Incoloy 901 / Nimonic 901 (tambien UNS N09901, W.Nr. 2.4662, GH2901 / GH901 / GH109) es una superaleación de hierro-níquel-cromo endurecible por precipitación de fase gamma prima (Ni3(Ti,Al)). Disenada como alternativa economica al Inconel 718 con menor contenido de níquel (~42.5% vs ~52.5%), opera con alta resistencia mecánica y a la fluencia hasta 650 C y buena resistencia a la oxidación hasta 760 C. Su equilibrio Fe-Ni-Cr (~34%Fe-42.5%Ni-12.5%Cr) reduce el coste de materia prima y mejora la forjabilidad frente a las aleaciones totalmente base níquel, manteniendo una resistencia a la fluencia competitiva gracias al refuerzo combinado de Mo (5-6.5% en solución solida) y Ti (2.8-3.1% formando gamma prima). El bajo aluminio (Al ≤0.35%) suprime la transformacion de gamma prima a fase eta-Ni3Ti fragilizante durante exposiciones prolongadas. En SHUNFU METAL fabricamos esta aleación según AMS 5660/5661, BS HR 55 y GB/T 14992, mediante fusión al vacio (VIM) + refundicion por arco al vacio (VAR) o electroescoria (ESR), con análisis OES por colada bajo ISO 9001 y API Q1.
AMS 5660/5661/5830, AECMA PrEN2176/2177/2178, ISO 9723/9725, ASTM B408
Nota sobre los equivalentes rusos: La designacion correcta del equivalente ruso al Incoloy 901 es ЭИ725. La referencia ЭП693 / ХН68МВКТЮР que a veces circula en la documentación china corresponde en realidad a GH4099 (GH99), una aleación Ni-Cr-Co-W de uso a mayor temperatura (900 C). La composición nominal 15Х35Н40МВТЮР describe aproximadamente la base Fe-35Ni-40Cr-Mo-W-Ti pero no es una designacion GOST estándar para Incoloy 901. SHUNFU METAL produce según las especificaciones occidentales AMS y britanicas BS HR, con certificación ISO 9001 y API Q1.
Incoloy 901 | SHUNFU METAL
Aplicaciones de Incoloy 901 (N09901)
Aeroespacial — Discos y Ejes de Turbina
Discos de turbina de baja presión (LPT), discos de compresor de alta presión, ejes y munones de motor turbofan/turbohelice hasta 650 C. Alta resistencia a la fluencia bajo fuerza centrifuga y ciclos de fatiga termomecanica. Vida útil tipica >10,000 h en servicio civil (Boeing, Airbus).
Fijaciones Aeronauticas de Alta Temperatura
Pernos, espárragos, tuercas autoblocantes y fijaciones roscadas para carcasas de turbina, bridas y soportes de motor a 600-650 C. Alta resistencia a la relajacion de tensión y baja sensibilidad a la entalla cuando se procesa con parametros controlados de forja.
Turbinas de Gas Industriales y Generacion Electrica
Discos de rotor, ejes, anillos espaciadores y componentes estructurales de turbinas de gas estacionarias. Aplicacion en válvulas de vapor (vastagos, asientos) de turbinas de vapor supercriticas hasta 650 C en centrales térmicas de ciclo combinado.
Petróleo y Gas — Componentes de Alta Presion/Temperatura
Componentes de cabezal de pozo, herramientas de fondo de pozo (downhole tools), válvulas de alta presión en procesos de hidrocraqueo y reformado catalitico. Buena resistencia al ataque por H2S en ambientes no extremadamente ácidos (evaluar según NACE MR0175).
Nuclear — Componentes Auxiliares No Nucleares
Fijaciones y soportes en componentes auxiliares de reactores (no en el nucleo por contenido de Co ~1% max — el Co es bajo pero no “nuclear grade” con límite Co ≤0.05%). Apto para estructuras de soporte de generadores de vapor y sistemas de tuberia auxiliar hasta 650 C.
Automocion de Alto Rendimiento y Turboalimentacion
Componentes de turbocompresor (ruedas de turbina, anillos de sellado, carcasas), colectores de escape y fijaciones de motores de competicion. Buena soldabilidad y mecanizado en comparacion con aleaciones más aleadas, reduciendo el coste de fabricación de series cortas.
