ASTM A182 F91 Tipo 1 – UNS K90901
Acero 9Cr-1Mo-V-Nb modificado ("P91") para fluencia lenta
Acero martensítico 9Cr-1Mo modificado con V, Nb y N, forjado según ASTM A182. Los carbonitruros finos dan una resistencia a la fluencia lenta muy superior a la del F22 y del F9, lo que permite paredes más delgadas en vapor supercrítico. Exige un riguroso control del tratamiento térmico y de la soldadura.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | K90901 |
| W.Nr./EN | X10CrMoVNb9-1 – 1.4903 (EN 10222-2) |
| DIN | X10CrMoVNb9-1 |
| JIS | SFVAF28 (JIS G3203) |
| Denominación comercial | Grade 91, P91, T91, 9Cr-1Mo mod. |
| Otras | Tubo A335 P91; chapa A387 Gr 91; conexiones A234 WP91; fundición A217 C12A |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Forja (bridas, conexiones, válvulas) | ASTM A182/A182M F91 Tipo 1 / Tipo 2; ASME SA-182 |
| Forjados mayores | ASTM A336 F91 |
| Tubo | ASTM A335 P91 / A213 T91 |
| Chapa | ASTM A387 Gr 91 |
| Conexiones para soldar a tope | ASTM A234 WP91 |
| Fundición | ASTM A217 C12A |
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 |
| 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 A182/A182M – F91 Tipo 1
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| C | 0,08 – 0,12 |
| Mn | 0,30 – 0,60 |
| P | ≤ 0,020 |
| S | ≤ 0,010 |
| Si | 0,20 – 0,50 |
| Ni | ≤ 0,40 |
| Cr | 8,0 – 9,5 |
| Mo | 0,85 – 1,05 |
| V | 0,18 – 0,25 |
| Nb | 0,06 – 0,10 |
| N | 0,030 – 0,070 |
| Al | ≤ 0,02 |
| Ti / Zr | ≤ 0,01 cada uno |
Calcule el carbono equivalente de ASTM A182 F91 Tipo 1 para soldadura →
Propiedades mecánicas
Normalizado + revenido – ASTM A182 F91 (Tipos 1 y 2)
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite de fluencia (0,2%) | ≥ 415 MPa |
| Resistencia a la tracción | ≥ 585 MPa |
| Alargamiento | ≥ 20% |
| Reducción de área | ≥ 40% |
| Dureza | 190 – 248 HBW |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,77 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad | ≈ 218 GPa |
| Conductividad térmica (20 °C) | ≈ 26 W/m·K |
| Dilatación térmica (20–100 °C) | ≈ 10,9 µm/m·K |
Calcule el peso de barra, chapa o tubo de ASTM A182 F91 Tipo 1 →
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Hasta ≈ 600–625 °C en servicio con fluencia lenta (ASME admite hasta 649 °C). |
| Tratamiento térmico | Normalizado a 1.040–1.080 °C + revenido a 730–800 °C (Tipo 1). Fuera de la ventana o con enfriamiento inadecuado se forma ferrita/martensita sin revenir y se pierde la resistencia a la fluencia lenta. |
| Soldadura | Precalentamiento de 200–250 °C, temperatura entre pasadas ≤ 300–350 °C, enfriar por debajo de ≈ 100 °C antes del PWHT; consumible AWS E9015-B91 / E9018-B91 (A5.5), ER90S-B91 (A5.28), E91T1-B91; PWHT obligatorio a 745–775 °C. Controlar el Ni+Mn del metal de soldadura (< 1,2%). |
| Mecanizado | Regular; más duro que el F22, herramientas de metal duro. |
Planifique un forjado libre en ASTM A182 F91 Tipo 1: reducción, esbeltez y cuánto material enviar →Simule el plan de corte del lingote o de la barra →
Metal de aporte para soldadura
La composición del alambre normalmente no es idéntica a la del material: cada página explica por qué.
