Acero inoxidable 347H: propiedades y aplicaciones clave

El acero inoxidable 347H es un grado de acero inoxidable austenítico de alto rendimiento, conocido principalmente por su excelente resistencia a la oxidación y la corrosión a temperaturas elevadas. Pertenece a la serie 300 de aceros inoxidables, que se caracteriza por su alto contenido de cromo y níquel. Los principales elementos de aleación del 347H incluyen cromo (Cr), níquel (Ni) y niobio (Nb), con un bajo contenido de carbono que mejora su soldabilidad y resistencia a la corrosión intergranular.

Descripción general completa

El acero inoxidable 347H es un acero inoxidable austenítico especialmente adecuado para aplicaciones de alta temperatura. Su composición suele incluir alrededor de un 18 % de cromo, un 11 % de níquel y un 5 % de niobio, lo que contribuye a sus propiedades únicas. La adición de niobio estabiliza la estructura y ayuda a prevenir la precipitación de carburo durante la soldadura, lo que lo convierte en la opción ideal para aplicaciones que requieren soldadura en entornos de alta temperatura.

Características principales:
- Resistencia a altas temperaturas: 347H puede soportar temperaturas de hasta 900 °C (1650 °F) sin pérdida significativa de propiedades mecánicas.
- Resistencia a la corrosión: Exhibe una excelente resistencia a una variedad de ambientes corrosivos, incluidos los ácidos sulfúrico y fosfórico.
- Soldabilidad: El bajo contenido de carbono y la adición de niobio mejoran su soldabilidad, haciéndolo adecuado para procesos de fabricación.

Ventajas:
- Excelente resistencia a la oxidación a altas temperaturas.
- Buenas propiedades mecánicas a temperaturas elevadas.
- Soldabilidad mejorada en comparación con otros aceros inoxidables.

Limitaciones:
- Mayor coste en comparación con los aceros inoxidables estándar.
- No apto para aplicaciones que impliquen entornos fuertemente reductores.

El acero inoxidable 347H tiene una sólida presencia en el mercado, especialmente en industrias como la petroquímica, la generación de energía y la aeroespacial, donde el rendimiento a altas temperaturas es crucial. Su importancia histórica reside en su desarrollo para abordar los desafíos de la corrosión intergranular en aplicaciones de alta temperatura.

Nombres alternativos, estándares y equivalentes

Organización estándar	Designación/Grado	País/Región de origen	Notas/Observaciones
UNS	S34709	EE.UU	Equivalente más cercano al AISI 347 con mayor contenido de carbono.
AISI/SAE	347 horas	EE.UU	Variante con alto contenido de carbono del 347 para una mejor resistencia a altas temperaturas.
ASTM	A240	EE.UU	Especificación estándar para placas, láminas y tiras de acero inoxidable al cromo y al cromo-níquel.
ES	1.4961	Europa	Designación equivalente en normas europeas.
JIS	SUS347H	Japón	Equivalente al estándar industrial japonés.

Las diferencias entre el 347 y el 347H residen principalmente en el contenido de carbono. El 347H presenta un mayor porcentaje de carbono, lo que aumenta su resistencia a temperaturas elevadas. Esta distinción es crucial al seleccionar materiales para aplicaciones donde la estabilidad térmica es fundamental.

Propiedades clave

Composición química

Elemento (Símbolo y Nombre)	Rango porcentual (%)
Cr (cromo)	17.0 - 19.0
Ni (níquel)	9.0 - 12.0
Nb (Niobio)	5.0 - 7.0
C (Carbono)	0,04 - 0,10
Mn (manganeso)	2.0 máximo
Si (silicio)	1.0 máximo
P (Fósforo)	0,045 máximo
S (Azufre)	0.030 máximo

