El gas de cementación se compone de una atmósfera endotérmica con gas enriquecedor, de modo que lleva CO, H₂ y CH₄, con carbono activo y presión parcial de oxígeno muy baja. A primera vista eso es bueno para el elemento: la capa de óxido no engorda, no se forman escamas y la superficie se mantiene limpia. El problema es el contrario, que la película existente pierde oxígeno de forma continua y se adelgaza hasta desaparecer por zonas.
Al mismo tiempo, el carbono difunde hacia la superficie de la aleación y se combina con el cromo, que queda inmovilizado en forma de carburos. Ese cromo era justamente el que debía viajar hacia la superficie para reparar la película. Se juntan así dos efectos: menos oxígeno disponible para la capa y menos cromo libre para rehacerla.
La reparación de la película depende de la difusión del cromo, y la difusión se acelera con la temperatura. Eso significa que bajar la temperatura no siempre es más seguro: si se baja demasiado, el cromo no llega a tiempo; si se sube, se acelera el consumo y la formación de carburos. El punto de trabajo está en una franja intermedia que se fija con la práctica de cada horno.
La palanca que sí se controla con precisión es la carga superficial, porque determina la temperatura del elemento. En un horno de cementación el elemento va 50–150 °C por encima del horno, y en cámara llena y con elementos juntos la diferencia es aún mayor. Con carga superficial alta, el elemento entra en la zona donde la película se consume más rápido de lo que se regenera, y la vida cae de forma no lineal.
| Factor | Efecto sobre la película | Qué se hace |
|---|---|---|
| Presión de oxígeno muy baja | La capa no se engrosa y pierde oxígeno | Elegir aleación de película más estable |
| Carbono activo alto | Carburos de cromo en la superficie | Fecral en lugar de nicromo |
| Carga superficial alta | Elemento más caliente, consumo acelerado | Bajar W/cm² desde el diseño |
| Ciclos de encendido y apagado | Escamas y grietas en la capa | Rampas suaves y enfriamiento lento |
El nicromo no está prohibido en cementación, pero en carbono alto y servicio continuo el riesgo es alto. El carbono forma carburos de cromo en la superficie, el hilo se vuelve frágil y su resistencia deriva con el tiempo; en el desmontaje se parte al menor esfuerzo. En un horno que se abre cada semana, ese detalle decide más que la diferencia de resistividad.
Los fecrales tienen además una ventaja de proyecto: con ρ20 de 1,40 frente a 1,09 del Cr20Ni80, para la misma potencia y el mismo diámetro el hilo necesario es un 22 % más corto, lo que reduce la superficie expuesta al gas y facilita repartir la carga en menos puntos calientes.
Para un pedido de cementación conviene exigir el análisis de la colada, la resistividad de referencia y la temperatura de servicio admisible, y comparar los tres con la ficha acordada. En el montaje, la comprobación práctica es la resistencia en frío por ramal: una desviación grande respecto al cálculo indica un problema de medida o de longitud, no de atmósfera, y conviene resolverla antes de atribuir el fallo al gas.
| Aleación | ρ20, μΩ·m | Temperatura, °C | Posición en cementación |
|---|---|---|---|
| 0Cr25Al5 | 1,40 | 1300 | Opción de partida |
| 0Cr21Al6Nb | 1,42–1,45 | 1350 | Tramo alto con niobio |
| Cr20Ni80 | 1,09 | 1200 | Solo carbono bajo y ciclos cortos |
| Cr15Ni60 | 1,12 | 1150 | Tramo intermedio del nicromo |
La oferta se prepara con cuatro datos: aleación, medida, cantidad y lugar de entrega. Respondemos con precio y plazo en un día laborable; cada lote se acompaña del informe de composición química y de control dimensional con el número de colada.
Porque la temperatura del elemento es la que cuenta y va 50–150 °C por encima. Además, bajar demasiado frena la difusión del cromo y la película tampoco se repone.
Forma carburos en superficie, pero su película de alúmina es más estable en atmósferas de bajo oxígeno y tolera mejor el servicio continuo.
Composición de la colada, resistividad de referencia y temperatura de servicio. La resistencia en frío por ramal sirve después para verificar el montaje.
Fuentes: GB/T 1234 (aleaciones de calefacción de alta resistividad); ASTM B344; DIN 17470 / 17471; fichas publicadas de fabricante. Las equivalencias de designación son comerciales y no constituyen garantía de intercambiabilidad: la aceptación final se hace contra la composición y la medida acordadas en el pedido.
