Inconel és a prova d'òxid?
Els aliatges d'Inconel es troben entre els metalls més versàtils. Amb el seu alt rendiment i excel·lents característiques, s'utilitzen en diverses indústries.
Són una opció natural per a les indústries de l'automoció, aeroespacial, marítima i de petroli i gas, ja que estan optimitzades específicament per suportar algunes de les condicions de fabricació més exigents.
Què fa que els aliatges Inconel siguin tan especials? Aquí teniu tot el que necessiteu saber sobre ells.
Com es fan els aliatges Inconel
Tot i que la composició dels aliatges Inconel varia àmpliament, tots estan fets amb níquel i crom com a elements primaris. Aquests metalls especials no s'han de confondre amb l'acer inoxidable dúplex, l'acer inoxidable austenític o qualsevol altre tipus d'aliatge d'acer inoxidable. A continuació es mostra una breu visió general dels diferents tipus d'aliatges d'Inconel i les seves respectives composicions.
Inconel 600
Aquest aliatge de níquel-crom és molt resistent a molts elements corrosius. No sucumbrà a l'oxidació general ni a l'esquerda per corrosió per estrès causada pels ions clorur, fins i tot en condicions de temperatura extremes.
Inconel 601
Inconel 601 conté níquel, crom i alumini. L'addició d'alumini li confereix excel·lents propietats mecàniques, fins i tot en ambients d'alta temperatura.
Inconel 625
Inconel 625 conté níquel, crom, molibdè i niobi. La reacció entre el molibdè i el niobi fa que la microestructura de la matriu de l'aliatge s'endureixi, augmentant així la seva resistència general a la tracció. Això fa que aquest aliatge a base de níquel sigui extremadament resistent als elements corrosius que es troben habitualment en condicions dures.
Inconel 690
A diferència d'altres aliatges metàl·lics de la gamma, Inconel 690 està fabricat amb un alt nivell de crom i níquel. L'ús de crom alt fa que aquesta variant d'aliatge metàl·lic especial sigui molt resistent a les condicions corrosives dels ambients aquosos. La seva alta resistència a la corrosió també li permet suportar la sulfuració que es produeix en ambients d'alta temperatura.
Inconel 718
L'estructura i la resposta de l'Inconel 718 és força diferent d'altres metalls de la sèrie. Aquest superaliatge a base de níquel està fet de níquel i crom amb quantitats importants de molibdè, niobi i ferro. També conté traces d'alumini i titani. La combinació d'aquests elements d'aliatge fa que l'Inconel 718 sigui molt fort, flexible i resistent a l'esquerdament posterior a la soldadura.
Aplicacions de l'aliatge Inconel
Els fabricants i enginyers de disseny utilitzen aliatges Inconel en una varietat d'aplicacions industrials que requereixen materials fiables i tècnicament superiors. El fet que tinguin una excel·lent resistència a la corrosió i a les altes temperatures els fa molt atractius.
Aquests aliatges es reserven millor per al seu ús en entorns que altres materials no poden suportar. A continuació es descriuen algunes de les principals aplicacions industrials que depenen dels aliatges Inconel.
Motor de reacció
indústria aeroespacial
Els components del motor a reacció estan constantment exposats a alta pressió i temperatura. Per tant, els materials utilitzats en la seva construcció han de suportar aquestes condicions mantenint la seva resistència i integritat.
Els superaliatges a base de níquel són una opció natural per a qualsevol aplicació d'alta temperatura. És resistent a la corrosió, resistent a la deformació per fluïdesa en entorns d'alta tensió i té una baixa taxa d'expansió fins i tot en condicions d'alta temperatura. Per exemple, Inconel 718 i 750 s'utilitzen en la fabricació de segells de turbines, elements de subjecció i revestiments d'escapament.
Indústria de l'automòbil
El motor d'un cotxe és un component mecànic de precisió. Genera molta calor però encara ha de ser eficient, lleuger i fiable. Inconel 600, 601 i 625 tenen una àmplia gamma d'aplicacions, inclosa la construcció de components crítics en vehicles d'alt rendiment. A més, s'utilitza amb freqüència en dispositius de seguretat passiva com ara coixins d'aire, aparells elèctrics, bombes de combustible, sensors, sistemes d'encesa i connectors d'escapament.
indústria de la construcció naval
Els aliatges Inconel aconsegueixen un alt rendiment fins i tot en les condicions més extremes, com les que es troben a la indústria de la construcció naval. Els aliatges de níquel poden suportar les condicions altament corrosives de les plantes de processament en alta mar que depenen de l'aigua de mar com a refrigerant.
Inconel 625 s'utilitza àmpliament en jaquetes de cables de comunicacions submarins, motors de propulsió, pales d'hèlix, cables i fins i tot equips de fons.
Propietats de l'aliatge Inconel
Una de les propietats més notables de l'aliatge Inconel és la seva resistència a la corrosió. També presenten una excel·lent resistència a l'oxidació, fins i tot en comparació amb l'acer inoxidable, i poden suportar altes temperatures.
Quan s'exposa a altes temperatures, Inconel forma una capa d'òxid protectora i passiva a la seva superfície per protegir-la de més danys. No només és resistent a la calor, sinó que conserva la seva força en aquestes condicions. A més, Inconel és resistent a la pressió, el que el fa ideal per a aplicacions extremes en diversos camps.
Les espurnes es produeixen quan es talla el metall
Resistència a alta temperatura dels aliatges d'Inconel
La resistència dels superaliatges es millora mitjançant l'enfortiment de la solució sòlida i l'enfortiment de la precipitació o l'enduriment de l'edat. El tractament tèrmic utilitzat depèn de l'aliatge específic d'alta temperatura.
Aquestes tècniques combinen níquel amb quantitats variables de niobi per formar gamma bis (gamma). Aquest compost intermetàl·lic produeix petits cristalls cúbics que eviten la deformació per fluïdesa i el lliscament a altes temperatures.
La formació d'aquests cristalls augmenta amb el temps, especialment després d'exposar l'aliatge a temperatures de 1.560 graus F (850 graus) i més durant 3-72 hores. Aquesta gruixuda capa d'òxid passivant permet que el metall es mantingui excepcionalment fort en un ampli rang de temperatures.
A continuació es mostra una visió general de les propietats mecàniques de la làmina Inconel 718 després del tractament tèrmic de precipitació.
Límit de rendiment en estat de recuit (desplaçament mínim 0,2%): 80,000 psi (550 MPa)
Resistència a la tracció màxima (mínim): 140,000 psi (965 MPa)
Elongació (mínim): 30 (% de 2 polzades)
Coeficient d'expansió tèrmica de 77 graus F a 1400 graus F: 8,9
Donada l'alta resistència dels superaliatges, hi ha algunes consideracions clau de la màquina que cal tenir en compte a l'hora de tallar-los. La seva resistència a les altes temperatures sovint afegeix calor addicional a les eines de tall, reduint-ne el rendiment. L'addició de fulles o recobriments especials resistents a la calor al procés de mecanitzat ajuda a que la màquina aguanti millor durant el procés de tall.