La función principal del cromo es mejorar la resistencia a la corrosión, mientras que el níquel contribuye a la tenacidad y ductilidad del acero. El niobio estabiliza la estructura austenítica y previene la precipitación de carburos, un factor crítico durante los procesos de soldadura. El bajo contenido de carbono minimiza el riesgo de corrosión intergranular, lo que hace que el acero 347H sea especialmente adecuado para 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
Dureza (Rockwell B)	Recocido	85 máximo	85 máximo	ASTM E18
Resistencia al impacto	-20°C	40 J	30 pies-lbf	ASTM E23

La combinación de alta resistencia a la tracción y al rendimiento, junto con una buena elongación, hace que el acero inoxidable 347H sea adecuado para aplicaciones que requieren integridad estructural bajo carga mecánica. Su resistencia al impacto a bajas temperaturas garantiza su rendimiento en aplicaciones criogénicas.

Propiedades físicas

Propiedad	Condición/Temperatura	Valor (Unidades métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiales)
Densidad	Temperatura ambiente	7,93 g/cm³	0,286 lb/pulgada³
Punto de fusión	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Conductividad térmica	Temperatura ambiente	16,2 W/m·K	112 BTU·pulgada/(hora·pie²·°F)
Capacidad calorífica específica	Temperatura ambiente	500 J/kg·K	0,12 BTU/lb·°F
Resistividad eléctrica	Temperatura ambiente	0,72 µΩ·m	0,0000143 Ω·pulgada

La densidad y el punto de fusión del 347H indican su robustez, mientras que su conductividad térmica y capacidad calorífica específica sugieren buenas propiedades de gestión térmica en aplicaciones de alta temperatura. Estas propiedades físicas son esenciales para industrias donde la estabilidad térmica es crucial.

Resistencia a la corrosión

Agente corrosivo	Concentración (%)	Temperatura (°C/°F)	Clasificación de resistencia	Notas
Ácido sulfúrico	10%	25°C / 77°F	Bien	Riesgo de picaduras a temperaturas más altas.
Ácido fosfórico	20%	25°C / 77°F	Excelente	Muy buena resistencia.
cloruros	3%	60°C / 140°F	Justo	Susceptible a corrosión por picaduras.
Agua de mar	-	25°C / 77°F	Bien	Generalmente resistente, pero se recomienda precaución.

El acero inoxidable 347H presenta una excelente resistencia a diversos agentes corrosivos, especialmente en ambientes ácidos. Sin embargo, es susceptible a la corrosión por picaduras en ambientes ricos en cloruro, lo cual es crucial para aplicaciones marinas. En comparación con el acero inoxidable 316L , que también ofrece buena resistencia a la corrosión, el 347H ofrece un rendimiento superior en aplicaciones de alta temperatura, pero puede ser menos efectivo en ambientes reductores.

Resistencia al calor

Propiedad/Límite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observaciones
Temperatura máxima de servicio continuo	900°C	1650°F	-
Temperatura máxima de servicio intermitente	1000°C	1832°F	-
Temperatura de escala	1150°C	2102°F	-
Consideraciones sobre la resistencia a la fluencia	600°C	1112°F	Empieza a perder fuerza.

El acero inoxidable 347H mantiene sus propiedades mecánicas a temperaturas elevadas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en centrales eléctricas y procesamiento químico. Su resistencia a la oxidación le permite un buen rendimiento en entornos con ciclos térmicos. Sin embargo, se debe tener cuidado y evitar la exposición prolongada a temperaturas superiores a 900 °C, donde la fluencia puede ser un problema.

Propiedades de fabricación

Soldabilidad

Proceso de soldadura	Metal de relleno recomendado (clasificación AWS)	Gas/fundente de protección típico	Notas
TIG	ER347H	Argón	Excelentes resultados con la técnica adecuada.
MIG	ER347H	Argón + 2% O2	Bueno para secciones delgadas.
Palo	E347	-	Adecuado para aplicaciones de campo.

El acero inoxidable 347H es altamente soldable, y el uso de metales de aporte adecuados garantiza soldaduras resistentes con un riesgo mínimo de defectos. Puede ser necesario precalentar las secciones más gruesas para evitar grietas. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar aún más sus propiedades.

