destructiva. El intervalo de tiempo hasta la falla se define como la vida útil . Un incremento en el contenido de aluminio incrementa la vida útil . Por el documento WO 02/20197 se conoce una aleación de acero ferrítica a prueba de oxidación, en particular para el uso como un elemento de conducción térmica. La aleación está formada por una aleación FeCrAl manufacturada mediante metalúrgica en polvos y que comprende (en % en masa) menos de 0.02% de C, < 0.5% de Si, = 0.2% de Mn, 10.0 a 40.0% de Cr, < 0.6% de Ni, < 0.01% de Cu, 2.0 a 10.0% de Al, un (o) o varios elemento (s) del grupo de los elementos reactivos, tales como Se, Y, La, Ce, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, en contenidos comprendidos entre 0.1 y 1.0%, siendo que el resto es hierro e impurezas inevitables . En el documento DE-A 199 28 842 se describe una aleación que comprende (en % en masa) 16 a 22% de Cr, 6 a 10% de Al y adiciones de 0.02 a 1.0% de Si, máximo 0.5% de Mn, 0.02 a 0.1% de Hf, 0.02 a 0.1% de Y, 0.001 a 0.01% de Mg, máximo 0.02% de Ti, máximo 0.03% de Zr, máximo 0.02% de tierras raras, máximo 0.1% de Sr, máximo 0.15% de Ca, 0.5% de Cu, máximo 0.1% de V, máximo 0.1% de Ta, máximo 0.1% de Nb, máximo 0.03% de C, máximo 0.01% de N, máximo 0.01% de B, siendo que el resto es hierro e impurezas que resultan del proceso de fundición, para ser usada como hoja de soporte de catalizadores de gases de escape, como conductor térmico, como componente en la construcción de hornos industriales y conexiones de gas . En el documento EP-B 0 387 670 se describe una aleación que comprende (en % en masa) 20 a 25% de Cr, 5 a 8% de Al, y adiciones de 0.03 a 0.08% de itrio, 0.004 a 0.008% de nitrógeno, 0.020 a 0.040% de carbono, así como en aproximadamente las mismas porciones 0.035 a 0.07% de Ti y 0.035 a 0.07% de circonio y máximo 0.01% de fósforo, máximo 0.01% de magnesio, máximo 0.5% de manganeso, máximo 0.005% de azufre, siendo que el resto es hierro, en donde la suma de los contenidos de Ti y Zr es de 1.75 a 3.5% mayor que la suma porcentual de los contenidos de C y N, así como también impurezas que resultan del proceso de fundición. Ti y Zr se pueden sustituir completa o parcialmente por hafnio y/o tántalo o vanadio. En el documento EP-B 0 290 719 se describe una aleación que comprende (en % en masa) 12 a 30% de Cr, 3.5 a 8% de Al, 0.008 a 0.10% de carbono, máximo 0.8% de silicio, 0.10 a 0.4% de manganeso, máximo 0.035% de fósforo, máximo 0.020% de azufre, 0.1 a 1.0% de molibdeno, máximo 1% de níquel y las adiciones de 0.010 a 1.0% de circonio, 0.003 a 0.3% de titanio y 0.003 a 0.3% de nitrógeno, 0.005 a 0.05% de calcio y magnesio así como también 0.003 a 0.80% de tierras raras, 0.5% de niobio, siendo que el resto es hierro con los elementos acompañantes usuales, que se usa, por ejemplo, como alambre para elementos calentadores de hornos térmicos eléctricos y como material de construcción para partes que sufren tensiones térmicas así como también como hoja para la fabricación de soportes de catalizadores. En el documento US 4,277,374 se describe una aleación que comprende (en % en masa) hasta 26% de cromo, 1 a 8% de aluminio, 0.02 a 2% de hafnio, hasta 0.3% de itrio, hasta 0.1% de carbono, hasta 2% de silicio, siendo que el resto es hierro, que comprende un intervalo preferido de 12 a 22% de cromo y 3 a 6% de aluminio, y que se usa como hoja para la fabricación de soportes de catalizadores. Por el documento US-A 4,414,023 se conoce un acero que comprende (en % en masa) 8.0 a 25.0% de Cr, 3.0 a 8.0% de aluminio 0.002 a 0.06% de metales de tierras raras, máximo 4.0% de Si, 0.06 a 1.0% de Mn, 0.035 a 0.07% de Ti, 0.35 a 0.07% de Zr, incluyendo las impurezas inevitables. Un modelo detallado de la vida útil de las aleaciones de hierro cromo aluminio se describe en el artículo de I. Gurrappa, S. Weinbruch, D. Naumenko, W.K. Quadakkers, Materials and Corrosions 51 (2000), páginas 224 a 235. En este se presenta un modelo que muestra que la vida útil de las aleaciones de hierro cromo aluminio dependen del contenido de aluminio y la forma de la muestra, siendo que dentro de esta fórmula todavía no se han considerado posibles desescamaciones .