Suministro de Incoloy 901 (N09901) por SHUNFU METAL
Barra Redonda, Cuadrada y Hexagonal — AMS 5660 / 5661, BS HR 55
Barra laminada en caliente y forjada diametro 8-350 mm; barra estirada en frío para fijaciones diametro 2-80 mm (tolerancia h8-h11). Estados: recocido solubilizado para mecanizado o completamente tratado térmicamente (solubilizado + doble envejecido) listo para usar. Segmentos cortados a medida, ensayos UT según AMS-STD-2154 bajo pedido. Cumple AMS 5660 (recocido), AMS 5661 (tratado térmicamente), BS HR 55, ISO 9723.
Chapa, Placa y Fleje — AECMA PrEN2176/2177, ISO 9725
Chapa laminada en caliente espesor 0.25-50 mm; placa hasta 120 mm; fleje laminado en frío 0.08-3.0 mm para aplicaciones de precision. Suministro en estado recocido solubilizado (1090 C/WQ). Excelente conformabilidad en frío para embuticion, plegado y estampado. Cumple AECMA PrEN2176 (chapa/banda), PrEN2177 (placa), ISO 9725, ASTM B408.
Forja, Anillos y Discos — GJB 5280, GJB 5301
Discos de turbina forjados, anillos sin soldadura (seamless rolled rings), ejes forjados y piezas con forma cercana a la final (near-net-shape) hasta 3000 kg/pieza. Forja en prensa hidraulica con control de relacion de reduccion >3:1 para romper la estructura de colada y minimizar anisotropia. Tratamiento térmico triple: solubilizado 1090 C/WQ + 775 C/4h/AC + 715 C/24h/AC. Certificacion UT integral e inspeccion por liquidos penetrantes.
Alambre y Productos de Aporte — AMS 5830
Alambre para soldadura TIG/MIG diametro 0.8-3.2 mm (AMS 5830), alambre para muelles y fijaciones diametro 0.1-8.0 mm en estado recocido o revenido elástico. Varilla para soldadura por arco manual. Tambien suministramos tubo sin soldadura diametro ext. 3-160 mm, espesor 0.25-45 mm, y fijaciones a medida (pernos, espárragos, tuercas) roscados y tratados térmicamente según plano del cliente.
Composición Quimica de Incoloy 901 (UNS N09901)
Elemento
Min (%)
Max (%)
Nominal (%)
Funcion en la Aleación
Ni
40.0
45.0
42.5
Base austenítica — estabiliza la matriz FCC-γ, garantiza ductilidad y resistencia a la corrosión en caliente. El contenido moderado de Ni (vs IN718) reduce coste de aleación.
Cr
11.0
14.0
12.5
Forma capa pasiva Cr2O3 protectora — resistencia a oxidación hasta 760 C. El nivel moderado (vs 19-21% en Nimonic 80A/90A) refleja menor exigencia oxidativa a la temperatura de diseno.
Mo
5.0
6.5
5.75
Refuerzo por solución solida — atomos de Mo de gran radio atomico crean campos de tensión en la red γ que frenan el movimiento de dislocaciones. Principal contribuyente a la resistencia a la fluencia lenta.
Ti
2.80
3.10
2.90
Elemento principal formador de gamma prima (Ni3Ti) — genera el 15-18% de fraccion volumetrica de precipitados coherentes γ’ durante el envejecimiento. La relacion Ti/Al ~8-10:1 optimiza la eficacia del endurecimiento.
Al
—
0.35
0.20
Inhibidor de transformacion de fase — el Al en pequena cantidad (<0.35%) suprime la conversion de γ' metaestable a η-Ni3Ti hexagonal fragilizante durante mantenimientos prolongados a alta temperatura.
Fe
—
—
Bal (~34)
Balance — reduce el coste de aleación (~34% Fe vs ~18% en IN718) y ajusta el coeficiente de dilatacion térmica (CTE ~13.5 ×10-6/K a 20-100 C) cercano al de los aceros ferriticos, facilitando uniones bimetálicas.
