Inconel 718 – Superalloy de Alta Resistência para as Indústrias Aeroespacial e Automotiva

O Inconel 718 é um superalloy à base de níquel de alta resistência e resistente à corrosão, projetado para desempenhar excepcionalmente bem em ambientes extremos. Composto principalmente de níquel (50-55%), cromo (17-21%), ferro (bal.), e adições significativas de molibdênio (3%), nióbio (5%) e titânio (0,9-1,3%), o Inconel 718 é conhecido por sua excelente resistência e capacidade de resistir à oxidação e corrosão, mesmo a altas temperaturas. O alloy pode manter suas propriedades mecânicas em temperaturas que variam desde condições criogênicas até aproximadamente 700°C (1290°F), tornando-o ideal tanto para aplicações em altas quanto em baixas temperaturas.

O Inconel 718 também tem a capacidade de ser tratado termicamente para alcançar a combinação desejada de resistência, tenacidade e resistência à fadiga. Essas qualidades fazem dele particularmente útil em aplicações aeroespaciais, automotivas e industriais que exigem materiais que performem sob alto estresse, alta pressão e temperaturas extremas.

Aplicações do Inconel 718

Devido à sua excelente combinação de resistência, resistência a altas temperaturas e resistência à corrosão, o Inconel 718 é amplamente utilizado em várias indústrias, incluindo aeroespacial, automotiva e geração de energia. Alguns das principais aplicações do Inconel 718 incluem:

1. Aeroespacial: O Inconel 718 é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, especialmente em motores a gás, motores de foguetes e componentes estruturais. Sua alta relação de resistência-peso, excelente resistência à fadiga e capacidade de manter a integridade estrutural em condições de temperatura extrema o tornam ideal para aplicações aeroespaciais críticas, como pás de turbinas, rotores e câmaras de combustão. A liga também apresenta bom desempenho sob cargas estáticas e dinâmicas, garantindo que possa suportar os esforços encontrados durante a decolagem, voo e pouso.

2. Indústria automotiva: O Inconel 718 está sendo cada vez mais utilizado em aplicações automotivas, especialmente em peças de motores de alta performance, como turbinas, válvulas de escape e pistões. A capacidade do ligação de resistir ao alto calor e ao estresse gerados por motores turboalimentados e outros componentes de alta performance faz dele um material valioso para a indústria automotiva. Ele também é usado em sistemas de escape, onde sua resistência à oxidação e à corrosão é essencial para garantir um desempenho duradouro.

3. Turbos a Gás: O Inconel 718 é frequentemente usado na fabricação de componentes para turbinas a gás industriais, que são empregadas em geração de energia e aplicações aeroespaciais. A resistência do ligante ao fluente, fadiga e oxidação permite que pás de turbinas e outros componentes de alto estresse mantenham sua integridade mesmo após exposição prolongada a temperaturas extremas e carga mecânica.

4. Indústria Nuclear: O Inconel 718 também é usado em reatores nucleares, onde os componentes estão expostos a altas temperaturas e ambientes corrosivos. A resistência do合金, sua resistência à corrosão e sua resistência à degradação induzida por radiação o tornam ideal para componentes do reator, como cabeças de vasos de pressão e componentes internos do reator.

5. Aplicações marítimas e offshore: O Inconel 718 é utilizado em ambientes marítimos e offshore, onde os componentes estão expostos à água salgada e condições extremas. A resistência do material à corrosão na água salgada e sua capacidade de manter propriedades mecânicas em altas temperaturas o tornam ideal para aplicações como trocadores de calor, bombas e válvulas em sistemas marítimos.

6. Aplicações industriais: Além da aeroespacial e automotiva, o Inconel 718 também é empregado em várias aplicações industriais que envolvem ambientes de alta temperatura e alto estresse. Isso inclui peças em motores de alta performance, turbinas a gás e plantas de processamento químico, onde a resistência tanto ao fatigue térmico quanto mecânico é crítica.

Grado e Especificações

O Inconel 718 está disponível em várias formas, como barras, chapas, placas e fios, e muitas vezes é fabricado de acordo com normas específicas da indústria para garantir sua adequação para aplicações de alto desempenho. Alguns dos principais graus e especificações do Inconel 718 incluem:

1. UNS N07718: Esta é a designação padrão para o Inconel 718, amplamente utilizado nos setores aeroespacial, automotivo e outras indústrias de alto desempenho. Ele atende a propriedades mecânicas e químicas rigorosas, garantindo que possa resistir aos ambientes mais exigentes.

