Inconel 718 – SuperalLOY de alta resistencia para las industrias aeroespacial y automotriz

Inconel 718 es un súper aleación de níquel basada de alta resistencia y resistente a la corrosión diseñada para desempeñarse excepcionalmente bien en entornos extremos. Compuesta principalmente de níquel (50-55%), cromo (17-21%), hierro (resto), y adiciones significativas de molibdeno (3%), niobio (5%) y titanio (0.9-1.3%), el Inconel 718 es conocido por su excelente resistencia y capacidad de resistencia a la oxidación y corrosión, incluso a altas temperaturas. La aleación puede mantener sus propiedades mecánicas en temperaturas que van desde condiciones criogénicas hasta aproximadamente 700°C (1290°F), lo que la hace ideal tanto para aplicaciones de alta como de baja temperatura.

El Inconel 718 también tiene la capacidad de ser tratado térmicamente para lograr la combinación deseada de resistencia, dureza y resistencia a la fatiga. Estas cualidades lo hacen particularmente útil en aplicaciones aeroespaciales, automotrices e industriales que requieren materiales que funcionen bajo altos niveles de estrés, presión y temperaturas extremas.

Aplicaciones del Inconel 718

Debido a su excelente combinación de resistencia, resistencia a altas temperaturas y resistencia a la corrosión, el Inconel 718 es ampliamente utilizado en varias industrias, incluyendo la aeroespacial, automotriz y generación de energía. Algunas de las principales aplicaciones del Inconel 718 incluyen:

1. Aeroespacial: El Inconel 718 se utiliza comúnmente en la industria aeroespacial, especialmente en motores de turbina, motores de cohete y componentes estructurales. Su alta relación de resistencia-peso, excelente resistencia a la fatiga y su capacidad para mantener la integridad estructural en condiciones extremas de temperatura lo hacen ideal para aplicaciones aeroespaciales críticas, como palas de turbinas, rotores y cámaras de combustión. La aleación también funciona bien bajo cargas estáticas y dinámicas, asegurando que puede soportar los esfuerzos encontrados durante el despegue, el vuelo y el aterrizaje.

2. Industria automotriz: El Inconel 718 está siendo utilizado cada vez más en aplicaciones automotrices, especialmente en componentes de motores de alto rendimiento como turbocompresores, válvulas de escape y pistones. La capacidad del aleación para resistir el alto calor y el estrés generados por los motores turboalimentados y otros componentes de alto rendimiento la convierte en un material valioso para la industria automotriz. También se utiliza en sistemas de escape, donde su resistencia a la oxidación y la corrosión es esencial para garantizar un rendimiento duradero.

3. Turbocompresores: El Inconel 718 se utiliza a menudo en la fabricación de componentes para turbinas de gas industriales, que se emplean en la generación de energía y aplicaciones aeroespaciales. La resistencia del aleación a la deformación, el fatiga y la oxidación permite que las palas de la turbina y otros componentes de alta tensión mantengan su integridad incluso después de una exposición prolongada a temperaturas extremas y cargas mecánicas.

4. Industria nuclear: Inconel 718 también se utiliza en reactores nucleares, donde los componentes están expuestos a altas temperaturas y entornos corrosivos. La resistencia del aleación, su capacidad de resistencia a la corrosión y su resistencia a la degradación inducida por la radiación lo hacen ideal para componentes del reactor, como cabezales de vasos de presión y componentes internos del reactor.

5. Aplicaciones Marinas y Offshore: Inconel 718 se utiliza en entornos marinos y offshore donde los componentes están expuestos a agua de mar y condiciones extremas. La resistencia del material a la corrosión en agua de mar y su capacidad para mantener las propiedades mecánicas a altas temperaturas lo hacen ideal para aplicaciones como intercambiadores de calor, bombas y válvulas en sistemas marinos.

6. Aplicaciones industriales: Además de la aeroespacial y automotriz, Inconel 718 también se emplea en diversas aplicaciones industriales que involucran entornos de alta temperatura y alto estrés. Esto incluye piezas en motores de alto rendimiento, turbinas de gas y plantas de procesamiento químico, donde la resistencia tanto a la fatiga térmica como mecánica es crítica.

Grado y Especificaciones

El Inconel 718 está disponible en diversas formas, como barras, hojas, placas y cables, y a menudo se fabrica de acuerdo con normas específicas de la industria para garantizar su idoneidad para aplicaciones de alto rendimiento. Algunos de los principales grados y especificaciones del Inconel 718 incluyen:

1. UNS N07718: Esta es la designación estándar para el Inconel 718, ampliamente utilizado en la aeroespacial, automotriz y otras industrias de alto rendimiento. Cumple con propiedades mecánicas y químicas estrictas, asegurando que puede resistir los entornos más exigentes.