Co
—
1.0
<0.5
Elemento residual — no se anade intencionadamente. El bajo Co (≤1%) evita la activacion significativa de Co60 en entornos nucleares, aunque no alcanza el nivel “nuclear grade” (≤0.05%).
C
0.02
0.10
0.04
Forma carburos MC (TiC) para anclaje de bordes de grano. El bajo carbono (la mayoria de especificaciones aeronauticas acotan a 0.02-0.06%) evita redes continuas de carburos que perjudican la soldabilidad y tenacidad.
B
0.010
0.020
0.015
Segregacion en borde de grano — el boro ocupa sitios vacantes en las juntas de grano, reduciendo la difusion interfacial y mejorando la resistencia a la fluencia y la ductilidad en caliente. Critico para forja de grandes secciones.
Mn
—
0.50
<0.30
Desoxidante de fusión — fija azufre residual como MnS, mejorando la forjabilidad en caliente.
Si
—
0.40
<0.25
Desoxidante complementario. Nivel controlado para no promover fases de Laves fragilizantes durante la solidificacion.
Cu
—
0.50
<0.20
Residual de materia prima. El nivel se mantiene bajo para no afectar la estabilidad de la gamma prima a alta temperatura.
S / P
—
0.008 / 0.020
<0.005 / <0.010
Impurezas controladas en niveles bajos mediante triple fusión (VIM+ESR/VAR) para garantizar forjabilidad, soldabilidad TIG y ductilidad en caliente sin fragilizacion por bajo punto de fusión en bordes de grano.
Via de fusión: VIM (fusión por induccion al vacio) como etapa primaria para control de composición y desgasificacion, seguida de VAR (refundicion por arco al vacio) o ESR (refundicion por electroescoria) para refino de solidificacion y reduccion de inclusiones. Para aplicaciones aeronauticas criticas (discos de turbina) se requiere triple fusión VIM+ESR+VAR para eliminar macro-segregaciones y garantizar niveles de inclusiones inferiores a ASTM E45 Method A, Severity 1.
Forma del producto y estado: Valores según disco forjado + tratamiento térmico estándar. La barra AMS 5660 se suministra en estado recocido (solubilizado, 1090 C/WQ, Rm ~900-1050 MPa, dureza ~250-310 HB) para mecanizado, con posterior envejecimiento por el cliente. La barra AMS 5661 se suministra en estado completamente tratado (solubilizado + doble envejecido) lista para servicio. Las propiedades de los productos de gran seccion (>150 mm) pueden ser ligeramente inferiores en el centro debido a la velocidad de temple.
Propiedades de Fluencia Lenta — 100 Horas
Temperatura (C)
Tension (MPa)
Deformacion Total εt (%)
Deformacion Plastica εtp (%)
550
588
0.318-0.385
0.016-0.067
650
490
0.395-0.562
0.094-0.193
750
186
0.140-0.153
0.024-0.055
Propiedades Fisicas y Termofisicas
Propiedad
20 C
100 C
200 C
300 C
400 C
500 C
600 C
700 C
800 C
Módulo Elástico E (GPa)
200
200
194
186
179
174
167
160
150
Conductividad Termica λ (W/(m·K))
—
12.0
13.5
15.1
16.7
18.2
19.8
21.2
22.8
CTE α (20 C a T, 10-6/K)
—
13.5
14.0
14.4
14.9
15.1
15.2
15.5
16.0
Otras constantes fisicas: Densidad 8.14 g/cm³; Intervalo de fusión 1280-1345 C; Resistividad electrica 1.073 μΩ·m (20 C); Calor especifico ~430 J/(kg·K). Sin magnetismo (austenita paramagnetica). Oxidación: Tasa de oxidación en aire estatico: 0.0072 g/(m²·h) a 600 C, 0.0140 a 700 C, 0.0522 a 800 C, 0.1665 a 900 C. El CTE cercano al de aceros ferriticos (~12.5-13.5 ×10-6/K) simplifica el diseno de uniones bimetálicas eje-disco en motores aeronauticos.