2. AMS 5662: Uma especificação para Inconel 718 usado em aplicações aeroespaciais e outras de alto desempenho. Este grau é conhecido por suas excelentes propriedades mecânicas em temperaturas elevadas e pela capacidade de manter sua força e resistência à fadiga por períodos prolongados.

3. DIN 2.4668: Este grau padrão europeu de Inconel 718 é frequentemente usado em aplicações industriais e aeroespaciais que exigem uma liga de alto desempenho capaz de operar sob altas temperaturas e estresse.

Processo de fabricação

A produção do Inconel 718 envolve vários passos-chave para garantir as propriedades desejadas da liga. Esses processos são cruciais para garantir que a liga possa resistir às condições extremas às quais é submetida em várias aplicações.

1. Fusão e Ligação: Os elementos de liga são cuidadosamente misturados em um forno por indução para garantir que a composição química do Inconel 718 seja precisa. A composição é crítica para a resistência, resistência à corrosão e resistência à oxidação da liga em altas temperaturas.

2. Fundição: Após o derretimento da liga, ela é fundida em várias formas, como lingotes, ingots ou moldes. Essas formas podem ser processadas posteriormente para obter a forma desejada, seja fio, chapa, placa ou estoque de barras.

3. Trabalhamento a Quente: Após a fundição, o Inconel 718 passa por processos de trabalho a quente, como forjamento ou laminamento, para formar as formas desejadas. Esta etapa refina a microestrutura do material, melhorando suas propriedades mecânicas. O processo de trabalho a quente geralmente é seguido por um tratamento térmico de solução para alcançar a força e ductilidade ótimas.

4. Trabalhamento a Frio: Em alguns casos, o Inconel 718 é trabalhado a frio para melhorar o acabamento superficial ou refinar ainda mais suas propriedades mecânicas. Processos de trabalho a frio, como tração e laminamento, ajudam a alcançar dimensões precisas e melhorar a resistência e dureza do material.

5. Tratamento térmico: O Inconel 718 é submetido a tratamento térmico, incluindo recozimento em solução e processos de envelhecimento, para aumentar sua resistência e capacidade de resistir à fadiga. Esta etapa é crucial para alcançar as características de desempenho desejadas da liga, incluindo alta resistência à tração, resistência ao fluência e maior resistência à fadiga.

6. Acabamento: Após o tratamento térmico, o Inconel 718 pode ser submetido a processamento adicional por usinagem ou tratamentos de superfície para atender a requisitos dimensionais e estéticos específicos. Isso garante que o material possa ser utilizado em aplicações altamente engenhadas com tolerâncias apertadas e integridade superficial.

7. Inspeção e Testes: O controle de qualidade é essencial para garantir o desempenho do Inconel 718. Testes abrangentes, incluindo ensaios de tração, testes de fadiga e inspeções dimensionais, são realizados para garantir que o material atenda aos rigorosos requisitos das indústrias aeroespacial e automotiva. Técnicas de teste não destrutivo (NDT), como ultrassom ou testes de raios X, também são frequentemente empregadas para detectar defeitos internos.

Requisitos do Usuário

Ao selecionar o Inconel 718 para aplicações aeroespaciais, automotivas ou outras de alto desempenho, os usuários geralmente buscam as seguintes características principais:

1. Alta Resistência e Resistência à Fadiga: A superior resistência à tração e à fadiga do Inconel 718 são essenciais para aplicações como pás de turbinas, componentes de motores e partes estruturais, onde os componentes estão sujeitos a tensões extremas durante a operação.

2. Resistência a altas temperaturas: Os usuários exigem que o Inconel 718 mantenha sua força e resistência à oxidação mesmo em temperaturas superiores a 700°C (1290°F). O material deve preservar sua integridade em condições de alta temperatura, garantindo a longevidade e confiabilidade de componentes críticos.

3. Resistência à corrosão: O Inconel 718 oferece excelente resistência tanto à corrosão geral quanto à corrosão localizada (como a corrosão por pitting e por fissuras) em ambientes agressivos. Isso o torna adequado para aplicações nos setores aeroespacial, automotivo e de processamento químico, onde a exposição a substâncias corrosivas é comum.

4. Soldabilidade: O Inconel 718 é conhecido por sua boa soldabilidade, que é essencial para aplicações onde peças precisam ser unidas. A resistência do ligamento ao trincamento térmico e a facilidade de soldagem garantem junções fortes e duráveis em componentes críticos da aeroespacial e automotiva.

5. Precisão Dimensional: O Inconel 718 é frequentemente usado em aplicações que exigem dimensões precisas e tolerâncias apertadas. Os fabricantes precisam que o ligamento seja consistente e uniforme em suas propriedades para garantir a confiabilidade e segurança do produto final.