n it f=2x Volume tB= [4, 4xlO"½(C0-CB)x k Superficie tB = vida útil, definida como el tiempo hasta que se forman otros óxidos diferentes al óxido de aluminio Co = concentración de aluminio al principio de la oxidación CB = concentración de aluminio cuando se forman otros óxidos que el óxido de aluminio p = densidad específica de la aleación metálica k = constante de velocidad de oxidación n = exponente de velocidad de oxidación Considerando las desescamaciones , resulta la siguiente fórmula para una muestra plana de anchura y longitud infinitas que tiene un grosor d (f ~ d) :
1 tB = 4,4xlO-3 x(C0 - CB)x px dx k " x(AC
en donde ?t?* es el cambio crítico en peso cuando comienza la desescarnación. Ambas fórmulas expresan que la vida útil decrece con la reducción del contenido de aluminio y una alta relación de superficie y volumen (o poco grosor de la muestra) . En este artículo todavía no se ha tomado en cuenta la influencia del ciclo térmico como se describe, por ejemplo, en J.P. Wilber, M.J. Bennett y J.R. Nicholls "The effect of thermal cycling on the mecanical failure of alumina scales formed on commercial FeCrAl-RE alloys, in Proc. Of Int. Conf . on Cyclic Oxidation of High Temperature Materials", febrero 1999, Frankfurt am Main, Alemania, Editores M. Schütze y W.J. Quadakkers, páginas 133-147 (1999) para periodos cíclicos comprendidos entre la hora 1 y la hora 290, en donde en este trabajo los periodos del ciclo únicamente tendrán un efecto si ocurre desescamación. En V.K. Tolpygo, Dr.R. Clarke "Spallin failure of -alumina films gro n by oxidation: I. Dependence on cooling rate and metal thickness, Materials science and engineering" , A278 página 142-150 (2000) también se describe la influencia del periodo del ciclo y del intervalo de enfriamiento. Estos dos artículos en particular muestran que un corto periodo de calentamiento, un corto periodo de enfriamiento y únicamente un corto período de conservación a una temperatura alta reducen enormemente la vida útil . A continuación el término ciclo térmico define la combinación de periodo de calentamiento, periodo de conservación a la temperatura, periodo de enfriamiento y periodo de espera hasta un nuevo calentamiento. Los ciclos térmicos que presentan un corto periodo de calentamiento, un corto periodo de enfriamiento y solamente un corto periodo de tiempo a la temperatura elevada se denominarán ciclos térmicos cortos y rápidos. Entre estos se encuentran, por ejemplo, los ciclos térmicos que tienen una longitud total de tiempo en el intervalo comprendido entre varios segundos y varios minutos, en donde la longitud total del periodo significa la suma del periodo de calentamiento, el periodo de conservación a la temperatura elevada, el periodo de enfriamiento y el periodo de espera hasta que comienza el siguiente periodo de calentamiento. Los conductores térmicos fabricados de películas delgadas (por ejemplo, con un grosor de aproximadamente 30 a 100 um, con una anchura en el intervalo de uno o varios milímetros) se caracterizan por una gran relación de superficie a volumen. Esto es ventajoso si es necesario obtener rápidos tiempos de calentamiento y enfriamiento, ya que estos se requieren, por ejemplo, para los conductores térmicos que se usan en parrillas eléctricas de cocina de vidrio-cerámica con el fin de que el calentamiento se torne rápidamente visible y para obtener un rápido aumento dé temperatura, similar al de una estufa de gas. Pero simultáneamente la alta relación de superficie a volumen constituye una desventaja para la vida útil del conductor térmico (ver lo precedente) . Adicionalmente, en esta aplicación es necesario limitar la temperatura debajo del vidrio con el fin de protegerlo contra deterioro. Esto se puede lograr apagando la corriente repetidamente y por cortos periodos de tiempo. Ambas medidas causarán tensión para el conductor térmico debido a los cortos periodos de calentamiento y rápido enfriamiento y sólo cortos periodos de conservación, lo cual reduce aún más la vida útil, como se describió en lo precedente. En ninguno de los documentos mencionados en lo precedente se trata especialmente este efecto del ciclo térmico, es decir, ninguna de las adiciones mencionadas en lo precedente se desarrolló