Inconel 718 (In718)
1. Descripción general
Inconel 718 es una aleación de alta temperatura endurecida por precipitación a base de níquel, que presenta alta resistencia mecánica, buena resistencia a la corrosión y excelente comportamiento frente a la oxidación a altas temperaturas. Se utiliza ampliamente en los sectores aeroespacial, petróleo y gas, energía nuclear y la industria química. Esta aleación está compuesta por níquel (Ni), cromo (Cr), hierro (Fe), molibdeno (Mo), niobio (Nb), titanio (Ti), aluminio (Al), entre otros. Su resistencia se ve reforzada por la precipitación de la fase γ″ (Ni₃Nb), lo que permite mantener un rendimiento mecánico excepcional a elevadas temperaturas.
2. Composición química principal (porcentaje en masa)
Elemento | Contenido (wt%) |
|---|---|
Níquel (Ni) | 50.0 – 55.0 |
Cromo (Cr) | 17.0 – 21.0 |
Hierro (Fe) | Resto |
Nb + Ta | 4.75 – 5.50 |
Molibdeno (Mo) | 2.80 – 3.30 |
Titanio (Ti) | 0.65 – 1.15 |
Aluminio (Al) | 0.20 – 0.80 |
Manganeso (Mn) | ≤0.35 |
Silicio (Si) | ≤0.35 |
Carbono (C) | ≤0.08 |
Azufre (S) | ≤0.015 |
Fósforo (P) | ≤0.015 |
Cobre (Cu) | ≤0.30 |
Boro (B) | ≤0.006 |
3. Propiedades principales
Categoría | Valor |
|---|---|
Densidad | 8.19 g/cm³ |
Punto de fusión | 1260 – 1336 °C |
Resistencia a la tracción (Rm) | ≥1275 MPa |
Límite elástico (Rp0.2) | ≥1035 MPa |
Elongación (A) | ≥12 % |
Dureza (HRC) | 30 – 45 HRC (según tratamiento térmico) |
Coef. de expansión térmica (20–1000°C) | 13.0×10⁻⁶ /°C |
Conductividad térmica (100°C) | 11.4 W/m·K |
Resistividad eléctrica | 1.29 μΩ·m |
4. Características principales
Excelente resistencia a altas temperaturas: mantiene resistencia y resistencia a fluencia entre 650–980°C, ideal para servicio prolongado en condiciones extremas.
Magnífica resistencia a la corrosión:
• Resistente a ambientes oxidantes, ácidos (H₂SO₄, HNO₃, HCl) y agua marina.
• Buena resistencia a la oxidación en atmósferas de alta temperatura.
Buenas propiedades de soldadura:
• Compatible con TIG, MIG, haz de electrones y soldadura láser.
• No presenta grietas tras la soldadura y la zona afectada por el calor mantiene buenas propiedades.
Facilidad de conformado y mecanizado:
• Puede ser conformado en frío y en caliente, aunque requiere herramientas de carburo o cerámica por su alta dureza.
Estructura microestructural estable:
• Tratamientos de solución + envejecimiento permiten una distribución uniforme de la fase γ″, mejorando sus propiedades mecánicas.
5. Tratamientos térmicos
Tipo de tratamiento | Temperatura (°C) | Tiempo de mantenimiento | Método de enfriamiento |
|---|---|---|---|
Solubilización | 980 – 1065 | 1 – 2 horas | Templado en agua |
Envejecimiento | 720 | 8 horas | Enfriamiento al aire |
Re-envejecimiento | 620 | 8 horas | Enfriamiento al aire |
Objetivo: precipitación de la fase γ″ (Ni₃Nb) para mejorar la resistencia y la fluencia.
6. Aplicaciones típicas
• Aeroespacial:
– Componentes de motores (cámaras de combustión, álabes, discos)
– Partes de motores de cohetes
– Elementos de fijación estructural de aeronaves
• Sector energético:
– Componentes de reactores nucleares
– Equipos para extracción de petróleo y gas
– Componentes resistentes a la corrosión en plataformas marinas
• Industria automotriz:
– Sistemas de escape de motores de competición
• Industria química:
– Intercambiadores de calor en medios ácidos
– Recipientes resistentes a la corrosión y altas temperaturas
7. Comparativa: Inconel 718 vs. otras aleaciones de alta temperatura
Aleación | Temp. máx. uso (°C) | Resistencia a fluencia | Resistencia a oxidación | Soldabilidad | Aplicaciones principales |
|---|---|---|---|---|---|
Inconel 718 | 980 | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | Motores aeronáuticos, petróleo y gas |
Inconel 625 | 982 | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | Ingeniería química, marina |
Waspaloy | 980 | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | Motores aeronáuticos |
Rene 41 | 1100 | ★★★★★ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | Componentes aeroespaciales de alta temperatura |
Hastelloy X | 1200 | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | Turbinas de gas, petroquímica |
8. Consideraciones para el mecanizado y uso
Dificultad de mecanizado: alta dureza y endurecimiento por deformación; usar herramientas de carburo o cerámica con velocidades bajas y altos avances.
Evitar exposición prolongada a altas temperaturas: para prevenir el crecimiento excesivo de la fase γ″, lo que podría disminuir la tenacidad.
Limpieza antes de soldar: mejora la calidad de la unión.
Prevención de fragilización por hidrógeno: en ambientes ácidos controlar la presencia de hidrógeno para evitar este fenómeno.