Maquinabilidad

Parámetros de mecanizado	Acero inoxidable 347H	AISI 1212	Notas/Consejos
Índice de maquinabilidad relativa	50	100	Maquinabilidad moderada; requiere herramientas de carburo.
Velocidad de corte típica	30 metros por minuto	60 metros por minuto	Ajuste las velocidades según las herramientas y la operación.

El acero inoxidable 347H presenta una maquinabilidad moderada, que puede mejorarse con el uso de herramientas de acero rápido o carburo. Unas velocidades de corte y avances adecuados son esenciales para evitar el endurecimiento por acritud.

Formabilidad

El acero inoxidable 347H se puede conformar mediante técnicas estándar, tanto en caliente como en frío. Sin embargo, presenta endurecimiento por acritud, lo que puede requerir fuerza adicional durante las operaciones de conformado. Se debe considerar el radio de curvatura mínimo para evitar el agrietamiento.

Tratamiento térmico

Proceso de tratamiento	Rango de temperatura (°C/°F)	Tiempo típico de remojo	Método de enfriamiento	Propósito principal / Resultado esperado
Recocido en solución	1050 - 1100 °C / 1922 - 2012 °F	30 minutos	Aire o agua	Disolver carburos, mejorar la ductilidad.
Alivio del estrés	400 - 600 °C / 752 - 1112 °F	1 - 2 horas	Aire	Reducir las tensiones residuales.

Los procesos de tratamiento térmico, como el recocido en solución, mejoran la ductilidad y la tenacidad del acero inoxidable 347H. Las transformaciones metalúrgicas durante estos tratamientos influyen significativamente en la microestructura, mejorando su rendimiento en aplicaciones de alta temperatura.

Aplicaciones típicas y usos finales

Industria/Sector	Ejemplo de aplicación específica	Propiedades clave del acero utilizadas en esta aplicación	Motivo de la selección (breve)
Petroquímico	Vasijas de reactor	Resistencia a altas temperaturas y corrosión.	Esencial para la integridad del proceso.
Generación de energía	Tubos de caldera	Resistencia a la oxidación a altas temperaturas	Garantiza una larga vida útil.
Aeroespacial	Sistemas de escape	Alta resistencia y estabilidad térmica.	Crítico para el rendimiento.

El acero inoxidable 347H se utiliza comúnmente en aplicaciones donde la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la corrosión son fundamentales. Su selección suele estar motivada por la necesidad de fiabilidad y durabilidad en entornos hostiles.

Consideraciones importantes, criterios de selección y más información

Característica/Propiedad	Acero inoxidable 347H	Acero inoxidable 316L	Inconel 625	Breve nota de pros y contras o compensación
Propiedad mecánica clave	Alta resistencia	Buena ductilidad	Excelente resistencia	347H ofrece un mejor rendimiento a altas temperaturas.
Aspecto clave de la corrosión	Bueno en ácidos	Excelente en cloruros	Excelente en altas temperaturas	316L mejor para entornos de cloruro.
Soldabilidad	Excelente	Bien	Moderado	347H es más fácil de soldar.
Maquinabilidad	Moderado	Bien	Pobre	347H requiere un mecanizado cuidadoso.
Costo relativo aproximado	Moderado	Más bajo	Más alto	Las consideraciones de costos varían según la aplicación.
Disponibilidad típica	Moderado	Alto	Bajo	Es posible que el 347H esté menos disponible que el 316L.

Al seleccionar el acero inoxidable 347H, se deben considerar su rentabilidad, disponibilidad y los requisitos específicos de la aplicación. Su rendimiento a altas temperaturas lo convierte en la opción preferida en industrias donde la fiabilidad es crucial. Sin embargo, la posibilidad de picaduras en entornos con cloruro puede requerir una evaluación cuidadosa frente a alternativas como el 316L o el Inconel 625, dependiendo de la aplicación y las condiciones ambientales.

En resumen, el acero inoxidable 347H es un material versátil y robusto que se destaca en entornos corrosivos y de alta temperatura, lo que lo convierte en una opción valiosa para diversas aplicaciones industriales.