Aplicaciones típicas
- Líneas de vapor principal y de recalentamiento de centrales supercríticas
- Colectores y conexiones de calderas y HRSG
- Válvulas de alta presión y alta temperatura
- Hornos e intercambiadores de refinería de alta temperatura
- Boquillas de recipientes y componentes para fluencia lenta
Alternativas: F22 para menor temperatura/presión y soldadura más sencilla; F92 (con W) para una resistencia a la fluencia lenta aún mayor; F9 cuando el foco es la sulfuración y no la fluencia lenta; inoxidable 347H por encima de ≈ 625 °C.
ASTM A182 F91 Tipo 1: guía completa
Qué es el acero ASTM A182 F91
El F91 es la versión forjada del Grado 91, la misma aleación de los tubos P91 y T91. Pertenece a la familia de los aceros aleados Cr-Mo para alta temperatura, junto con el F11, el F22, el F5 y el F9. A diferencia de los inoxidables, el F91 no se elige por su resistencia a la corrosión acuosa sino por su resistencia a la fluencia lenta, es decir, por su capacidad de soportar tensión durante decenas de miles de horas entre 500 y 650 °C sin deformación excesiva.
Composición química y función de los elementos
El 9% de cromo y el 1% de molibdeno dan resistencia a la oxidación por vapor y endurecimiento por solución sólida. Lo que distingue al F91 del F9 son las adiciones controladas de vanadio (0,18 – 0,25%), niobio (0,06 – 0,10%) y nitrógeno (0,030 – 0,070%): estos elementos forman carbonitruros finos y estables que fijan la microestructura durante el servicio y elevan la resistencia a la fluencia lenta respecto al 9Cr-1Mo convencional. El aluminio se limita a 0,02% para no consumir el nitrógeno.
Tratamiento térmico
El ciclo estándar es normalizado a 1.040 – 1.080 °C seguido de revenido a 730 – 800 °C. Dustre realiza este ciclo en hornos propios, con registro de temperatura, como parte de su servicio de tratamiento térmico. Las piezas que pasan por forja o por deformación en frío significativa deben repetir el ciclo completo.
Soldadura
Soldar el F91 es crítico y exige un procedimiento calificado: consumibles de la misma clase (9Cr-1Mo-V), precalentamiento a 200 – 250 °C, control de la temperatura entre pasadas y tratamiento térmico posterior a la soldadura a 745 – 775 °C. Sin PWHT, la zona afectada por el calor permanece martensítica, dura y frágil, y la unión pierde resistencia a la fluencia lenta. Este es el principal punto de atención al comprar y fabricar con este material.
Aplicaciones
Bridas, conexiones forjadas, válvulas, colectores, fondos y piezas de tuberías de vapor en calderas y turbinas; equipos de refinería y petroquímica que operan por encima de 500 °C; componentes de hornos y reactores. A temperaturas por debajo de 450 °C el F91 suele sustituirse con ventaja económica por el F22 o el F11.
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 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 A182 F91 Tipo 1?
Según ASTM A182/A182M – F91 Tipo 1: C 0,08 – 0,12; Mn 0,30 – 0,60; P ≤ 0,020; S ≤ 0,010; Si 0,20 – 0,50; Ni ≤ 0,40.
¿Qué normas cubren ASTM A182 F91 Tipo 1?
Forja (bridas, conexiones, válvulas): ASTM A182/A182M F91 Tipo 1 / Tipo 2; ASME SA-182. Forjados mayores: ASTM A336 F91. Tubo: ASTM A335 P91 / A213 T91. Chapa: ASTM A387 Gr 91. Conexiones para soldar a tope: ASTM A234 WP91. Fundición: ASTM A217 C12A.
¿Hasta qué temperatura se puede usar ASTM A182 F91 Tipo 1?
Hasta ≈ 600–625 °C en servicio con fluencia lenta (ASME admite hasta 649 °C).
¿Qué materiales pueden sustituir a ASTM A182 F91 Tipo 1?
F22 para menor temperatura/presión y soldadura más sencilla; F92 (con W) para una resistencia a la fluencia lenta aún mayor; F9 cuando el foco es la sulfuración y no la fluencia lenta; inoxidable 347H por encima de ≈ 625 °C.
¿Dónde comprar ASTM A182 F91 Tipo 1 en Brasil?
Dustre suministra ASTM A182 F91 Tipo 1 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].
