Acero inoxidable 347: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 347 es un grado de acero inoxidable austenítico conocido por su excelente resistencia a la corrosión y resistencia a altas temperaturas. Está aleado principalmente con cromo (Cr) y níquel (Ni), con adición de niobio (Nb) para estabilizar la estructura contra la precipitación de carburo durante la soldadura y el servicio a alta temperatura. Esta estabilización es crucial para mantener la integridad del acero en entornos donde puede estar expuesto a temperaturas elevadas.

Descripción general completa

El acero inoxidable 347 se clasifica como un acero inoxidable austenítico, caracterizado por su estructura cristalina cúbica centrada en las caras (FCC). Esta estructura proporciona una excelente ductilidad y tenacidad, lo que lo hace adecuado para diversas aplicaciones. Los principales elementos de aleación del acero inoxidable 347 incluyen:

• Cromo (Cr) : normalmente entre un 17 y un 19 %, lo que mejora la resistencia a la corrosión y contribuye a la resistencia general del acero.
• Níquel (Ni) : generalmente entre un 9 y un 12 %, lo que mejora la ductilidad y la tenacidad, especialmente a bajas temperaturas.
• Niobio (Nb) : Se agrega para estabilizar el acero contra la precipitación de carburo, particularmente durante la soldadura.

Características clave

El acero inoxidable 347 presenta varias propiedades importantes:
- Resistencia a la corrosión : Excelente resistencia a la oxidación y la corrosión en una variedad de entornos, incluidas condiciones ácidas y de alta temperatura.
- Resistencia a altas temperaturas : conserva la resistencia y la tenacidad a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en intercambiadores de calor y componentes de hornos.
- Soldabilidad : Buena soldabilidad debido a la presencia de niobio, que minimiza el riesgo de precipitación de carburo durante la soldadura.

Ventajas y limitaciones

Ventajas (Pros)	Limitaciones (Desventajas)
Excelente resistencia a la corrosión	Mayor coste en comparación con los aceros al carbono
Buena resistencia a altas temperaturas	Menor resistencia en comparación con algunos aceros aleados.
Buena soldabilidad	Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión en ciertos entornos

El acero inoxidable 347 se utiliza comúnmente en industrias como la química, la aeroespacial y la generación de energía debido a su singular combinación de propiedades. Su importancia histórica radica en su desarrollo como solución para aplicaciones que requieren resistencia a la corrosión y rendimiento a altas temperaturas.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S34700	EE.UU	Equivalente más cercano a AISI 347
AISI/SAE	347	EE.UU	Designación de uso común
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas de acero inoxidable
ES	1.4550	Europa	Designación equivalente en las normas europeas
ESTRUENDO	X6CrNiNb18-10	Alemania	Pequeñas diferencias de composición que hay que tener en cuenta
JIS	SUS347	Japón	Equivalente a la norma industrial japonesa

Las diferencias entre grados equivalentes pueden afectar la selección según los requisitos específicos de la aplicación. Por ejemplo, si bien los aceros inoxidables 347 y 321 son grados estabilizados, el 321 contiene titanio, lo cual puede ser preferible en ciertos entornos donde las propiedades del titanio son beneficiosas.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Cr (cromo)	17.0 - 19.0
Ni (níquel)	9.0 - 12.0
Nb (Niobio)	0,5 - 1,0
C (Carbono)	≤ 0,08
Mn (manganeso)	≤ 2.0
Si (silicio)	≤ 1.0
P (Fósforo)	≤ 0,045
S (Azufre)	≤ 0,03

La función principal de los elementos de aleación clave en el acero inoxidable 347 incluye:
- Cromo : Mejora la resistencia a la corrosión y forma una capa protectora de óxido.
- Níquel : Mejora la tenacidad y la ductilidad, especialmente a bajas temperaturas.
- Niobio : Estabiliza el acero contra la precipitación de carburo, particularmente durante la soldadura y aplicaciones de alta temperatura.

