Descripción general
12Cr2MoWVTiB es unAcero resistente a la fluencia-y al calor bainítico-resistente. Está diseñado específicamente para aplicaciones de alta-temperatura y alta-presión, principalmente en la industria de generación de energía. El nombre sigue la nomenclatura estándar china (GB), que describe su composición química.
La designación "12Cr2MoWVTiB" se descompone como:
12: Contenido de carbono aproximado en centésimas de porcentaje (0,12% C).
Cr2: Aproximadamente 2% de cromo.
Mes: Molibdeno.
W: Tungsteno.
V: Vanadio.
Ti: Titanio.
B: Boro.
Es el equivalente chino (y una mejora) de aceros como ASTM A213 T22, y ofrece una resistencia superior a altas-temperaturas.
Composición química (% típico en peso, basado en GB 5310)
| Elemento | Contenido (%) | Objetivo |
|---|---|---|
| Carbono (C) | 0.08 - 0.15 | Proporciona fuerza básica. Se mantiene bajo para una buena soldabilidad. |
| Cromo (Cr) | 1.60 - 2.10 | Proporciona resistencia a la oxidación (incrustaciones) y a la corrosión. |
| Molibdeno (Mo) | 0.50 - 0.65 | Mejora la fuerza y la resistencia a la fluencia a altas temperaturas. |
| Tungsteno (W) | 0.30 - 0.55 | Fortalecedor de solución sólida; mejora significativamente la resistencia a la fluencia. |
| Vanadio (V) | 0.28 - 0.42 | Forma carburos estables (VC, V4C3) que resisten el engrosamiento, fortaleciendo el acero. |
| Titanio (Ti) | 0.08 - 0.18 | Forma partículas finas de TiN y TiC que fijan los límites del grano, evitando su crecimiento. |
| Boro (B) | 0.002 - 0.006 | Se segrega hasta los límites de los granos, lo que aumenta drásticamente la templabilidad y la resistencia a la fluencia. |
| Silicio (Si) | 0.45 - 0.75 | Desoxidante durante la fabricación de acero, proporciona cierta resistencia. |
| Manganeso (Mn) | 0.45 - 0.65 | Desoxidante y combate la fragilidad provocada por el azufre. |
| Fósforo (P) | Menor o igual a 0,025 | Impureza, mantenida baja para evitar la fragilización. |
| Azufre (S) | Menor o igual a 0,015 | Impureza, mantenida baja para evitar falta de calor. |
Características y propiedades clave
Excelente resistencia a la fluencia: Esta es su propiedad más importante. La fluencia es la deformación lenta y permanente de un material bajo tensión constante a altas temperaturas. La compleja combinación de Mo, W, V, Ti y B crea una microestructura muy estable que resiste la deformación durante largos períodos (p. ej., 100.000 horas).
Buena resistencia a la oxidación: El contenido de cromo de ~2 % proporciona una capa protectora de óxido (Cr₂O₃) en la superficie, que ralentiza una mayor oxidación (incrustaciones) en ambientes de vapor hasta aproximadamente 600 grados.
Buena estabilidad microestructural: Los carburos (de V, Ti, Mo, W) están finamente dispersos y resisten el engrosamiento o la aglomeración con el tiempo, lo cual es crucial para mantener la resistencia a largo plazo-.
Buena soldabilidad: Si bien requiere pre-calentamiento y post-tratamiento térmico de soldadura (PWHT) como la mayoría de los aceros aleados, su bajo contenido de carbono lo hace menos susceptible al agrietamiento que los aceros con alto contenido de carbono-. Se deben seguir estrictamente los procedimientos adecuados.
Microestructura bainítica: En su condición normalizada y templada, posee una fina estructura bainítica, que es inherentemente fuerte y tenaz a temperaturas elevadas.
Aplicación principal: tubos y tuberías para calderas
Los tubos de acero 12Cr2MoWVTiB se utilizan casi exclusivamente en la construcción decalderas de alta-presiónen:
Centrales eléctricas supercríticas y ultra-supercríticas
Grandes calderas industriales
Lugares específicos dentro de la caldera donde se utiliza:
Sobrecalentadores: Tubos que calientan el vapor más allá de su punto de saturación.
Recalentadores: Tubos que recalientan el vapor después de que ha pasado por la turbina de alta-presión.
Tuberías de vapor principales: Tuberías que transportan vapor sobrecalentado desde la caldera hasta la turbina.
Estos componentes operan bajo las condiciones más severas en una planta, típicamente a temperaturas del metal que oscilan entre540 grados a 600 grados (1000 grados F a 1110 grados F)y presiones superiores a 2500 psi.
Estándares y especificaciones
China (estándar principal): ES 5310- "Tubos de acero sin costura para caldera de alta presión"
A menudo se compara con y puede ser un sustituto de:
ASTM A213 T22 (2.25Cr-1Mo) - 12Cr2MoWVTiB es más fuerte.
ASTM A213 T23 (2,25Cr-1,6W-V-Cb): un grado occidental moderno y similar.
Fabricación y Tratamiento Térmico
Los tubos se fabrican comosin costura(no soldado) para garantizar la integridad bajo alta presión.
El tratamiento térmico estándar es:
Normalizando(alrededor de 1020-1060 grados) seguido detemplado(alrededor de 750-780 grados).
Este proceso produce la microestructura bainítica resistente y estable necesaria para el servicio.
Resumen
En esencia,12Cr2MoWVTiB es un material de importancia crítica para la generación de energía térmica avanzada y eficiente.Su sofisticado diseño de aleación permite que las centrales eléctricas funcionen a temperaturas y presiones más altas, lo que se traduce directamente enmayor eficiencia y menores emisiones. Cuando ve esta designación, significa que se trata de un material de alto-rendimiento diseñado para los entornos de alta-temperatura más exigentes.
