Propriedades do material Inconel 718

O Inconel 718 é uma liga de níquel-crómio de alto desempenho amplamente reconhecida pelas suas propriedades mecânicas excepcionais, resistência à corrosão e capacidade de manter a resistência a temperaturas elevadas. É amplamente utilizada nas indústrias aeroespacial, de produção de energia e de processamento químico devido ao seu desempenho superior em condições extremas. Este artigo fornece uma visão geral e aprofundada das propriedades do material Inconel 718, incluindo a sua composição química, caraterísticas mecânicas, comportamento térmico e aplicações.

Composição química

O Inconel 718 é composto principalmente por níquel (50-55%), crómio (17-21%) e ferro (equilíbrio). Elementos de liga adicionais como o nióbio (4,75-5,5%), molibdénio (2,8-3,3%), titânio (0,65-1,15%) e alumínio (0,2-0,8%) desempenham papéis cruciais no aumento da sua força e resistência à corrosão. Quantidades menores de cobalto, manganês, silício e carbono também estão presentes para melhorar a tenacidade, a dureza e a estabilidade metalúrgica geral. O equilíbrio exato destes elementos permite ao Inconel 718 manter uma elevada resistência tanto a temperaturas ambiente como a temperaturas elevadas.

Propriedades Mecânicas

O Inconel 718 apresenta propriedades mecânicas notáveis que o tornam adequado para ambientes de elevado stress:

• Resistência à tração: Normalmente, varia entre 1.240 MPa e 1.515 MPa após um tratamento térmico adequado.
• Resistência ao escoamento: Aproximadamente 1,035 MPa a 1,240 MPa, garantindo a integridade estrutural sob cargas pesadas.
• Alongamento: Cerca de 12-20%, indicando boa ductilidade e formabilidade.
• Dureza: Rockwell B 90-100 ou Rockwell C 35-40, dependendo do tratamento térmico e das condições de processamento.
• Resistência à fadiga: Resistência excecional ao stress cíclico, tornando-o ideal para lâminas de turbinas, motores de foguetões e componentes de alto desempenho.

Propriedades térmicas

O Inconel 718 mantém a sua resistência e estabilidade numa vasta gama de temperaturas, o que o torna adequado para aplicações a altas temperaturas:

• Ponto de fusão: Aproximadamente 1.360-1.370°C.
• Temperatura de funcionamento: Pode funcionar eficazmente em ambientes até 700°C sem perda significativa de resistência.
• Condutividade térmica: Baixa condutividade térmica (~11 W/m-K), o que ajuda a reduzir a fadiga térmica.
• Coeficiente de expansão térmica: Cerca de 13,0 × 10-⁶ /°C, assegurando um comportamento de expansão previsível em componentes de precisão.

Resistência à corrosão e à oxidação

Uma das principais vantagens do Inconel 718 é a sua excelente resistência à corrosão, particularmente em ambientes oxidantes e ligeiramente redutores. O teor de crómio forma uma camada de óxido estável que protege o material subjacente de mais oxidação. Também resiste à fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloretos e à formação de pites, tornando-o adequado para aplicações marítimas e de processamento químico.

Tratamento térmico e processamento

O Inconel 718 atinge propriedades óptimas através de uma combinação de tratamentos de recozimento em solução e de envelhecimento. A liga é primeiro tratada em solução a 980-1.020°C, seguida de um arrefecimento rápido. O envelhecimento subsequente a 720°C durante 8 horas, e depois a 620°C durante 8 horas, aumenta a precipitação de fases de reforço, tais como gama prime (γ’) e gama double prime (γ”). Estas fases contribuem significativamente para a elevada resistência à tração e ao escoamento da liga. Além disso, o Inconel 718 pode ser fabricado utilizando métodos convencionais, como forjamento, laminagem e maquinagem, embora a sua tendência para endurecer por trabalho exija técnicas de processamento cuidadosas.

Aplicações

Devido à sua combinação única de resistência mecânica, resistência à corrosão e estabilidade térmica, o Inconel 718 é amplamente utilizado em várias indústrias exigentes:

• Indústria aeroespacial: Componentes de motores a jato, lâminas de turbinas, sistemas de escape e caixas de motores de foguetões.
• Geração de energia: Turbinas a gás, reactores nucleares e geradores de vapor.
• Processamento de produtos químicos: Permutadores de calor, recipientes sob pressão e sistemas de tubagem expostos a ambientes corrosivos.
• Marítimo: Equipamento submarino, veios de hélice e bombas para aplicações de água do mar.

Perguntas relacionadas

Qual é a resistência à tração do Inconel 718? O Inconel 718 tem uma resistência à tração que varia tipicamente entre 1.240 MPa e 1.515 MPa após um tratamento térmico adequado.

O Inconel 718 pode resistir à corrosão? Sim, apresenta uma excelente resistência à corrosão, incluindo resistência à oxidação, à corrosão por picadas e à fissuração por corrosão sob tensão induzida por cloretos.

A que temperatura pode ser utilizado o Inconel 718? O Inconel 718 pode funcionar efetivamente em ambientes de alta temperatura até cerca de 700°C, mantendo as suas propriedades mecânicas.