Propiedades mecánicas

Propiedad	Condición/Temperamento	Valor/rango típico (unidades métricas - SI)	Valor/rango típico (unidades imperiales)	Norma de referencia para el método de prueba
Resistencia a la tracción	Recocido	520 - 750 MPa	75 - 109 ksi	ASTM E8
Límite elástico (0,2 % de compensación)	Recocido	205 - 310 MPa	30 - 45 ksi	ASTM E8
Alargamiento	Recocido	40%	40%	ASTM E8
Reducción de área	Recocido	60%	60%	ASTM E8
Dureza (Rockwell B)	Recocido	85-95 HRB	85-95 HRB	ASTM E18
Resistencia al impacto (Charpy en forma de V)	-20°C	40 J	29,5 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de estas propiedades mecánicas hace que el acero inoxidable 347 sea adecuado para aplicaciones que requieren alta resistencia y ductilidad, especialmente bajo condiciones de carga mecánica. Su capacidad para mantener la resistencia a temperaturas elevadas también lo hace ideal para la integridad estructural en entornos de alta temperatura.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	8,0 g/cm³	0,289 lb/pulgada³
Punto/rango de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	16,2 W/(m·K)	112 BTU/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/(kg·K)	0,119 BTU/(lb·°F)
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,72 µΩ·m	0,0000013 Ω·pulgada
Coeficiente de expansión térmica	20 - 100 °C	16,0 x 10⁻⁶ /K	8,9 x 10⁻⁶ /°F
Permeabilidad magnética	Temperatura ambiente	No magnético	No magnético

La importancia práctica de las propiedades físicas clave incluye:
- Densidad : Afecta las consideraciones de peso en aplicaciones estructurales.
- Conductividad térmica : importante para aplicaciones de intercambiadores de calor donde se requiere una transferencia de calor eficiente.
- Coeficiente de expansión térmica : crítico para aplicaciones que involucran fluctuaciones de temperatura, ya que afecta la estabilidad dimensional.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
cloruros	3-10	20-60 / 68-140	Bien	Riesgo de picaduras
Ácido sulfúrico	10-30	20-50 / 68-122	Justo	Susceptible al SCC
Ácido nítrico	10-30	20-60 / 68-140	Excelente	Resistente a ataques localizados
Agua de mar	-	Ambiente	Bien	Adecuado para aplicaciones marinas.
Ácido acético	5-20	20-60 / 68-140	Justo	Riesgo de corrosión localizada

El acero inoxidable 347 presenta una excelente resistencia a diversos entornos corrosivos, especialmente en condiciones ácidas y de alta temperatura. Su resistencia a la corrosión por picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) lo hace ideal para aplicaciones en procesos químicos y entornos marinos. En comparación con otros grados de acero inoxidable, como el 316 y el 321, el 347 ofrece un rendimiento superior en aplicaciones de alta temperatura gracias a su estabilización con niobio.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	925	1700	Adecuado para servicio continuo.
Temperatura máxima de servicio intermitente	870	1600	Puede soportar exposición a corto plazo.
Temperatura de escala	1000	1832	Comienza a perder fuerza por encima de esta temperatura.
Las consideraciones sobre la resistencia a la fluencia comienzan	600	1112	Importante para aplicaciones a largo plazo

El acero inoxidable 347 ofrece un buen rendimiento a temperaturas elevadas, manteniendo su resistencia y resistencia a la oxidación. Sin embargo, se debe tener cuidado de evitar la exposición prolongada a temperaturas superiores a 925 °C (1700 °F), ya que esto puede provocar incrustaciones y pérdida de propiedades mecánicas. Su resistencia a la oxidación es especialmente beneficiosa en aplicaciones como componentes de hornos e intercambiadores de calor.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER347	Argón	Bueno para secciones delgadas
MIG	ER347	Argón + 2% O₂	Adecuado para secciones más gruesas.
SMAW	E347	-	Requiere precalentamiento

