¿Qué es el acero inoxidable UNS S31254? 6% Mo Super-Guía de grados austeníticos

¿Qué es UNS S31254?

UNS S31254 es un acero inoxidable super-austenítico con una composición nominal de 20 % de cromo, 18 % de níquel y 6 % de molibdeno, reforzado aún más con nitrógeno y cobre. El nivel de molibdeno del 6 % es la característica definitoria: eleva el número equivalente de resistencia a las picaduras (PREn) a aproximadamente 42, muy por encima de los valores de alrededor de 24-26 típicos para 316/316L, y le da al grado la capacidad de resistir agua de mar y otros medios con alto contenido de cloruro donde los grados austeníticos estándar fallan por corrosión por picaduras o grietas.

El grado se produce según ASTM A240 para placas, láminas y tiras, ASTM A312 para tuberías sin costura y soldadas y ASTM A269 para tuberías. Su estructura totalmente austenítica lo mantiene esencialmente no-magnético en estado recocido y proporciona una tenacidad excelente, incluso a bajas temperaturas. Debido a que el contenido de aleación es alto, el grado cuesta más que 316 y se selecciona sólo cuando las condiciones de servicio justifican la prima.

Composición química según ASTM A240

ASTM A240 especifica los siguientes límites de composición para UNS S31254. Los valores individuales son máximos a menos que se muestren como un rango.

Elemento	UNS S31254
Carbón	0,020 máx.
Manganeso	1,00 máximo
Fósforo	0,030 máx.
Azufre	0,010 máx.
Silicio	0,80 máx.
Cromo	19.5-20.5
Níquel	17.5-18.5
Molibdeno	6.0-6.5
Nitrógeno	0.18-0.22
Cobre	0.50-1.00

El nitrógeno es una adición deliberada: se disuelve intersticialmente en la austenita, aumenta la resistencia y mejora notablemente la resistencia a la corrosión localizada. El cobre mejora aún más la resistencia en medios de ácido-sulfúrico. Juntos, el molibdeno y el nitrógeno le dan a UNS S31254 una temperatura crítica de picadura muy superior a la del 316L en soluciones de prueba de cloruro estándar.

Propiedades mecánicas

Según ASTM A240, el producto recocido debe cumplir con los siguientes mínimos.

Propiedad	UNS S31254 (mínimo)
Resistencia a la tracción	650 MPa (94 ksi)
Límite elástico (0,2 % de compensación)	300 MPa (44 ksi)
Elongación en 50 mm	35 %

El límite elástico es aproximadamente un 40-50 % mayor que el del 316L, lo que permite secciones más delgadas en equipos a presión. El grado mantiene una tenacidad útil a temperaturas bajo cero, lo que lo hace adecuado para servicios criogénicos y medios de cloruro calientes.

Resistencia a la corrosión y dónde se utiliza el grado

UNS S31254 resiste la corrosión por picaduras y grietas en agua de mar, agua salobre y salmueras de cloruro, y funciona bien en ácidos oxidantes como el ácido sulfúrico que contiene cloruros. Es una opción común para sistemas de enfriamiento de agua de mar, plantas desalinizadoras, equipos de desulfuración de gases-de combustión, circuitos de blanqueo de pulpa, procesamiento químico, tuberías superiores en alta mar y equipos farmacéuticos y alimentarios que requieren ciclos de limpieza agresivos. Para una resistencia aún mayor a la corrosión por grietas en agua de mar cálida, se puede considerar la familia de molibdeno al 6 % enriquecida con nitrógeno-con mayor contenido de níquel (como UNS N08367); Los dos se comparan con frecuencia en las guías de diseño marino.

Soldadura y Fabricación

El grado se puede soldar mediante procesos estándar, incluida la soldadura por arco de tungsteno con gas. Debido al alto contenido de aleación, la práctica recomendada es controlar la entrada de calor a aproximadamente 1,5 kJ/mm como máximo y mantener la temperatura entre capas a 100 grados o menos para evitar la segregación y precipitación de fases intermetálicas. Se utiliza relleno austenítico coincidente o sobrealeado y el gas de protección debe estar libre de humedad. Después de la soldadura, el recocido en solución a aproximadamente 1150-1200 grados seguido de un rápido enfriamiento con agua restaura una resistencia óptima a la corrosión. El conformado en frío es posible, pero el alto límite elástico requiere más fuerza de conformado que el 316 y el retorno elástico es mayor.

Preguntas frecuentes

P1. ¿Por qué es importante un 6 % de molibdeno?El molibdeno es el principal impulsor de la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en ambientes con cloruro. Con un 6 %, combinado con nitrógeno, UNS S31254 resiste el agua de mar y las salmueras de cloruro fuertes que perforan rápidamente el 316L.

P2. ¿UNS S31254 es lo mismo que 316L?Ningún. 316L contiene 2-3 % de molibdeno y no contiene adición deliberada de nitrógeno; UNS S31254 contiene entre un 6 y un 6,5 % de molibdeno más nitrógeno y cobre, lo que proporciona una resistencia sustancialmente mayor y a la corrosión localizada.

P3. ¿Cuál es el PREn de UNS S31254?Usando la fórmula PREn=Cr + 3.3 x Mo + 16 x N, el valor es aproximadamente 42, en comparación con aproximadamente 24-26 para 316L.

P4. ¿Se puede soldar UNS S31254 sin tratamiento térmico posterior-a la soldadura?Sí, cuando la soldadura se realiza con el aporte correcto y el aporte de calor controlado; No se requiere PWHT. El recocido por solución después de trabajos pesados ​​en frío o soldaduras complejas puede restaurar la máxima resistencia a la corrosión.

P5. ¿Qué temperaturas de servicio son adecuadas?El grado sirve desde temperaturas criogénicas hasta aproximadamente 300-350 grados en muchos servicios acuosos. Por encima de eso, el riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro y la pérdida de resistencia mecánica deben evaluarse para el entorno específico.