ASTM A522 Tipo I – acero 9% Ni – UNS K81340
Acero ferrítico con 9% de níquel forjado para servicio criogénico hasta −196 °C
Acero de bajo carbono con 8,5–9,5% de Ni, forjado y laminado según ASTM A522/A522M para bridas, conexiones y válvulas en servicio criogénico. Se suministra doblemente normalizado y revenido (NNT) o templado y revenido (QT), mantiene su tenacidad a −196 °C y es el material estándar de tanques y líneas de GNL.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | K81340 |
| W.Nr./EN | X8Ni9 – 1.5662 (EN 10222-3, forjados) |
| DIN | X8Ni9 |
| JIS | SL9N520 / SL9N590 (plate, JIS G3127) |
| Denominación comercial | 9% Ni, 9Ni |
| Otras | Chapa A353/A553 Tipo I; tubo A333 Gr 8; conexiones A420 WPL8 |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forja (bridas, conexiones, válvulas) | ASTM A522/A522M Tipo I; ASME SA-522 |
| Chapa | ASTM A353 (NNT) / A553 Tipo I (QT) |
| Tubo | ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8 |
| Conexiones para soldar a tope | ASTM A420 WPL8 |
| Barra/forja EN | EN 10222-3 X8Ni9 |
Tolerancias y códigos HS
- Barras forjadas (redondas y cuadradas): sobremedida de mecanizado desde 2 mm (Ø 6–16 mm) hasta 24 mm (Ø 400–500 mm) en el diámetro. Ej.: Ø 100–125 mm terminado: +7 mm, tolerancia +6 / −0 (longitud hasta 3.500 mm).
- Discos forjados: sobremedida de 4 a 9 mm en el diámetro y de 3 a 11 mm en la altura, tolerancia solo positiva.
- Corte y mecanizado: sierra de cinta −0 / +5 a +15 mm en la longitud; chorro de agua +10 % del espesor en el diámetro (mín. 2 mm); piezas mecanizadas −0 / +2 a +5 mm en el diámetro. Vea las tablas completas (INF 002 e INF 003, iguales para todas las aleaciones).
| Forma | NCM (Brasil, 8 dígitos) | HS (internacional, 6 dígitos) | HTS (EE. UU., 10 dígitos)* | CN (Unión Europea, 8 dígitos)* |
|---|---|---|---|---|
| Barra forjada | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Barra laminada en caliente | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Chapa (> 10 mm, ancho ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| Tubo sin costura | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Tubo con costura | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Brida y conexión | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Clase arancelaria: acero aleado (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
Tubo: 7304.19 y 7306.19 son tubos de conducción (line pipe) para oleoductos y gasoductos; los tubos para calderas, intercambiadores de calor o proceso se clasifican en 7304.39/7304.59 (sin costura) y 7306.30/7306.50 (con costura).
*: códigos de EE. UU. y de la UE a modo de referencia. NCM según la legislación vigente (Reglas Generales de Interpretación, Notas de los Capítulos 72, 74 y 75 y Nota 5 de la Sección XV). Confirme el código definitivo con su agente de aduanas según el tamaño y el acabado del ítem. HS = primeros 6 dígitos de la NCM.
Composición química (%)
ASTM A522/A522M – Tipo I
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,13 |
| Mn | ≤ 0,90 |
| P | ≤ 0,025 |
| S | ≤ 0,025 |
| Si | 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 con desoxidación al vacío) |
| Ni | 8,5 – 9,5 |
Calcule el carbono equivalente de ASTM A522 Tipo I – acero 9% Ni para soldadura →
Propiedades mecánicas
NNT o QT – ASTM A522 Tipo I, temperatura ambiente
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite de fluencia (0,2%) | ≥ 515 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 690 MPa |
| Alargamiento | ≥ 22% |
| Reducción de área | ≥ 45% |
| Impacto a −196 °C | Expansión lateral Charpy ≥ 0,38 mm |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | ≈ 7,86 g/cm³ (típico) |
| Módulo de elasticidad | ≈ 195 GPa (típico) |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de ASTM A522 Tipo I – acero 9% Ni →
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | −196 °C a 121 °C (alcance de la A522). |
| Tratamiento térmico | NNT: 900 °C en aire + 790 °C en aire + revenido a 565–605 °C. QT: austenizar a 800 ± 14 °C, temple en agua + revenido a 565–605 °C. Enfriamiento tras el revenido en aire o agua a ≥ 167 °C/h. Alivio de tensiones a 550–585 °C. |
| Soldadura | Soldable con consumibles base níquel (no usar consumibles ferríticos): AWS ENiCrMo-6 / ENiCrFe-9 (A5.11), ERNiMo-8 / ERNiCr-3 (A5.14). Controlar el magnetismo residual (soplo magnético) y el aporte térmico; PWHT normalmente dispensado según el código. |
| Mecanizado | Similar a un acero de baja aleación de 690 MPa; bueno con metal duro. |
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Metal de aporte para soldadura
La composición del alambre normalmente no es idéntica a la del material: cada página explica por qué.