tomando en cuenta este aspecto. Por el estado de la técnica descrito en lo precedente se sabe que pequeñas adiciones de Y, Zr, Ti, Hf, Ce, La, Nb, W influyen enormemente en la vida útil de las aleaciones de FeCrAl . De acuerdo con J. Klówer, Materials and Corrosión 51 (2000), páginas 373 a 385, la adición no debe ser demasiado alta ya que de otra manera ocurrirá un régimen de oxidación más alto que significa un incremento en el consumo de aluminio y, por consiguiente, una vida útil más corta.' Este régimen de oxidación más alto es ocasionado, por ejemplo, por la adición de únicamente 0.11% de hafnio a una aleación de hierro cromo aluminio que comprende 20% de cromo, 7% de aluminio y 0.01% de itrio. Otros ejemplos de un régimen de oxidación más alto ocasionado por una adición demasiado alta de un elemento reactivo que se mencionan en el Artículo son una aleación de hierro cromo aluminio que comprende 18.8% de Cr, 7% de Al y una adición de 0.11% de Y ó una aleación de hierro cromo aluminio que comprende 20% de Cr, 7% de Al y adiciones de 0.04% de itrio, 0.05% de Zr y 0.05% de Ti. Aquí el intervalo en el que el régimen de oxidación más alto es ocasionado debido a la adición demasiado alta de un elemento reactivo varía con el contenido de aluminio. De acuerdo con J. Klower, Materials and Corrosión 51 (2000) , páginas 373 a 385, ya 0.04% de Zr en una aleación de hierro cromo aluminio que comprende 20% de Cr, 7% de Al y 0.05% de Y ocasionan un régimen de oxidación incrementado. Sin embargo, la misma cantidad de Zr en una aleación de hierro cromo aluminio que comprende 20% de Cr, 5.5% de Al y 0.05% de Y y 0.05% de Hf (J. Klower, A. Kolb-Telieps , M. Brede : en Bode, H. (Ed.) Metal-Supported Automotive Catalytic Converters, DGM Informationsgesellschaft , Oberursel, 1997, páginas 33 y siguientes) no ocasiona u régimen de oxidación más alto. Todas la pruebas en J. Klower, Materials and Corrosión 51 (2000), páginas 373 a 385 y (J. Klower, A. Kolb-Telieps, M. Brede: en Bode, H. (Ed.) Metal-Supported Automotive Catalytic Converters, DGM Informationsgesellschaft, Oberursel, 1997, páginas 33 y siguientes) se llevaron a cabo con ciclos de 100 h ó 96 h en el horno, los cuales son ciclos muy largos. Es el objeto de la invención proporcionar una aleación de hierro cromo aluminio que tiene una vida útil más larga que las aleaciones de hierro cromo aluminio usadas hasta ahora, en particular para componentes que tienen elevadas relaciones de superficie a volumen o de poco grosor de la cinta.
Este problema se resuelve mediante una aleación de hierro-cromo-aluminio fabricada mediante fundición metalúrgica y que tiene una larga duración de vida útil, que comprende (en % en masa) 4 a 8 % de aluminio y 16 a 24% de cromo así como adiciones de 0.05 a 1% de Si, máximo 0.5% de Mn, 0.02 a 0.2% de itrio y 0.1 a 0.3% de Zr y/o 0.02 a 0.2% de Hf, 0.003 a 0.05% de C, 0.0002 a 0.05% de Mg, 0.0002 a 0.05% de Ca, máximo 0.04% de N, máximo 0.04% de P, máximo 0.01% de S, máximo 0.5% de Cu así como las impurezas usuales que resultan del proceso de fundición, siendo el resto hierro . Las modalidades ventajosas de la aleación de conformidad con la invención se revelan en las reivindicaciones subordinadas. Además, el elemento Hf se puede sustituir completamente o parcialmente mediante al menos uno de los elementos Se y/o Ti y/o V y/o Nb y/o Ta y/o La y/o cerio, en donde para una sustitución parcial son imaginables los intervalos comprendidos entre Ó.02 y 0.15% en masa. Ventajosamente la aleación de conformidad con la invención se deberá fundir con (en % en masa) máximo 0.02% de N, máximo 0.02% de P así como máximo 0.005% de S. En el estado de la técnica de acuerdo a Corrosión 51 (2000) y DGM Informationsgesellschaft , todas las pruebas se llevaron a cabo con ciclos de 100 h ó 96 h en el horno, los cuales son ciclos muy largos . Sorprendentemente se descubrió en pruebas con ciclos muy cortos que el intervalo de una vida útil más corta que simultáneamente significa un mayor régimen de oxidación es completamente diferente. Por lo tanto, para la aleación de hierro cromo aluminio de conformidad con la invención que ya con 0.1% de Zr con mínimo 0.02% de Y mostraría un régimen de oxidación más alto durante los ciclos de 100 h ó 