2. AMS 5662: Una especificación para Inconel 718 utilizada en la industria aeroespacial y otras aplicaciones de alto rendimiento. Este grado es conocido por sus excelentes propiedades mecánicas a temperaturas elevadas y su capacidad para mantener su resistencia y resistencia a la fatiga durante períodos prolongados.

3. DIN 2.4668: Este grado europeo estándar de Inconel 718 se utiliza a menudo en aplicaciones industriales y aeroespaciales que requieren una aleación de alto rendimiento que pueda operar bajo altas temperaturas y estrés.

Proceso de fabricación

La producción de Inconel 718 implica varios pasos clave para asegurar las propiedades deseadas de la aleación. Estos procesos son cruciales para garantizar que la aleación pueda resistir las condiciones extremas a las que se somete en diversas aplicaciones.

1. Fusión y aleación: Los elementos de aleación se mezclan cuidadosamente en un horno de inducción para asegurar que la composición química del Inconel 718 sea precisa. La composición es crítica para la resistencia, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación a altas temperaturas de la aleación.

2. Colada: Después de que la aleación se derrite, se funde en varias formas como lingotes, ingletes o moldes. Estas pueden ser procesadas posteriormente en la forma deseada, ya sea alambre, hoja, placa u stock de barra.

3. Trabajo en caliente: Después de la fundición, el Inconel 718 pasa por procesos de trabajo en caliente, como forja o laminación, para formar las formas requeridas. Este paso refina la microestructura del material, mejorando sus propiedades mecánicas. El proceso de trabajo en caliente suele seguirse con un tratamiento térmico de solución para lograr la máxima resistencia y ductilidad.

4. Trabajo en frío: En algunos casos, el Inconel 718 se somete a trabajo en frío para mejorar el acabado superficial o afinar aún más sus propiedades mecánicas. Los procesos de trabajo en frío, como el estirado y la laminación, ayudan a lograr dimensiones precisas y mejorar la resistencia y dureza del material.

5. Tratamiento térmico: El Inconel 718 se somete a tratamiento térmico, incluidos los procesos de homogeneización y envejecimiento, para aumentar su resistencia y capacidad de resistencia a la fatiga. Este paso es crucial para alcanzar las características de rendimiento deseadas del aleación, incluida su alta resistencia a la tracción, resistencia a la deformación y mayor resistencia a la fatiga.

6. Acabado: Después del tratamiento térmico, el Inconel 718 puede ser sometido a procesamiento adicional mediante mecanizado o tratamientos de superficie para cumplir con requisitos dimensionales y estéticos específicos. Esto asegura que el material pueda ser utilizado en aplicaciones altamente ingenierizadas con tolerancias ajustadas e integridad superficial.

7. Inspección y Pruebas: El control de calidad es esencial para garantizar el rendimiento del Inconel 718. Se realizan pruebas comprehensivas, incluidas pruebas de tracción, pruebas de fatiga e inspecciones dimensionales, para asegurar que el material cumpla con los estrictos requisitos de las industrias aeroespacial y automotriz. También se emplean comúnmente técnicas de prueba no destructiva (NDT) como la prueba ultrasónica o de rayos X para detectar defectos internos.

Requisitos del usuario

Al seleccionar Inconel 718 para aplicaciones aeroespaciales, automotrices u otras de alto rendimiento, los usuarios generalmente buscan las siguientes características clave:

1. Alta resistencia y resistencia a la fatiga: La excelente resistencia a la tracción y a la fatiga del Inconel 718 son esenciales para aplicaciones como palas de turbinas, componentes de motores y partes estructurales, donde los componentes están sometidos a estrés extremo durante la operación.

2. Resistencia a altas temperaturas: Los usuarios requieren que el Inconel 718 mantenga su resistencia y su capacidad para resistir la oxidación incluso a temperaturas superiores a 700°C (1290°F). El material debe conservar su integridad en condiciones de alta temperatura, asegurando la longevidad y fiabilidad de los componentes críticos.

3. Resistencia a la corrosión: El Inconel 718 ofrece una excelente resistencia tanto a la corrosión general como a la corrosión localizada (como la perforación y la corrosión intersticial) en entornos agresivos. Esto lo hace adecuado para aplicaciones en las industrias aeroespacial, automotriz y de procesamiento químico, donde la exposición a sustancias corrosivas es común.

4. Soldabilidad: El Inconel 718 es conocido por su buena soldabilidad, lo cual es esencial para aplicaciones en las que es necesario unir piezas. La resistencia de la aleación al agrietamiento térmico y la facilidad de soldadura garantizan uniones fuertes y duraderas en componentes críticos de la aeroespacial y la automotriz.

5. Precisión dimensional: El Inconel 718 se utiliza a menudo en aplicaciones que requieren dimensiones precisas y tolerancias ajustadas. Los fabricantes necesitan que la aleación sea consistente y uniforme en sus propiedades para asegurar la fiabilidad y seguridad del producto final.