En caliente el metal no se comporta como un sólido elástico perfecto. Su resistencia mecánica baja con la temperatura y, sometido a una carga constante —el propio peso—, acumula deformación plástica irreversible. Ese fenómeno es la fluencia y tiene una característica que desconcierta en planta: no avisa. Un elemento que ha trabajado seis meses a la misma temperatura puede ceder en el séptimo, porque la deformación se suma día a día y solo se advierte cuando ya es grande.
La deformación total reúne tres aportes: la fluencia del metal, la suma de ciclos de dilatación y contracción, y el fallo previo del soporte. Los tres se parecen en el resultado y se distinguen por la forma que toma la pieza, no por el aspecto del óxido.
Un horno de cámara con una sola rama de 220 V y 3 kW pide R = U² ÷ P = 220² ÷ 3000 = 16,13 Ω. Con 0Cr25Al5 (ρ20 = 1,40 μΩ·m) la longitud y la superficie salen del diámetro, y con ellas la carga superficial:
| Diámetro | R/L, Ω/m | Longitud para 16,13 Ω | Superficie, cm² | Carga superficial, W/cm² |
|---|---|---|---|---|
| 1,0 mm | 1,783 | 9,1 m | 284 | 10,6 |
| 2,0 mm | 0,4456 | 36,2 m | 2275 | 1,32 |
| 3,0 mm | 0,1981 | 81,4 m | 7670 | 0,39 |
| 4,0 mm | 0,1114 | 144,8 m | 18200 | 0,16 |
La última columna explica la deformación mejor que cualquier otra. Con 10,6 W/cm² el hilo de φ1,0 mm se pone al rojo al instante y su temperatura de trabajo se dispara; con 0,39 W/cm² el de φ3,0 mm evacua el calor y trabaja más frío. La fluencia va con la temperatura: la misma potencia repartida en menos superficie acorta la vida del elemento aunque el material sea correcto.
Las aleaciones con niobio o molibdeno aguantan mejor porque conservan resistencia mecánica en caliente. 0Cr21Al6Nb (ρ20 = 1,42–1,45 μΩ·m, hasta 1350 °C) y 0Cr27Al7Mo2 (1,45–1,53 μΩ·m, entre 1250 y 1400 °C) están pensadas para elementos largos y muy calientes, donde el peso propio es el enemigo principal. Frente a 0Cr25Al5 (1,40 μΩ·m, 1300 °C) la diferencia de comportamiento en caliente es apreciable; la de resistividad también.
No cambian la ley física: la pieza sigue fluyendo, solo que más despacio. Y como ρ sube, la misma longitud con la misma sección da más resistencia y menos potencia, así que el cambio de aleación obliga a rehacer la cuenta de potencia y carga superficial. Sustituir 0Cr25Al5 por 0Cr21Al6Nb sin tocar la geometría deja el horno por debajo de su temperatura de consigna.
| Forma observada | Mecanismo | Cómo se comprueba |
|---|---|---|
| Toda la pieza baja y el paso de espiral se alarga | Fluencia por peso propio con vano largo | La flecha crece con las horas de permanencia, no con el número de arranques |
| Un tramo se hunde y se ve más brillante | Sobrecalentamiento local | Medir la resistencia en frío por tramos y comparar con el resto |
| El elemento se arquea contra el refractario | Dilatación impedida en los extremos | Revisar holguras de amarre y libertad de los apoyos |
| Espiras juntas o paso irregular | Tensión de conformado sin eliminar | Revisar el tratamiento térmico de la espiral |
| Los apoyos aparecen rotos o desplazados | El soporte falló antes que el hilo | Sustituir el apoyo y recalcular la carga que recibe |
Antes de desmontar conviene medir la flecha y anotar su posición. Un elemento que ha trabajado mucho tiempo en caliente está frágil en frío: se manipula con las dos manos y sin golpearlo, porque el fallo por rotura llega antes que la avería que se pretendía reparar.
| Aleación | ρ20, μΩ·m | Temperatura, °C | Papel frente a la fluencia |
|---|---|---|---|
| 0Cr25Al5 | 1,40 | 1300 | Base de cálculo de esta página |
| 0Cr21Al6Nb | 1,42–1,45 | 1350 | Nb para elementos largos y calientes |
| 0Cr27Al7Mo2 | 1,45–1,53 | 1250–1400 | Mo para el tramo más exigente |
| Cr20Ni80 | 1,09 | 1200 | Otra familia, otra resistencia en caliente |
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.
Solo en parte. 0Cr21Al6Nb (1,42–1,45 μΩ·m, 1350 °C) fluye más despacio que 0Cr25Al5, pero si la carga superficial sigue en 10,6 W/cm² el problema se reproducirá con otro nombre.
Porque la fluencia acumula deformación sin cambiar el aspecto. La flecha crece con las horas de permanencia en caliente y se hace visible al final del proceso.
No. Tras largo servicio el material está frágil en frío y el doblado lo rompe. La pieza deformada se sustituye, no se endereza.
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.