96 h en el horno mencionados en lo precedente de acuerdo a J. Klówer, Materials and Corrosión 51 (2000), páginas 373 a 385, y por consiguiente una vida útil más corta, se descubrió en una prueba de vida útil de alambre que tiene una baja relación de superficie a volumen que con un ciclo más corto de 2 minutos "conectado" y 15 segundos "desconectado", la aleación muestra una vida útil en el límite superior del intervalo de variación de la vida útil de la aleación de acuerdo al estado de la técnica. Esta diferencia se vuelve incluso más clara cuando si en la prueba de vida útil se usan películas de 50 um de grosor que tienen una relación muy alta de superficie a volumen y ciclos muy cortos de 15 segundos "conectado" y 5 segundos "desconectado" . Las aleaciones preferidas de FeCrAl se caracterizan por la composición siguiente (en % en masa) : Al 5-6% 5-6% Cr 18-22% 18-22% Si 0.05-0.7% 0.05-¦07% Mn 0.001-0.4% 0.001 -0.4% Y 0.03-0.1% 0.03-¦0.1% Zr 0.15-0.25% Hf 0.02-0.15% 0.02- 0.15% C 0.003-0.03% 0.003 -0.3% Mg 0.0002-0.03% 0.0002-0.03% Ca 0.0002-0.03% 0.0002-0.03% N max. 0.04% max. 0.04% P max. 0.04% max. 0.04% S max. 0.01% max. 0.01% Cu max. 0.5% ma . 0.5% En función del respectivo caso de aplicación, el intervalo de los elementos siguientes se puede fijar como sigue : Hf 0.03-0.11% C 0.003-0.025% Mg 0.0002-0.01% Ca 0.000-0.01% La aleación de conformidad con la invención se puede usar preferiblemente para elementos de calentamiento eléctricos que tienen cortos periodos de calentamiento y de enfriamiento, cortos periodos de conservación a la temperatura y cortos periodos de espera hasta que empieza un nuevo período de calentamiento.
La aleación de conformidad con la invención también se puede usar para conductores térmicos hechos de películas que tiene un grosor comprendido entre 20 y 100 µ?a. También es imaginable el uso como un conductor térmico para el uso en parrillas eléctricas de cocinas. Finalmente es posible usar la aleación de conformidad con la invención en la construcción de hornos. Otros intervalos preferidos del elemento de la aleación a ser usados se revelan en las respectivas reivindicaciones subordinadas. Los detalles y ventajas de la invención se explican en detalle en los ejemplos siguientes: En la tabla 1 se listaron las aleaciones de hierro cromo aluminio Ll a L8 y El a E2 que se fundieron en el laboratorio y las aleaciones Gl a G3 que se fundieron a gran escala industrial . A partir de las aleaciones fundidas en el laboratorio se fabricaron tanto alambre como también películas con grosor de 50 fim del material vaciado en lingotes mediante rolado en caliente y en frío y revenido intermedio apropiado. La película se cortó en tiras que tienen un ancho de 6 mm. Para las aleaciones fundidas a gran escala industrial se tomó una muestra del grosor de cinta de 50 (im de la producción industrial y, en caso necesario, se cortó para que tuviera la anchura adecuada de aproximadamente 6 mm. Para los conductores térmicos en forma de alambre son posibles y usuales las pruebas aceleradas de vida útil, por ejemplo en las condiciones siguientes para comparar los materiales unos con otros. La prueba de vida útil de los conductores térmicos se lleva a cabo con alambres que tienen un diámetro de 0.40 mm cuyas bobinas de alambre tienen 12 devanados, un diámetro de bobina de 4 mm y una longitud de bobina de 50 mm. Las bobinas de alambre se fijan entre dos suministros de corriente y se calientan hasta 1200SC aplicando una tensión eléctrica. El calentamiento hasta 1200aC se realiza respectivamente por dos minutos, luego el suministro de corriente se interrumpe durante 15 segundos . Al final de la vida útil el alambre falla al fundirse completamente la sección transversal remanente. Una prueba de vida útil análoga se puede llevar a cabo con tiras de película. En esta las tiras de película que tienen un grosor de 50 um y una anchura de 6 mm se fijan entre dos suministros de corriente y se calientan hasta 10502C aplicando una tensión eléctrica. El calentamiento hasta 10502C se realiza respectivamente por 15 segundos, luego el suministro de corriente se interrumpe durante 5 segundos . Al final de la vida útil la película falla al fundirse completamente la sección transversal remanente.
