Hispanopedia WikiLa aleación Inconel 718 (designación UNS N07718 ) es una de las superaleaciones a base de níquel más utilizadas, una clase de aleación definida por su alta resistencia y resistencia a temperaturas elevadas, corrosión y oxidación. La IN718 está especialmente diseñada para la resistencia a la fatiga y a la fluencia a temperaturas de hasta 700 °C. La resistencia a la oxidación y a la corrosión de la aleación 718 combinada con su alta resistencia se derivan de la formación de gamma doble prima () y gamma prima () precipita durante el endurecimiento por envejecimiento, facilitado principalmente por la adición de niobio (Nb) [ 3 ].
El Inconel 718 se desarrolló incidentalmente en la década de 1960 durante el desarrollo del Inconel 625 por parte de INCO . El propósito de su desarrollo fue crear un material que pudiera utilizarse para tuberías de vapor. [ 4 ] Debido a sus excelentes propiedades, el IN718 se utiliza comúnmente en las industrias aeroespacial (como componentes de motores de turbinas de gas y tanques de almacenamiento criogénico), petroquímica (herramientas para cabezales de pozo y pernos de alta resistencia) y de generación de energía. [ 3 ]
Microestructura
Fases de fortalecimiento
El Inconel 718 es una aleación austenítica endurecible por envejecimiento. La microestructura del IN718 está compuesta por una matriz cúbica centrada en las caras (FCC) con grandes cantidades de fases secundarias de refuerzo. Las más importantes son los intermetálicos a nanoescala γ' y γ '' : Ni₃ (Al, Ti, Nb) FCC y Ni₃Nb tetragonal centrado en el cuerpo (BCT) , respectivamente. [ 3 ] La fase γ' es completamente coherente en la matriz FCC, lo que la hace altamente estable, incluso con una exposición prolongada a temperaturas elevadas. La fase γ' actúa como una barrera al movimiento de dislocaciones y forma límites de antifase cuando se somete a cizallamiento, aumentando así la energía necesaria para deformar plásticamente la aleación. La fase γ '' ofrece un refuerzo aún mayor, ya que el desajuste de red FCC-BCT imparte un gran efecto de endurecimiento por coherencia. [ 5 ] Los carburos también son una fase de fortalecimiento importante, principalmente en la forma MC, pero también como M 2 C y M 7 C 3 , donde M es un elemento de aleación principal. Estos carburos se forman típicamente en los límites de grano de la aleación , anclándolos e inhibiendo el deslizamiento de los límites de grano, un proceso necesario para la fluencia por difusión a baja temperatura . [ 5 ] [ 6 ] A diferencia de muchas otras superaleaciones a base de Ni, el carburo M 23 C 6 no se forma. [ 7 ]
Fases nocivas
Además de las fases de fortalecimiento descritas anteriormente, existen múltiples fases que debilitan el IN718, incluyendo la fase δ y la fase de Laves. La fase δ tiene la composición Ni 3 Nb y una estructura cristalina ortorrómbica. Se forma entre las temperaturas de 700 °C y 1000 °C, con una tasa de precipitación máxima a ~900 °C. La fase δ es más estable que la fase γ '' (también Ni 3 Nb), aunque precipita muy lentamente. Por lo tanto, la fase δ no precipitará hasta que sea cinéticamente favorable, y la γ '' se perderá como resultado. [ 8 ] La fase δ típicamente nuclea en los límites de grano y crece como láminas delgadas dentro del grano. La presencia de δ indica una pérdida de γ '' y, por lo tanto, disminuye la templabilidad de la aleación . Además, se ha demostrado que la fase δ está asociada con una mayor susceptibilidad al agrietamiento en caliente . [ 8 ] Sin embargo, la fase δ puede utilizarse para fortalecer la aleación durante el procesamiento. Debido a que se nuclea en los límites de grano, puede utilizarse para fijarlos durante el forjado, controlando así el tamaño de grano. [ 7 ]
La fase de Laves tiene la composición (Ni, Fe, Cr) 2 (Nb, Mo, Ti) y una estructura hexagonal compacta. Se forma cuando la aleación se somete a temperaturas superiores a ~1000 °C. La fase de Laves se forma en grandes agregados globulares dentro de la matriz IN718. Debido a que la fase de Laves es significativamente más rica en Nb que cualquiera de las fases de refuerzo, su presencia requiere un agotamiento de γ' y γ '' , y por lo tanto debilita significativamente el material. [ 9 ] Además, la fase de Laves es muy frágil y por lo tanto reduce la tenacidad al actuar como un sitio de nucleación de grietas para la fractura. Además, puede reducir las propiedades mecánicas del IN718 a través de la fusión y la microfisuración. [ 7 ] [ 9 ] [ 10 ]
Aplicaciones
El Inconel 718 tiene una amplia gama de usos, que incluyen, entre otros: [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]
- motores de turbina de aeronaves
- Tubería de línea de vapor
- Sujetadores, válvulas y resortes petroquímicos
- motores de cohete
- generación de energía nuclear
- Álabes aerodinámicos de compresores de aeronaves
- Supresores
Véase también
Referencias
- ↑ "Metales especiales – Aleación INCONEL 718" (PDF) . Metales especiales . 2007.
- ↑ "Metales especiales INCONEL® Aleación 718" . ASM (Aerospace Specification Metals) Inc.
- 1 2 3 Hosseini, E.; Popovich, VA (2019-12-01). "Una revisión de las propiedades mecánicas del Inconel 718 fabricado mediante manufactura aditiva " . Additive Manufacturing . 30 100877. doi : 10.1016/j.addma.2019.100877 . ISSN 2214-8604 .
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