Inconel 625 vs. 718: Guía de selección basada en el rendimiento

La elección crítica

Elegir entre Inconel 625 e Inconel 718 es un gran desafío para los ingenieros en industrias exigentes. Ambas son superaleaciones de níquel de primera calidad, pero no se puede simplemente intercambiar una por otra. Es necesario comprender sus principales diferencias para tomar la decisión correcta.

La diferencia principal es simple: el Inconel 625 es más eficaz contra la corrosión y es más fácil de trabajar. El Inconel 718, en cambio, ofrece mucha más resistencia y dureza a altas temperaturas, hasta aproximadamente 700 °C (1300 °F).

Esta diferencia clave determina dónde se utiliza cada material. El 625 se encuentra en equipos marinos y de procesamiento químico. El 718 se utiliza principalmente en piezas aeroespaciales que deben soportar grandes tensiones. Esta guía le ayudará a comparar estos materiales con base en datos. Al elegir entre Inconel 625 y 718, considere si su mayor problema es un entorno hostil o la presión mecánica.

De un vistazo

Esta tabla muestra una comparación directa de las propiedades más importantes que hacen que Inconel 625 e Inconel 718 sean diferentes.

Propiedad	Inconel 625	Inconel 718
Fuerza primaria	Resistencia superior a la corrosión	Resistencia mecánica y dureza superiores
Mecanismo de Fortalecimiento	Endurecimiento por solución sólida	Endurecimiento por precipitación (endurecimiento por envejecimiento)
Elementos clave de aleación	Alto Mo y Nb	Alto contenido de Fe, Nb, además de Ti y Al
Resistencia a la tracción (recocido)	~880 MPa / 128 ksi	~1035 MPa / 150 ksi
Límite elástico (recocido)	~460 MPa / 67 ksi	~725 MPa / 105 ksi
Límite elástico (envejecido)	N/A (No endurecible por envejecimiento)	~1140 MPa / 165 ksi
Temperatura máxima de servicio	~980 °C / 1800 °F (baja tensión)	~700 °C / 1300 °F (alta tensión)
Soldabilidad	Excelente	Bueno (Requiere procedimientos específicos)

Análisis profundo del rendimiento

Composición química

El rendimiento de estas aleaciones se debe a su diferente composición química. Cada elemento desempeña un papel específico en el rendimiento del material.

El Inconel 625 tiene una base rica en níquel-cromo (Ni-Cr) con molibdeno (Mo) y niobio (Nb) añadidos. Estos elementos se mezclan con la matriz de níquel-cromo, lo que aumenta la resistencia del material y la resistencia a la corrosión.

El Inconel 718 también tiene una base de Ni-Cr, pero contiene mucho más hierro (Fe). La principal diferencia radica en que también contiene titanio (Ti) y aluminio (Al), además de niobio (Nb). Durante el tratamiento térmico, estos elementos forman diminutas partículas endurecedoras. Para más detalles, consulte estas composiciones químicas detalladas .

Resistencia mecánica

La mayor diferencia entre el Inconel 625 y el 718 radica en su resistencia. Esto se debe a su proceso de refuerzo.

Cuando se trata térmicamente, el Inconel 718 es mucho más fuerte y más duro que el Inconel 625. Se mantiene más fuerte desde temperatura ambiente hasta aproximadamente 650-700 °C (1200-1300 °F).

Esta resistencia proviene de diminutas partículas duras que se forman en el interior del material durante el tratamiento térmico. Estas partículas bloquean el movimiento dentro del metal, lo que lo hace muy resistente a la flexión o rotura bajo presión.

El Inconel 625 obtiene su resistencia de forma diferente y no es tan resistente como el 718 en rangos de temperatura normales. Sin embargo, el 625 mantiene su resistencia mejor por encima de los 700 °C. A estas temperaturas más altas, se utiliza a menudo cuando la resistencia a la corrosión es más importante que la resistencia.

Resistencia a la corrosión

Aquí es donde el Inconel 625 realmente destaca. Su composición química está especialmente diseñada para resistir entornos hostiles.

Las altas cantidades de cromo y molibdeno presentes en Inconel 625 proporcionan una excelente protección contra diversos tipos de corrosión. Resiste tanto la corrosión general como ataques localizados como la corrosión por picaduras, especialmente en ambientes salinos como el agua de mar. También funciona muy bien en condiciones ácidas.

Si bien el Inconel 718 ofrece una buena resistencia a la corrosión, no puede igualar al 625. Además, cuando el 718 se trata térmicamente para obtener la máxima resistencia, puede volverse vulnerable al agrietamiento en ciertos entornos. Esto convierte al 625 en la opción más segura cuando el ataque químico es la principal preocupación, como lo demuestran estudios recientes sobre el comportamiento frente a la corrosión .

Consideraciones prácticas

Más allá de las propiedades del material, factores del mundo real como la fabricación y el costo son importantes para tomar una buena decisión.

El desafío del mecanizado

Ambas aleaciones son muy difíciles de mecanizar. Las propiedades que las hacen ideales para condiciones extremas también dificultan su corte y modelado.