En ambas pruebas la vida útil indica el total del periodo de tiempo en que el alambre o la película se encuentran a la temperatura mencionada sin periodos de interrupción. Durante la prueba de vida útil la temperatura se mide mediante un pirómetro óptico y, en caso necesario, se corrige a la temperatura nominal . Los resultados de la prueba de vida útil se indican en la tabla 1. Los valores medios indicados en la tabla son respectivamente los valores medios de al menos 3 muestras . En la prueba de vida útil de alambre, al principio las bobinas se fijan horizontales. Durante el transcurso de la prueba de vida útil comienzan a combarse hacia abajo. Entre menor la comba más alta es la estabilidad dimensional del material. Una elevada estabilidad dimensional es una característica tecnológica favorable puesto que significa que las partes hechas del material presentan poca modificación de su forma cuando se usan a temperaturas elevadas . Las aleaciones Gl y G2 que se fundieron a escala industrial y la aleación L2 fundida en el laboratorio muestran una aleación de hierro cromo aluminio que comprende (en % en masa) aproximadamente 20% de Cr, aproximadamente 5% de Al y adiciones de 0.04 a 0.07% de Y, 0.04 a 0.07% de Zr y 0.04 a 0.05% de Ti y un contenido de carbono de 0.033 a 0.037%, un contenido de Si de 0.15 a 0.34%, un contenido de Mn de aproximadamente 0.24% y pequeñas cantidades de N, S, Ce, La, Pr, Ne, P, Mg, Ca como se indica en la tabla 1 de acuerdo al estado de la técnica. La vida útil de un alambre hecho de L2 y que tiene un grosor de 0.4 mm a 12002C en un ciclo de 120 segundo "encendido" y 15 segundos "apagado" sirve como referencia y se indica como 100%. La vida útil de película con grosor de 50 um a 10502C y un ciclo de 15 s "encendido" y 5 s "apagado" está comprendida entre 102 y 124% de la vida útil del lote Ll de laboratorio. La aleación G3 de fundición industrial también muestra una aleación de hierro cromo aluminio que comprende aproximadamente 20% de Cr, aproximadamente 5% de Al y adiciones de 0.06% de Y, 0.04% de Zr, 0.02% de Hf, un contenido de carbono de 0.029%, un contenido de Ci de 0.28%, un contenido de Mn de 0.20% y pequeños contenidos de P, Mg, Ca como se indica en la tabla 1 de acuerdo al estado de la técnica. La vida útil de película con grosor de 50 um a 1050aC y un ciclo de 15 s "encendido" y 5 s "apagado" es de 148% de la vida útil del lote Ll de laboratorio. Por lo tanto, las aleaciones de acuerdo al estado de la técnica muestran valores de aproximadamente 100% a aproximadamente 150% de Ll en la prueba de vida útil de película de 50 um de grosor a 10502C y en un ciclo de 15 s "encendido" y 5 s " apagado " . En los lotes Ll y L3 a L8 de laboratorio, los contenidos- de Si, C, Zr, Ti y Hf fueron variados. El contenido de Mn no fue variado y está comprendido entre 0.24 y 0.28% en todas las fundiciones de laboratorio, y las pequeñas mezclas adicionadas de P, Mg, Ca, Ce, La, Pr, Ne son como se indica en la tabla 1. Aquí la variante Ll que comprende 0.03% de Y, 0.04% de Zr y 0.02% de Hf y un contenido de carbono de 0.007% y un contenido de Si de 0.35% muestra una vida útil relativamente larga de 116% en una prueba de vida útil de alambre con grosor de 0.4 mm a 12002C en un ciclo de 120 s "encendido" y 15 s "apagado". Las variantes L3 y L7 con una adición de Y de únicamente 0.06% ó 0.05% y un contenido de carbono de 0.002 ó 0.031% y un contenido de Si de 0.34 ó 0.35% tienen una vida útil de solamente 41% ó 51% en la prueba de vida útil de alambre. Las variantes L4 y L5 con una adición de 0.04 a 0.05% de Y y 0.05 ó 0.014% de Zr y contenidos de carbono de 0.002 ó 0.003% y los contenidos de Si de 0.33 ó 0.35% tienen una vida útil de 79% u 86%, lo cual es mejor que la de L3 y L7, pero no llega a las vidas útiles de L2 ó Ll . La variante L6 con una adición de 0.05% de Y y 0.05% de Hf y contenidos de carbono de 0.010% y un contenido de Si de 0.36% tiene una vida útil de 85%, la cual también es mejor que la de L3 y L7 pero no llega a las vidas útiles de L2 ó Ll . El lote L8 de laboratorio comprende adiciones de 0.05% de Y, 0.21% de