Inconel pablo Fonteboa Sanmartín



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INCONEL

Pablo Fonteboa Sanmartín

INTRODUCCIÓN

INCONEL es una marca registrada de Special Metals Corporation que abarca aleaciones a base de níquel-cromo, cubriendo un amplio espectro de composiciones y de propiedades. La combinación de níquel y cromo en estas aleaciones provee resistencia tanto a soluciones corrosivas reductoras como oxidantes. El níquel y el cromo actúan también en conjunto para resistir oxidación, carburización y otras formas de deterioro a altas temperaturas. Estas aleaciones no se tornan quebradizas a temperaturas criogénicas, poseen buena resistencia a la tracción y a la fatiga a temperaturas moderadas, y presentan excelentes propiedades de resistencia al flujo y rotura  a altas temperaturas.

Las aplicaciones de estas aleaciones son muy amplias: recipientes para tratamiento térmico, turbinas, aviación, plantas nucleares generadoras de energía, etc.

COMPOSICIÓN

Las diferentes aleaciones Inconel tienen una amplia variedad de composiciones, pero en todas predomina el níquel, con cromo como segundo elemento. En la mayoría de ellas las características básicas de este sistema níquel-cromo son aumentadas mediante la adición de otros elementos. Algunas de las aleaciones aumentan su resistencia mecánica mediante la adición de aluminio, titanio y niobio. Otras contienen cobalto, cobre, molibdeno o tungsteno para mejorar atributos específicos de resistencia mecánica o a la corrosión. Las aleaciones también contienen hierro en cantidades que varían desde 1% a más del 20%. En la mayoría de los casos los efectos dominantes en las propiedades se deben a los aleantes, salvo el hierro.

A continuación podemos ver a modo de ejemplo una tabla en la que figuran las composiciones de tres aleaciones Inconel:

- Inconel 600

- Inconel 625

- Inconel 718



In

co

nel

Elemento (% masa)

Ni

Cr

Fe

Mo

Nb

Co

Mn

Cu

Al

Ti

Si

C

S

P

B

600

72.0

14.0

-

17.0



6.0

-

10.0












1.0

0.5







0.5

0.15

0.015







625

58.0

20.0

-

23.0



5.0

8.0

-

10.0



3.15

-

4.15



1.0

0.5




0.4

0.4

0.5

0.1

0.015

0.015




718

50.0

-

55.0



17.0

-

21.0



balance

2.8

-

3.3



4.75

-

5.5



1.0

0.35

0.2

-

0.8



0.65

-

1.15



0.3

0.35

0.08

0.015

0.015

0.006

PROPIEDADES

Las aleaciones Inconel son materiales resistentes a la oxidación y a la corrosión adecuados para el servicio en entornos extremos. Cuando es calentado, el Inconel forma una fina y estable capa pasiva de óxido que protege la superficie de nuevos ataques. El Inconel mantiene su resistencia durante un amplio rango de temperaturas, que resulta atractivo para aplicaciones de alta temperatura en las que el aluminio y el acero sucumbirían al creep como resultado de vacantes cristalinas inducidas térmicamente. La resistencia a altas temperaturas del Inconel se desarrolla mediante endurecimiento por precipitación o endurecimiento por solución sólida, dependiendo de la aleación. En las variedades de endurecimiento por precipitación o envejecimiento, pequeñas cantidades de Nb se combinan con Ni para formar el compuesto intermetálico Ni3Nb o gamma doble prima (γ''). Este compuesto forma pequeños cristales cúbicos que inhiben el deslizamiento y el creep de forma efectiva a elevadas temperaturas.

MECANIZADO

El inconel es un metal difícil de moldear y mecanizar utilizando técnicas tradicionales debido al rápido endurecimiento por deformación en frío. Tras la primera pasada de mecanizado, el endurecimiento por deformación en frío tiende a deformar elásticamente la pieza o la herramienta en las siguientes pasadas. Por esta razón, los Inconel endurecidos por envejecimiento como el 718 son mecanizados usando un agresivo pero lento corte con una herramienta dura, minimizando el número de pasadas requeridas. Alternativamente, la mayoría de los mecanizados pueden llevarse a cabo realizando solo los pasos finales después del envejecimiento. El roscado externo se mecaniza usando un torno. Los agujeros con roscado interno se hacen soldando piezas roscadas hechas de acero inoxidable. El corte de láminas se realiza a menudo mediante corte con agua a presión.

UNIONES

Soldar el Inconel es difícil debido a la segregación microestructural de elementos de aleación en la ZAC (zona afectada por el calor). Sin embargo, varias aleaciones han sido diseñadas para vencer estos problemas. La forma más común de soldar el Inconel es por soldadura TIG con el metal de aporte apropiado.



APLICACIONES

El Inconel puede encontrarse frecuentemente en entornos extremos. Es común en aspas, sellos y quemadores de turbinas de gas, así como en rotores y sellos de turbocompresores, sujeciones de alta temperatura, naves a presión, tubos de intercambiadores de calor, generadores de vapor en reactores nucleares de agua presurizados y en sistemas de escape de Fórmula Uno y propulsión a chorro.

North American Aviation construyó el fuselaje del avión-cohete X-15 con una aleación de Inconel conocida como “Inconel X”.

ALEACIONES DE INCONEL

Algunas aleaciones de Inconel son las siguientes:

Inconel 600: Endurecido por solución sólida.

Inconel 625: Resistente al ácido, buena soldabilidad.

Inconel 690: Bajo contenido en cobalto para aplicaciones nucleares.

Inconel 718: Buena soldabilidad, endurecido por compuesto intermetálico.

Inconel 751: Contenido de Aluminio incrementado para una mejora en la resistencia a la rotura en el rango de 1600 F.

Inconel 939: Endurecido mediante compuesto intermetálico, buena soldabilidad.

BIBLIOGRAFÍA



1. Wikipedia

2. http://www.americanspecialmetals.com/inconel.html

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