El acero inoxidable 347 es altamente soldable gracias a su contenido de niobio, lo que minimiza el riesgo de precipitación de carburo durante la soldadura. Puede ser necesario precalentar las secciones más gruesas para evitar el agrietamiento. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar las propiedades mecánicas y aliviar las tensiones residuales.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	[Acero inoxidable 347]	Acero de referencia (AISI 1212)	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	40%	100%	Requiere velocidades de corte más lentas
Velocidad de corte típica (torneado)	30 metros por minuto	60 metros por minuto	Utilice herramientas de carburo

El acero inoxidable 347 tiene una maquinabilidad moderada. Se recomienda utilizar velocidades de corte más lentas y herramientas adecuadas para obtener resultados óptimos. La presencia de niobio puede provocar endurecimiento por acritud, por lo que es necesario prestar mucha atención a las condiciones de corte.

Formabilidad

El acero inoxidable 347 se puede conformar mediante procesos de trabajo en frío y en caliente. El conformado en frío es viable, pero puede requerir una fuerza adicional debido al endurecimiento por acritud. El conformado en caliente se prefiere para formas complejas, ya que reduce el riesgo de agrietamiento y mejora la ductilidad.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido	1010 - 1120 / 1850 - 2050	1-2 horas	Aire o agua	Aliviar tensiones, mejorar la ductilidad.
Tratamiento de solución	1050 - 1100 / 1920 - 2010	1 hora	Agua	Disuelve carburos, mejora la resistencia a la corrosión.

Durante el tratamiento térmico, el acero inoxidable 347 sufre transformaciones metalúrgicas que mejoran su microestructura y propiedades. El recocido alivia las tensiones internas y mejora la ductilidad, mientras que el tratamiento en solución disuelve los carburos, mejorando así la resistencia a la corrosión.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Procesamiento químico	Intercambiadores de calor	Resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión.	Adecuado para entornos agresivos.
Aeroespacial	Sistemas de escape	Resistencia a altas temperaturas, soldabilidad.	Necesario para aplicaciones de alto rendimiento
Generación de energía	Componentes de la caldera	Resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas.	Esencial para la durabilidad y seguridad.
Marina	Construcción naval	Resistencia a la corrosión, soldabilidad.	Ideal para ambientes marinos.

Otras aplicaciones incluyen:
- Equipos de procesamiento de alimentos
- Fabricación farmacéutica
- Oleoductos y gasoductos

El acero inoxidable 347 se elige para estas aplicaciones debido a su combinación única de resistencia a altas temperaturas y excelente resistencia a la corrosión, lo que garantiza confiabilidad y longevidad en entornos exigentes.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 347	Acero inoxidable 316	Acero inoxidable 321	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Fuerza moderada	Alta resistencia	Alta resistencia	316 ofrece una mejor resistencia a la corrosión en entornos de cloruro.
Aspecto clave de la corrosión	Bueno en ambientes ácidos.	Excelente en cloruros	Bueno en aplicaciones de alta temperatura.	321 es mejor para aplicaciones de alta temperatura
Soldabilidad	Bien	Excelente	Bien	Se prefiere el 316 para soldaduras críticas
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Moderado	El 316 es más fácil de mecanizar debido a un menor endurecimiento del trabajo.
Formabilidad	Bien	Bien	Bien	Todos los grados son adecuados para el conformado.
Costo relativo aproximado	Moderado	Más alto	Moderado	316 es generalmente más caro
Disponibilidad típica	Común	Muy común	Común	El 316 está ampliamente disponible debido a su popularidad.

Al seleccionar el acero inoxidable 347, se deben considerar la rentabilidad, la disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Sus propiedades únicas lo hacen adecuado para diversas aplicaciones, especialmente donde el rendimiento a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión son cruciales. Además, la seguridad en entornos de alta tensión debe guiar la selección del material, garantizando que el grado elegido cumpla con todas las exigencias operativas.

En resumen, el acero inoxidable 347 es un material versátil y confiable, especialmente valorado en industrias donde el rendimiento en condiciones extremas es primordial.