Zr y 0.11% de Ti y un contenido de carbono de 0.018% y un contenido de Si de únicamente 0.02%. Por lo tanto, de acuerdo a J. Klówer, Materials and Corrosión 51 (2000) , páginas 373 a 385, esta aleación, debido al alto contenido de Zr y Ti ya se encuentra situada en el intervalo de concentración del régimen de oxidación más alto en la prueba de vida útil con ciclos prolongados de, por ejemplo, 100 h o 96 h en el horno. No obstante muestra una vida útil de 105% en la prueba de vida útil de conductores térmicos de alambre, lo cual significa que se sitúa entre Ll y L2. Las aleaciones de acuerdo a la invención El que comprenden 0.05% de Y, 0.18% de Zr, 0.04% de Hf, 0.006% de C y 0.35% de Si y E2 que comprende 0.03% de Y, 0.20% de Zr, 0.11% de Ti en lugar de hafnio, 0.020% de C y 0.61% de Si se encuentran dentro del intervalo del régimen de oxidación más alto en la prueba de vida útil con ciclos prolongados de, por ejemplo, 100 h ó 96 h en el horno. Ambas aleaciones tienen largas vidas útiles de 96% para E2 e incluso 118% para El en la prueba de vida útil de conductores térmicos de alambre. Por lo tanto resulta la siguiente clasificación de vida útil para las fundiciones de laboratorio (respectivamente clasificadas de acuerdo a vida útil decreciente) : Grupo puntero: El, Ll, L8, L2 , E2 caracterizado por las adiciones de Y y Zr y además por una adición de Ti ó Hf . Vida útil media: L5 , L6, L4, caracterizado por las adiciones de Y y Zr ó Y y Hf . Corta vida útil: L7 , L3 , caracterizado por la adición de únicamente Y. Esto corresponde al conocimiento y las experiencias del estado de la' técnica. La aleación L2, por ejemplo, corresponde a las aleaciones Gl y G2 de fundición industrial de acuerdo al estado de la técnica. El cuadro es diferente si se observa la prueba de vida útil del conductor térmico de película con grosor de 50 um a 1050SC en un ciclo dé 15 s "encendido" y 5 s "apagado". Las aleaciones L3 y L7, las cuales en la prueba de un alambre muestran una corta vida útil muestran una vida útil de 94% y 110% de Ll, lo cual se encuentra dentro del intervalo de las vidas útiles de las aleaciones de acuerdo al estado de la técnica. Las aleaciones L5, L6, L4 que muestran una vida útil media en la prueba de alambre muestran una vida útil de 145% ó 113% de Ll, lo cual también se encuentra dentro del intervalo de las vidas útiles de las aleaciones de acuerdo al estado de la técnica. Las aleaciones Ll y L2 que se encuentran en el grupo puntero para la prueba de alambre muestran una vida útil de 100% ó 125% de Ll, la aleación L8 muestra una vida útil de 140% de Ll, lo cual únicamente se encuentra dentro del intervalo de las vidas útiles de las aleaciones de acuerdo al estado de la técnica. Sorprendentemente, las aleaciones mencionadas El y E2 de acuerdo a la invención, las cuales se encuentran dentro del intervalo del régimen de oxidación más alto en la prueba de vida útil con ciclos prolongados de, por ejemplo, 100 h ó 96 h en el horno muestran vidas útiles muy largas de 256% para El, lo cual es un valor que es altamente superior con respecto a todos los demás valores y 171 para E2, que es claramente más que el intervalo de vida útil de las aleaciones de acuerdo al estado de la técnica. Son igualmente sorprendentes y largas las vidas útiles que muestran las aleaciones de conformidad con la invención, E3 que comprende 0.05% de Y, 0.21% de Zr, 0.021% de C y 0.19% de Si, con 201% y E4 que comprende 0.07% de Y, 0.23% de Zr, 0.07% de Ti, 0.014% de C y 0.19% de Si con 227% y E5 que comprende 0.07% de Y, 0.22% de Zr, 0.07% de Hf, 0.018% de C y 0.20% de Si con 249% y E6 que comprende 0.05% de Y, 0.17% de Zr, 0.05% de Hf, 0.016% de C y 0.19% de Si con 283%. Por lo tanto, resulta la siguiente clasificación: Grupo puntero con vidas útiles superiores a 170% de Ll : El a E6, caracterizadas por la adición de Y y Zr y/o Hf y/o Ti en el intervalo del régimen de oxidación más alto en la prueba de vida útil con ciclos prolongados de, por ejemplo, 100 h ó 96 h en el horno, y un contenido de carbono comprendido entre 0.003 y 0.025% y contenidos de Si superiores a 0.05%. Grupo