Aplicaciones típicas
- Bridas y conexiones para GNL
- Válvulas criogénicas
- Tanques y líneas de nitrógeno, oxígeno y argón líquidos (hasta −196 °C)
- Terminales de regasificación y buques metaneros
- Boquillas de recipientes criogénicos
Alternativas: A350 LF3 (3,5% Ni) hasta −101 °C, más económico; inoxidable 304L/316L (A182) cuando se desea un austenítico sin transición dúctil-frágil; Invar 36 para tuberías de baja dilatación.
ASTM A522 Tipo I: guía completa
Qué es el acero ASTM A522 Tipo I
El A522 es la versión forjada del acero con 9% de níquel de las chapas ASTM A353 y A553. Pertenece a la familia de los aceros aleados, pero con una función opuesta a la de los grados Cr-Mo: en lugar de resistir el calor, mantiene la tenacidad a temperaturas criogénicas en las que los aceros al carbono y de baja aleación comunes se vuelven frágiles.
Composición química y función del níquel
El níquel (8,5 – 9,5%) reduce la temperatura de transición dúctil-frágil y, con el tratamiento térmico correcto, produce una microestructura de martensita revenida con austenita revertida estable (formada durante el revenido), responsable de la tenacidad a −196 °C. El carbono se mantiene bajo (≤ 0,13%) y el fósforo y el azufre se limitan a 0,025% para preservar la tenacidad.
Tratamiento térmico
Doblemente normalizado y revenido o templado y revenido, con revenido entre 565 y 605 °C. Dustre realiza el ciclo en hornos propios, con registro de temperatura, como parte de su servicio de tratamiento térmico, y confirma el resultado con ensayos de impacto.
Soldadura
El punto crítico de la fabricación con 9% Ni es el consumible: la soldadura debe hacerse con una aleación de níquel (ENiCrMo-6 / ERNiMo-8 o ENiCrMo-3), porque los consumibles ferríticos no alcanzan la tenacidad exigida a −196 °C. El precalentamiento es innecesario o bajo, y normalmente no hay tratamiento térmico posterior a la soldadura. El material es fuertemente magnético, por lo que las piezas deben desmagnetizarse antes de soldar.
Aplicaciones
Bridas, conexiones, válvulas, boquillas y piezas forjadas de tanques y tuberías de GNL, plantas de separación de aire (nitrógeno y oxígeno líquidos), etileno y otros gases licuados, entre −196 °C y unos 120 °C.
Formas de suministro y servicios Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o acabado, tratamiento térmico en hornos propios y ensayos de dureza, tracción e impacto. Todo el material se suministra con certificado de inspección 3,1 y trazabilidad de colada.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la composición química de ASTM A522 Tipo I?
Según ASTM A522/A522M – Tipo I: C ≤ 0,13; Mn ≤ 0,90; P ≤ 0,025; S ≤ 0,025; Si 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 con desoxidación al vacío); Ni 8,5 – 9,5.
¿Qué normas cubren ASTM A522 Tipo I?
Forja (bridas, conexiones, válvulas): ASTM A522/A522M Tipo I; ASME SA-522. Chapa: ASTM A353 (NNT) / A553 Tipo I (QT). Tubo: ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8. Conexiones para soldar a tope: ASTM A420 WPL8. Barra/forja EN: EN 10222-3 X8Ni9.
¿Hasta qué temperatura se puede usar ASTM A522 Tipo I?
−196 °C a 121 °C (alcance de la A522).
¿Qué materiales pueden sustituir a ASTM A522 Tipo I?
A350 LF3 (3,5% Ni) hasta −101 °C, más económico; inoxidable 304L/316L (A182) cuando se desea un austenítico sin transición dúctil-frágil; Invar 36 para tuberías de baja dilatación.
¿Por qué se usa el A522 Tipo I en bridas y válvulas criogénicas?
El níquel de 8,5 a 9,5%, con tratamiento NNT o QT, mantiene la tenacidad a −196 °C, una temperatura a la que los aceros al carbono y de baja aleación comunes se vuelven frágiles. Por eso es estándar en GNL, oxígeno, nitrógeno y argón líquidos.
¿El A522 Tipo I es adecuado para alta temperatura?
No. El alcance de la ASTM A522 va de −196 °C a 121 °C. Para alta temperatura, use aceros Cr-Mo como el F11 o el F9 (ASTM A182).
¿Dónde comprar ASTM A522 Tipo I en Brasil?
Dustre suministra ASTM A522 Tipo I en forma de barra, chapa, tubo, bloque y piezas forjadas o mecanizadas, sujeto a disponibilidad, con certificado de calidad. Casa matriz en Osasco/SP, sucursales en Joinville/SC y Baixo Guandu/ES, con entrega en todo Brasil. Para cotizar, escriba a Helena, nuestra asistente en WhatsApp +55 11 98649-0075, o a [email protected].
