Nitronic 60 – UNS S21800
Acero inoxidable austenítico resistente al engrane (galling) y al desgaste
Acero inoxidable austenítico Cr-Ni-Mn con ≈ 4% de silicio y nitrógeno. El silicio y el manganeso inhiben el desgaste, el engrane (galling) y el fretting incluso en estado recocido: en un ensayo sin lubricación, el Nitronic 60 contra Nitronic 60 solo presentó galling a 345 MPa, mientras que el 304 contra 304 lo presentó a 14 MPa. El límite elástico típico recocido es de 414 MPa, la resistencia a la corrosión general se sitúa entre la del 304 y la del 316, y la resistencia a la corrosión por picaduras por cloruros es mejor que la del 316.
Designaciones y equivalentes
| Sistema | Designación |
|---|---|
| UNS | S21800 |
| W.Nr./EN | Sin equivalente EN directo |
| Denominación comercial | Nitronic 60 (Cleveland-Cliffs), Alloy 218, N-60, Fermonic 60 |
| Otras | Fijaciones ASTM A193 B8S / A194 8S; fundición CF10SMnN; consumible AWS ER218 (Nitronic 60W) |
Normas por forma de producto
| Forma | Norma |
|---|---|
| Barra y perfiles | ASTM A276 / A479 S21800 |
| Plancha, chapa y fleje | ASTM A240 S21800 |
| Barra, pieza forjada y alambre (aeroespacial) | AMS 5848 |
| Palanquilla y barra para forja | ASTM A314 |
| Alambre | ASTM A580 |
| Pernos y tuercas | ASTM A193 B8S / A194 8S |
| Fundición | ASTM A351 / A743 CF10SMnN |
| Recipiente a presión | ASME Section VIII Div. 1 (UHA-23) |
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 | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barra laminada en caliente | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Chapa (> 10 mm, ancho ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Brida y conexión | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Clase arancelaria: acero inoxidable (por composición química, según las Notas del Capítulo 72 y la Nota 5 de la Sección XV).
*: 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 A276 / A479 (UNS S21800)
| Elemento | Rango (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,10 |
| Mn | 7,0 – 9,0 |
| Si | 3,5 – 4,5 |
| Cr | 16,0 – 18,0 |
| Ni | 8,0 – 9,0 |
| N | 0,08 – 0,18 |
| P | ≤ 0,060* |
| S | ≤ 0,030 |
| Mo | ≤ 0,75 |
| Cu | ≤ 0,75* |
| Fe | resto |
Propiedades mecánicas
Recocido – valores típicos para barra de Ø 25 mm (HPA/AK Steel); mínimos para barra de más de 12,7 mm entre paréntesis
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Límite elástico (0,2%) | 414 MPa típico (≥ 345 MPa*) |
| Resistencia a la tracción | 710 MPa típico (≥ 655 MPa*) |
| Alargamiento (4D) | 64% típico (≥ 35%*) |
| Reducción de área | 74% típico (≥ 55%*) |
| Dureza | 95 HRB típico (170 – 255 HB) |
| Endurecido por deformación (Nitronic 60 HS, nivel 3, hasta Ø 89 mm) | UTS ≥ 1.103 MPa; YS ≥ 896 MPa |
Propiedades físicas típicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,62 g/cm³ |
| Módulo de elasticidad | 180 GPa |
| Dilatación térmica (24 – 93 °C) | ≈ 15,8 µm/m·K |
| Resistividad eléctrica | 98,2 µΩ·cm |
| Permeabilidad magnética (recocido) | 1,003 |
Tratamiento térmico, soldadura y mecanizado
| Ítem | Práctica habitual |
|---|---|
| Temperatura de servicio | Desde temperaturas criogénicas (–196 °C, donde conserva su resistencia al galling) hasta alta temperatura: resistencia a la oxidación similar a la del 309 y buena resistencia mecánica hasta ≈ 980 °C (1.800 °F). |
| Tratamiento térmico | Solubilizar a ≈ 1.065 °C (1.950 °F)* con enfriamiento rápido. No es endurecible por tratamiento térmico; la resistencia se aumenta por trabajo en frío (Nitronic 60 HS), que no mejora la resistencia al galling. |
| Soldadura | Buena, por los procesos habituales para aceros inoxidables. Consumible afín AWS A5.9 ER218 (Nitronic 60W). Por lo general no se requieren precalentamiento ni tratamiento térmico posterior a la soldadura más allá del alivio de tensiones normal. |
| Mecanizado | Difícil: índice ≈ 23% (AISI B1112 = 100%; 304 = 45%). Mecanizar a ≈ 50% de las velocidades usadas para el 304, con metal duro recubierto, máquina rígida y potencia suficiente. |
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Aplicaciones típicas
- Vástagos, asientos y componentes internos de válvulas
- Anillos de desgaste y lóbulos de bombas
- Pasadores, casquillos y rodamientos de rodillos
- Pernos, tuercas y espárragos antigalling (A193 B8S)
- Pasadores de puentes y piezas críticas de construcción
- Cribas, cadenas y sistemas de transmisión
- Componentes para petróleo y gas, petroquímica y procesos químicos
Alternativas: Nitronic 50 (XM-19) cuando la corrosión y la resistencia pesan más que el galling; 17-4PH H950 o 410 endurecido como pieza de contacto del Nitronic 60 en vástagos y asientos (sin galling hasta 345 MPa en el ensayo); Stellite 6 o recargue duro cuando domina el desgaste abrasivo; 316L cuando no hay contacto metal con metal.
