Haynes 282 vs Inconel 718: confronto tra le proprietà e le applicazioni del materiale

Haynes 282 e Inconel 718 sono entrambe leghe a base di nichel ad alte prestazioni ampiamente utilizzate nel settore aerospaziale, nella produzione di energia e nelle applicazioni ad alta temperatura. Pur presentando analogie, come l'eccellente resistenza alla corrosione e la forza a temperature elevate, differiscono notevolmente in termini di proprietà meccaniche, stabilità termica e caratteristiche di fabbricazione. Questo articolo fornisce un confronto dettagliato tra Haynes 282 e Inconel 718 per aiutare ingegneri e progettisti a prendere decisioni informate sulla scelta del materiale.

Composizione chimica

L'Haynes 282 è composto principalmente da nichel (~55%), cromo (~19%), cobalto (~8%), molibdeno (~2,5%), con piccole aggiunte di alluminio, titanio e ferro. L'Inconel 718, invece, è composto da nichel (50-55%), cromo (17-21%), ferro (equilibrio), niobio (4,75-5,5%), molibdeno (2,8-3,3%) e piccole quantità di titanio e alluminio. Il contenuto più elevato di cobalto nell'Haynes 282 aumenta la resistenza alle alte temperature e la resistenza all'ossidazione, mentre il niobio nell'Inconel 718 fornisce un rafforzamento per precipitazione.

Proprietà Meccaniche

Entrambe le leghe presentano un'eccellente resistenza meccanica, ma esistono delle differenze:

• Resistenza alla trazione: L'Inconel 718 è tipicamente compreso tra 1.240 e 1.515 MPa, mentre l'Haynes 282 raggiunge circa 1.200-1.400 MPa a temperatura ambiente, con un mantenimento superiore della resistenza a temperature superiori a 650°C.
• Resistenza allo snervamento: Inconel 718: 1.035-1.240 MPa; Haynes 282: 850-1.100 MPa.
• Allungamento: L'Haynes 282 presenta una duttilità leggermente superiore (15-25%) rispetto all'Inconel 718 (12-20%), rendendo più facile la formazione di geometrie complesse.
• Durezza: Entrambe le leghe presentano intervalli di durezza comparabili, con l'Inconel 718 leggermente più duro in condizioni di invecchiamento.

Proprietà termiche

Haynes 282 è progettato per garantire la resistenza allo scorrimento ad alta temperatura e la stabilità:

• Temperatura di esercizio: L'Haynes 282 può operare efficacemente fino a 700-750°C, come l'Inconel 718.
• Punto di fusione: Haynes 282: ~1.345-1.370°C; Inconel 718: ~1.360-1.370°C.
• Espansione termica: Haynes 282: 13,0 × 10-⁶ /°C; Inconel 718: 13,0 × 10-⁶ /°C, che mostrano un comportamento di espansione simile durante i cicli termici.
• Conduttività termica: Leggermente più alto in Haynes 282 (~12 W/m-K) rispetto all'Inconel 718 (~11 W/m-K), che può ridurre i gradienti termici in alcuni componenti.

Resistenza alla corrosione e all'ossidazione

Entrambe le leghe resistono all'ossidazione e alla corrosione ad alte temperature. L'Inconel 718 è particolarmente resistente alle cricche da tensocorrosione indotte dai cloruri, mentre l'Haynes 282 dimostra una resistenza superiore all'ossidazione in ambienti con aria e combustione grazie al contenuto di cobalto e alluminio, che forma uno strato di ossido protettivo stabile.

Lavorazione e saldabilità

L'Haynes 282 è noto per l'eccellente saldabilità e la minore tendenza alla criccatura durante la lavorazione. Può essere facilmente formato in geometrie complesse senza un esteso trattamento termico post-saldatura. L'Inconel 718, pur essendo saldabile, richiede un attento controllo dell'apporto di calore e dell'invecchiamento post-saldatura per evitare cricche a caldo e mantenere la resistenza, rendendo la fabbricazione più impegnativa.

Applicazioni

Entrambe le leghe trovano impiego in ambienti estremi, ma con caratteristiche leggermente diverse:

• Haynes 282: Componenti di motori a turbina a gas, rivestimenti di combustori, parti strutturali aerospaziali che richiedono una resistenza allo scorrimento ad alta temperatura a lungo termine.
• Inconel 718: parti di motori a reazione, casse di motori a razzo, pale di turbine e apparecchiature per il trattamento chimico in cui l'alta resistenza e la resistenza alla corrosione sono fondamentali.

Domande correlate

Qual è il più resistente, Haynes 282 o Inconel 718? L'Inconel 718 ha generalmente una maggiore resistenza alla trazione e allo snervamento a temperatura ambiente, ma l'Haynes 282 mantiene meglio la resistenza a temperature molto elevate.

Quale lega è più facile da saldare? L'Haynes 282 è più facile da saldare con un minor rischio di cricche, mentre l'Inconel 718 richiede un accurato trattamento termico dopo la saldatura.

Haynes 282 può sostituire l'Inconel 718? Dipende dall'applicazione: L'Haynes 282 è preferibile per la resistenza allo scorrimento e all'ossidazione ad alta temperatura, mentre l'Inconel 718 è ideale per le applicazioni che richiedono la massima forza e resistenza alla corrosione a temperature elevate.