con vidas útiles comprendidas entre aproximadamente 100% y 150% de Ll, que corresponden al estado de la técnica: G3 , L5, L8, L2 , G2 , L4, L6, Gl, Ll, L7 , L3 , caracterizadas por una menor adición de Y y Zr y/o Hf y/o Ti fuera del intervalo del régimen de oxidación más alto en la prueba de vida útil con ciclos prolongados de, por ejemplo, 100 h ó 96 h en el horno, o en caso de L8 por un contenido de Si demasiado bajo con una adición de Y, Zr y Hf en el intervalo del régimen de oxidación más alto. En lo referente a la estabilidad dimensional que es importante para el uso y que se mide como comba hacia abajo en mm de las bobinas después de 50 horas de encendido, las aleaciones El, E2 y L8 de conformidad con la invención muestran valores comprendidos entre 5 y 7 mm y por lo tanto se encuentran en el grupo puntero en comparación con las otras aleaciones Ll a L7 de acuerdo al estado de la técnica, las cuales muestran valores comprendidos entre 17 y 19 mm. Por lo tanto, las aleaciones de conformidad con la invención también presentan la ventaja de una elevada estabilidad dimensional . Por lo tanto, los límites reivindicados de la invención se pueden justificar en detalle como sigue: Es necesario un contenido mínimo de 0.02% de Y para mantener el efecto de Y para incrementar la estabilidad a la oxidación. El límite superior se fija en 0.2% en masa por razón de costos . Se requiere un contenido mínimo de 0.1% de Zr para llegar al intervalo de largas vidas útiles con ciclos de temperatura cortos y rápidos. El límite superior se fija en 0.3% en masa de Zr por razones de costos. Es necesario un contenido mínimo de 0.02% de Hf con el fin de mantener el efecto de Hf de incrementar la estabilidad a la oxidación. El límite superior se fija en 0.2% en masa de Hf por razones de costos. Es necesario un contenido mínimo de 0.02% de Ti con el fin de mantener el efecto de Ti de incrementar la estabilidad a la oxidación. El límite superior se fija en 0.2% en masa de Ti por razones de costos. El contenido de carbono debiera ser de 0.003% a 0.05% con el fin de asegurar las propiedades de trabajo. El contenido de nitrógeno debiera ser como máximo 0.04% con el fin de evitar la formación de nitruros que deterioran las propiedades de trabajo. Los contenidos de fósforo y azufre se deberán mantener lo más bajos posibles, ya que estos elementos con actividad superficial tienen un efecto negativo sobre la estabilidad a la oxidación. Por lo tanto, únicamente se determina un máximo de 0.04% de P y un máximo de 0.01% de S. Los contenidos de cromo comprendidos entre 16 y 24% en masa no ejercen una influencia decisiva en la vida útil, como se puede leer en J. Klower, Materials and Corrosión 51 (2000), páginas 373 a 385. Sin embargo se requiere un cierto contenido de cromo en virtud de que el cromo estimula la formación de la capa de -Al203 especialmente estable y protector. Esto se asegura a partir de 16%. Por lo tanto, el límite inferior es 16%. Los contenidos de cromo > 24% degradan las propiedades de trabajo de la aleación. El contenido de aluminio de la aleación de conformidad con la invención debiera estar comprendido entre 4 y 8%. De acuerdo al "Handbuch der Hochtemperatur-Werkstofftechnik, Ralf Bürgel, editorial Vieweg, Braunsch eig 1998", página 272, figura 5.13 se requieren aproximadamente 4% de aluminio con el fin de formar una capa de (?-??2?3 cerrada. Contenidos de aluminio superiores al 8% degradan las propiedades de trabajo. De acuerdo a J. Klówer, Materials and Corrosión 51 (2000) , páginas 373 a 385, las adiciones de silicio incrementan la vida útil al mejorar la adhesividad de la capa de cubierta. Por lo tanto se requiere un contenido mínimo de 0.05% en masa de silicio. Los contenidos demasiado altos de Si tienen un efecto negativo sobre las propiedades de trabajo de la aleación. Por lo tanto, el límite superior es 1%. El manganeso se limita a 0.5% en masa, ya que este elemento reduce la estabilidad a la oxidación. Lo mismo es válido para el cobre. Los contenidos de magnesio y potasio se fijan dentro del intervalo comprendido entre 0.0002 y 0.05% en masa.