Compare aleaciones por medio corrosivo, concentración y temperatura →
Nitronic 60: guía completa
Qué es el Nitronic 60
El Nitronic 60 es un acero inoxidable austenítico al manganeso, silicio y nitrógeno. El silicio (3,5 – 4,5%) y el manganeso (7,0 – 9,0%) reducen el desgaste, el galling y el fretting, incluso en estado recocido, lo que convierte a la aleación en una alternativa más económica que las aleaciones de cobalto y de alto níquel para combatir el desgaste. El nitrógeno eleva el límite elástico a ≈ 414 MPa en estado recocido.
Resistencia al galling: datos de ensayo
Tensión umbral de galling sin lubricación (tensión a la que comenzó el galling), botón sobre bloque, mismo material en ambas caras salvo indicación en contrario:
- 304 contra 304: 14 MPa; 316 contra 316: 14 MPa; 17-4PH H950 contra 17-4PH H950: 14 MPa.
- Nitronic 60 contra Nitronic 60: 345 MPa.
- Nitronic 60 contra 304, 303, 410 endurecido, 440C o 17-4PH H950: sin galling hasta 345 MPa.
- Nitronic 60 contra 316: 262 MPa; contra 430 recocido: 248 MPa.
El ensayo también se realizó en nitrógeno líquido (–196 °C), donde la aleación conserva su resistencia al galling. El trabajo en frío aumenta la resistencia mecánica, pero no mejora el comportamiento frente al galling.
Desgaste y cavitación
En desgaste metal con metal sin lubricación (cilindros cruzados, 415 rpm), el par 304 contra Nitronic 60 perdió 6,0 mg por cada 1.000 ciclos, frente a 24,7 mg del 304 contra 17-4PH (43 HRC); con el 316, 4,3 mg frente a 18,5 mg. El Nitronic 60 contra sí mismo perdió 2,8 mg. En erosión por cavitación, tomando el Nitronic 60 como 1,00, el 304 se erosionó 3,67 veces más rápido, el 316 3,70, el bronce al aluminio 3,00 y el CA-6NM 6,80 (series de ensayo diferentes).
Corrosión
La resistencia a la corrosión general se sitúa entre la del 304 y la del 316, pero la resistencia a las picaduras por cloruros es mejor que la del 316. En 6 meses en agua de mar estancada, el Nitronic 60 mostró una resistencia a la corrosión en resquicios muy superior a la del 304 y algo mejor que la del 316. Cuando la corrosión es el requisito principal, el Nitronic 50 (XM-19) es la opción más segura.
Formas de suministro y servicios de Dustre
Barras redondas y bloques forjados en matriz abierta, cortados a medida en sierra de cinta, con mecanizado de desbaste o de acabado, solubilizado 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 Nitronic 60?
Según ASTM A276 / A479 (UNS S21800): C ≤ 0,10; Mn 7,0 – 9,0; Si 3,5 – 4,5; Cr 16,0 – 18,0; Ni 8,0 – 9,0; N 0,08 – 0,18.
¿Qué normas cubren Nitronic 60?
Barra y perfiles: ASTM A276 / A479 S21800. Plancha, chapa y fleje: ASTM A240 S21800. Barra, pieza forjada y alambre (aeroespacial): AMS 5848. Palanquilla y barra para forja: ASTM A314. Alambre: ASTM A580. Pernos y tuercas: ASTM A193 B8S / A194 8S. Fundición: ASTM A351 / A743 CF10SMnN. Recipiente a presión: ASME Section VIII Div. 1 (UHA-23).
¿Hasta qué temperatura se puede usar Nitronic 60?
Desde temperaturas criogénicas (–196 °C, donde conserva su resistencia al galling) hasta alta temperatura: resistencia a la oxidación similar a la del 309 y buena resistencia mecánica hasta ≈ 980 °C (1.800 °F).
¿Qué materiales pueden sustituir a Nitronic 60?
Nitronic 50 (XM-19) cuando la corrosión y la resistencia pesan más que el galling; 17-4PH H950 o 410 endurecido como pieza de contacto del Nitronic 60 en vástagos y asientos (sin galling hasta 345 MPa en el ensayo); Stellite 6 o recargue duro cuando domina el desgaste abrasivo; 316L cuando no hay contacto metal con metal.
¿Qué es el galling?
Es la adhesión y el arranque de material entre dos superficies metálicas que se deslizan bajo carga, típico del acero inoxidable contra acero inoxidable. En el ensayo sin lubricación del fabricante, el 304 contra 304 y el 316 contra 316 presentaron galling a 14 MPa; el Nitronic 60 contra Nitronic 60, solo a 345 MPa.
¿El Nitronic 60 es magnético?
No. La permeabilidad magnética en estado recocido es de 1,003.
¿Cuál es la diferencia entre el Nitronic 50 y el Nitronic 60?
El Nitronic 50 (XM-19) está diseñado para resistencia a la corrosión y resistencia mecánica (PREN típico ≈ 34, límite elástico ≥ 380 MPa). El Nitronic 60 cede algo de resistencia a la corrosión a cambio del silicio y el manganeso, que aportan resistencia al galling y al desgaste; su resistencia a la corrosión general se sitúa entre la del 304 y la del 316.
¿Existe el Nitronic 80?
No encontramos ninguna aleación comercial con ese nombre. La familia Nitronic (Cleveland-Cliffs, antes AK Steel/Armco) incluye los grados 19D, 30, 32, 33, 40, 50 y 60. Para resistencia al galling, use el Nitronic 60; para resistencia a la corrosión con alta resistencia mecánica, el Nitronic 50 (XM-19).
¿Dónde comprar Nitronic 60 en Brasil?
Dustre suministra Nitronic 60 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].