Comparativa: Incoloy 901 vs Alternativas en su Rango de Temperatura
Aleación
Ni (%)
Rm RT (MPa)
Rp0.2 RT (MPa)
Tmax Serv. (C)
CTE (10-6/K)
Coste Relativo
Incoloy 901
42.5
1130-1210
810-900
650
13.5
Medio
Inconel 718
52.5
1240-1380
1035-1100
650
13.0
Alto (~40% más)
Waspaloy
58
1240-1380
795-930
870
12.2
Muy alto (~60% más)
A286
25
895-1035
590-690
700
16.5
Bajo (~30% menos)
Posicionamiento: Incoloy 901 ocupa un nicho intermedio entre A286 (menor resistencia pero más economico, CTE alto) e Inconel 718 (mayor resistencia pero ~40% más costoso). La clave es su CTE ~13.5 ×10-6/K — cercano a aceros ferriticos — que permite uniones directas eje/acero-disco/901 sin acumulacion de tensiones térmicas diferenciales en ciclos de arranque-parada de motores. Para aplicaciones por encima de 650 C, migrar a Waspaloy o Nimonic 90A.
Tratamiento Termico y Soldabilidad
Tratamiento térmico estándar (aeronautico): Solubilizado 1090 C ±10 C × 2-3 h, temple en agua o aceite rápido → Envejecimiento primario 775 C ±5 C × 4 h, enfriamiento al aire → Envejecimiento secundario 700-725 C × 24 h, enfriamiento al aire. Este regimen de triple etapa disuelve la gamma prima preexistente (solubilizado), precipita carburos M23C6 en bordes de grano durante el primer envejecimiento (estabilizacion), y genera una dispersion fina y uniforme de gamma prima (15-18% de fraccion volumetrica, tamaño 20-50 nm) durante el segundo envejecimiento.
Soldabilidad: Buena mediante procesos TIG (GTAW) y MIG. Se recomienda soldar siempre en estado solubilizado (la condicion envejecida puede agrietarse en ZAT por relajacion de tensiones). Tras la soldadura es imperativo realizar un nuevo ciclo completo de solubilizado + doble envejecimiento para disolver la gamma prima reprecipitada gruesa en la ZAT y restaurar las propiedades mecánicas. Metal de aporte: ERNiCrMo-3 (Inconel 625) como opción practica, aunque idealmente se utiliza alambre AMS 5830 de composición coincidente con el metal base. El bajo carbono (0.02-0.06%) reduce la formacion de carburos continuos en borde de grano durante la solidificacion de la soldadura. La soldadura por resistencia y por friccion tambien son viables en estado envejecido para uniones disimilares.
Nota sobre sensibilidad a la entalla: La forja de Incoloy 901 requiere un control cuidadoso de los parametros de deformacion. Una relacion de reduccion insuficiente o temperaturas de forja inadecuadas pueden producir anisotropia significativa y sensibilidad a la entalla en direccion transversal. SHUNFU METAL aplica relaciones de reduccion >3:1 con control de temperatura de forja inicial 1120-1180 C y forja final >900-950 C para garantizar isotropia mecánica. Las piezas se inspeccionan por ultrasonidos según AMS-STD-2154 con criterios de aceptación de clase AA para aplicaciones de disco de turbina.
Preguntas Frecuentes sobre Incoloy 901
¿Qué normas y certificaciones cumple Incoloy 901?
Barra, placa, tubo sin costura y piezas forjadas conforme a ASTM B408, con calificación NACE MR0175 / ISO 15156-3 para servicio amargo, con certificado EN 10204 tipo 3.1 por colada.
¿Qué equivalentes internacionales tiene Incoloy 901?
W.Nr. 2.4662 (EN/DIN); la tabla completa de equivalencias aparece en la sección superior de esta página.
¿En qué estado de suministro se entrega?
Suministrado en estado recocido por solución; el rango térmico específico figura en la sección de propiedades mecánicas de esta página.
¿Qué formatos y plazos maneja SHUNFU METAL?
Barra, placa, forja y tubo sin costura conforme a las normas ASTM correspondientes; entregas en 2 a 5 semanas bajo el sistema API Q1.
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