Tabla 1 Valores en Ll L2 L3 L4 L5 L6 L7 El E2 L8 E3 E4 E5 E6 Gl G2 G3 % por masa Fe resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto resto
Cr 20.3 20.8 19.8 19.3 20.2 19.8 20.2 19.6 21.1 21.2 20.4 20.5 20.3 20.8 20.8 20.7 20.3
Al 5.6 4.9 5.7 5.5 5.3 5.3 5.4 5.67 5.3 5.3 5.3 5.2 5.4 5.2 5.1 5.3 5.6
Mn 0.28 0.24 0.26 0.25 0.24 0.25 0.25 0.25 0.25 0.26 0.25 0.24 0.24 0.24 0.26 0.25 0.20
Si 0.35 0.34 0.34 0.33 0.35 0.36 0.35 0.35 0.61 0.02 0.19 0.21 0.20 0.19 0.17 0.15 0.28
C 0.007 0.037 0.002 0.002 0.003 0.010 0.031 0.006 0.020 0.018 0.021 0.014 0.018 0.016 0.033 0.03 0.02 4 9
S 0.002 0.002 0.004 0.001 0.005 0.001 0.001 0.002 0.002 <0.001 0.003 0.001 0.002 0.003 0.002 0.00 0.00 2 2
N 0.005 0.002 <0.001 0.004 0.0025 0.005 0.005 0.002 0.0065 0.004 0.003 0.007 0.004 0.005 0.006 0.00 0.00 6 4
Y 0.03 0.04 0.06 0.04 0.05 0.05 0.05 0.05 0.03 0.05 0.05 0.07 0.07 0.05 0.07 0.07 0.06
Zr 0.04 0.048 <0.01 0.05 0.014 <0.01 <0.01 0.18 0.20 0.21 0.21 0.23 0.22 0.17 0.04 0.07 0.04
Hf 0.02 <0.01 0.01 <0.01 <0.01 0.05 <0.01 0.04 <0.01 <0.01 O.01 <0.01 0.07 0.05 <0.001 <0.0 0.02 01 Ti - 0.04 - - <0.01 - - <0.01 0.11 0.11 <0.01 0.07 <0.01 <0.01 0.05 0.05 0.01
La,Pr,Ne <0.001 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 - - - P 0.003 0.003 0.003 0.002 0.003 0.003 0.002 0.005 0.006 0.002 0.002 <0.002 <0.002 <0.002 0.012 0.01 0.00 2 7
Mg 0.004 0.004 0.003 0.003 0.003 0.001 0.001 0.001 0.001 0.01 0.01 0.00 1
Ca <0.001 <0.001 0.001 0.001 0.001 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.002 0.00 0.03 05 Cu <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 O.01 <0.01 <0.01 0.07 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 0.02 0.02 0.05
V 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 <0.01 0.02 0.02 0.02 0.02 0.04 0.07 <0.0 1
Mo 0.01 <0.01 O.01 0.01 <0.01 0.01 0.01 0.03 0.03 0.01 0.02 0.03 0.03 0.02 0.01 <0.0 1 VWaútil+sen 116+7 100+6 41±14 79±10 86+12 85+13 51+12 118+7 96±9 105 %de alambre de ±10 0.4mm al200€oon 5 120s "conectado"/ 15 s "desconectado" Cbmbahacia 17 18 15 17 21 19 5 7 6 abajo de las bobinas en mm después de50h 10 de "conexión" Vidaúffl+sen 100 125 . 94 113 145 113 110 256 171 140 201 227 249 283 102 124 148
%de +14 ±40 ±16 ±22 ±17 ±22 ±18 ±15 ±14 ±6 ±10 ±46 ±18 ±13 ±19 ±27 ±13 pdículade50 mxómma 1050C con 15 s "oonedado"/5s 15 "desconectado"
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Aleación de hierro-cromo-aluminio que tiene una larga duración de vida útil, caracterizada porque comprende en % en masa, 4 a 8 % de Al y 16 a 24% de Cr y adiciones de 0.05 a 1% de Si, 0.001 a 0.5% de Mn, 0.02 a 0.2% de Y, 0.1 a 0.3% de Zr o 0.1 a 0.3 de Zr y 0.02 a 0.2% de Hf, 0.003 a 0.05% de C, 0.0002 a 0.05% de Mg, 0.0002 a 0.05% de Ca, máximo 0.04% de N, máximo 0.04% de P, máximo 0.01% de S, máximo 0.5% de Cu asi como las impurezas usuales que resultan del proceso de fundición, siendo el resto hierro, en la que Hf se puede sustituir por uno o varios de los elementos Se, Ti, V, Nb, Ta, La ó Ce. 2. Aleación de hierro-cromo-aluminio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende en % en masa, 5 a 6 % de Al, 18 a 22% de Cr adiciones de 0.05 a 0.7% de Si, 0.001 a 0.4% de Mn, 0.03 a 0.1% de Y, 0.15 a 0.25% de Zr o 0.15 a 0.25 de Zr y 0.02 a 0.15% de Hf, 0.003 a 0.03% de C, 0.0002 a 0.03% de Mg, 0.0002 a 0.03% de Ca, máximo 0.04% de N, máximo 0.04% de P, máximo 0.01% de S, máximo 0.5% de Cu, las impurezas usuales que resultan del proceso de fundición, siendo el resto hierro. 3. Aleación de hierro-cromo-aluminio de