Inconel 718 Propiedades del material

El Inconel 718 es una aleación de níquel-cromo de alto rendimiento ampliamente reconocida por sus excepcionales propiedades mecánicas, su resistencia a la corrosión y su capacidad para mantener la resistencia a temperaturas elevadas. Se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial, de generación de energía y de procesamiento químico debido a su rendimiento superior en condiciones extremas. Este artículo ofrece una visión general de las propiedades del material Inconel 718, incluida su composición química, características mecánicas, comportamiento térmico y aplicaciones.

Composición química

El Inconel 718 se compone principalmente de níquel (50-55%), cromo (17-21%) y hierro (equilibrio). Otros elementos de aleación, como el niobio (4,75-5,5%), el molibdeno (2,8-3,3%), el titanio (0,65-1,15%) y el aluminio (0,2-0,8%), desempeñan un papel crucial en la mejora de su resistencia y a la corrosión. También están presentes pequeñas cantidades de cobalto, manganeso, silicio y carbono para mejorar la tenacidad, la dureza y la estabilidad metalúrgica general. El equilibrio preciso de estos elementos permite al Inconel 718 mantener una alta resistencia tanto a temperatura ambiente como a temperaturas elevadas.

Propiedades Mecánicas

El Inconel 718 presenta notables propiedades mecánicas que lo hacen adecuado para entornos de alta tensión:

• Resistencia a la tracción: Normalmente oscila entre 1.240 MPa y 1.515 MPa tras un tratamiento térmico adecuado.
• Límite elástico: Aproximadamente de 1.035 MPa a 1.240 MPa, lo que garantiza la integridad estructural bajo cargas pesadas.
• Elongación: Alrededor de 12-20%, lo que indica una buena ductilidad y conformabilidad.
• Dureza: Rockwell B 90-100 o Rockwell C 35-40, según el tratamiento térmico y las condiciones de transformación.
• Resistencia a la fatiga: Excepcional resistencia a los esfuerzos cíclicos, por lo que es ideal para álabes de turbinas, motores de cohetes y componentes de alto rendimiento.

Propiedades térmicas

El Inconel 718 mantiene su resistencia y estabilidad en una amplia gama de temperaturas, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de alta temperatura:

• Punto de fusión: Aproximadamente 1.360-1.370°C.
• Temperatura de funcionamiento: Puede funcionar eficazmente en ambientes de hasta 700°C sin pérdida significativa de resistencia.
• Conductividad térmica: Baja conductividad térmica (~11 W/m-K), que ayuda a reducir la fatiga térmica.
• Coeficiente de dilatación térmica: Alrededor de 13,0 × 10-⁶ /°C, lo que garantiza un comportamiento de expansión predecible en componentes de precisión.

Resistencia a la corrosión y a la oxidación

Una de las principales ventajas del Inconel 718 es su excelente resistencia a la corrosión, especialmente en entornos oxidantes y ligeramente reductores. El contenido de cromo forma una capa de óxido estable que protege el material subyacente de una mayor oxidación. También resiste el agrietamiento por corrosión bajo tensión inducida por cloruros y las picaduras, lo que lo hace adecuado para aplicaciones marinas y de procesamiento químico.

Tratamiento térmico y transformación

El Inconel 718 alcanza sus propiedades óptimas mediante una combinación de tratamientos de recocido en solución y envejecimiento. La aleación se trata primero en solución a 980-1.020°C, seguido de un enfriamiento rápido. El posterior envejecimiento a 720°C durante 8 horas y, a continuación, a 620°C durante 8 horas, favorece la precipitación de fases reforzantes como la gamma prime (γ’) y la gamma double prime (γ”). Estas fases contribuyen significativamente al elevado límite elástico y de tracción de la aleación. Además, el Inconel 718 puede fabricarse con métodos convencionales como la forja, el laminado y el mecanizado, aunque su tendencia al endurecimiento por deformación requiere técnicas de procesamiento cuidadosas.

Aplicaciones

Debido a su combinación única de resistencia mecánica, resistencia a la corrosión y estabilidad térmica, el Inconel 718 se utiliza ampliamente en diversas industrias exigentes:

• Industria aeroespacial: Componentes de motores a reacción, álabes de turbinas, sistemas de escape y carcasas de motores de cohetes.
• Generación de energía: Turbinas de gas, reactores nucleares y generadores de vapor.
• Procesamiento químico: Intercambiadores de calor, recipientes a presión y sistemas de tuberías expuestos a ambientes corrosivos.
• Marina: Equipos submarinos, ejes de hélice y bombas para aplicaciones de agua de mar.

Preguntas relacionadas

¿Cuál es la resistencia a la tracción del Inconel 718? Inconel 718 tiene una resistencia a la tracción que suele oscilar entre 1.240 MPa y 1.515 MPa tras un tratamiento térmico adecuado.

¿Puede el Inconel 718 resistir la corrosión? Sí, presenta una excelente resistencia a la corrosión, incluida la resistencia a la oxidación, a las picaduras y al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducida por cloruros.

¿A qué temperatura puede utilizarse Inconel 718? El Inconel 718 puede funcionar eficazmente en entornos de altas temperaturas, de hasta 700 °C aproximadamente, manteniendo sus propiedades mecánicas.