujetadores
Válvulas y cuerpos de bomba
(3) Automoción
Válvulas de escape en motores de competición
Carcasas de sensores de alta temperatura
Componentes de turbocompresores
(4) Energía
Componentes de zonas calientes en turbinas de gas
Estructuras internas de reactores nucleares
(5) Dispositivos médicos
Piezas para esterilizadores a alta temperatura
Implantes ortopédicos
9. Comparación con otras superaleaciones
Aleación | Temp. máx. de servicio (°C) | Resistencia | Resistencia a la corrosión | Costo | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|---|---|
A286 | 700 | ★★★☆☆ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | Aeroespacial, petróleo, automoción |
Inconel 718 | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | Aeroespacial, nuclear, turbinas |
Inconel 625 | 982 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | Química, marina |
Haynes 188 | 1090 | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★☆☆☆ | Motores de aviación |
Conclusión:
A286 tiene resistencia algo inferior a las aleaciones base níquel como Inconel 718, pero mejor maquinabilidad y menor coste.
Adecuada para aplicaciones a ≤700 °C; para temperaturas más elevadas, se recomiendan aleaciones base níquel o cobalto.
10. Resumen
A286 es una superaleación a base de hierro endurecida por precipitación con excelente resistencia térmica, buena resistencia a la oxidación y gran procesabilidad.
Ideal para ambientes de alta temperatura (≤700 °C), con amplias aplicaciones en la industria aeroespacial, energética, automotriz y del petróleo y gas.
Más económica que las aleaciones base níquel, aunque en entornos más exigentes pueden ser necesarias aleaciones de mayor rendimiento.