Se mantienen fuertes incluso cuando se calientan durante el corte, generan mucho calor en la herramienta de corte y se endurecen rápidamente cuando son tocados por herramientas de corte.

El Inconel 718, especialmente después del tratamiento térmico, es generalmente más difícil de mecanizar que el Inconel 625. Su mayor dureza y resistencia exigen más de las herramientas y máquinas de corte.

Los principales desafíos del mecanizado incluyen:
* Endurecimiento rápido del trabajo: La superficie del material se endurece durante el mecanizado, lo que hace que los cortes posteriores sean más duros y las herramientas se desgasten más rápido.
* Altas fuerzas de corte: La resistencia del material requiere herramientas fuertes, máquinas potentes y configuraciones rígidas para evitar la vibración y el movimiento de las herramientas.
* Mala conductividad térmica: El calor del corte no se disipa bien a través de las virutas. En cambio, se acumula en la herramienta de corte y la pieza de trabajo, lo que provoca fallas prematuras en las herramientas y posiblemente dañe la pieza.

Para mecanizar correctamente estas aleaciones, recomendamos usar velocidades de corte lentas. Mantenga velocidades de avance altas y constantes. Utilice herramientas y amarres muy rígidos. Aplique abundante refrigerante a alta presión para controlar el calor y evacuar las virutas. Este tema es un tema frecuente entre los maquinistas profesionales .

Soldabilidad

Para la soldadura, hay un claro ganador.

El Inconel 625 es conocido por su excelente capacidad de soldadura. Resiste el agrietamiento durante la soldadura y no se agrieta durante el tratamiento térmico posterior. Se puede soldar con diversos métodos estándar.

Sin embargo, el Inconel 718 puede agrietarse fácilmente durante o después de la soldadura. Los elementos que lo hacen resistente pueden formar áreas frágiles en la zona afectada por el calor durante la soldadura. Para lograr una unión fiable y sin grietas, el Inconel 718 generalmente debe soldarse antes del tratamiento térmico y luego someterse a otro tratamiento térmico. Esto hace que el proceso de fabricación sea más complejo y costoso.

Análisis de costos

El costo de un material va más allá de su precio por libra. Debe considerar el costo total de propiedad.

En cuanto a las materias primas, el Inconel 718 suele costar más que el Inconel 625. Esto se debe a su composición más compleja y a los tratamientos térmicos que necesita.

Sin embargo, el coste total de una pieza terminada depende en gran medida de la fabricación. La extrema dificultad del mecanizado de Inconel 718 puede generar costes mucho más elevados debido a tiempos de mecanizado más largos, mayor desgaste de las herramientas y mayor cantidad de piezas desechadas. En algunos casos, una pieza fabricada con Inconel 625, más económico, podría incluso costar menos si el diseño es complejo y requiere mucho mecanizado.

Escenarios de aplicación

La elección entre Inconel 625 y 718 queda clara cuando se analizan aplicaciones específicas.

Cuándo usar 625

Elija Inconel 625 cuando su principal preocupación sea combatir entornos corrosivos, especialmente cuando se combinan con altas temperaturas y fabricación compleja.

• Ingeniería Marina: Su resistencia a la corrosión del agua salada lo hace perfecto para sistemas de agua de mar, palas de hélice y conectores submarinos.
• Procesamiento químico y petroquímico: Se utiliza para recipientes de reacción, tuberías y válvulas que manejan materiales ácidos y corrosivos.
• Sistemas de conductos y escape aeroespaciales: Su buena trabajabilidad y resistencia a la oxidación a alta temperatura lo hacen ideal para piezas de escape de motores, fuelles y carcasas de intercambiadores de calor donde la resistencia ambiental importa más que la fuerza.

Cuándo usar 718

Elija Inconel 718 cuando necesite el mayor rendimiento mecánico posible (resistencia, dureza y resistencia a la deformación) a temperaturas de hasta 700 °C (1300 °F).

• Industria aeroespacial y turbinas de gas: Este es su principal uso. Se emplea en piezas críticas de alta tensión, como discos de turbinas, álabes, ejes y piezas de compresores en motores a reacción.
• Industria del petróleo y el gas: Su alta resistencia lo hace perfecto para herramientas de fondo de pozo, piezas de cabezal de pozo y sujetadores de alta presión utilizados en entornos de gas agrio donde la resistencia es crucial.
• Aplicaciones nucleares: Se utiliza para componentes estructurales e instrumentación en reactores donde se necesitan alta resistencia y buena resistencia a la corrosión en condiciones extremas.

El veredicto final

La decisión entre Inconel 625 e Inconel 718 se reduce a elegir entre la resistencia a la corrosión y la resistencia mecánica.

Para facilitar la elección, piense en el desafío principal que enfrentará su componente.

Si tu prioridad es...	La mejor opción es...	Porque...
Resistencia a la corrosión	Inconel 625	Su alto contenido de Cr y Mo ofrece una protección superior contra una amplia gama de medios corrosivos.
Fabricabilidad y soldabilidad	Inconel 625	Es mucho más tolerante a la soldadura y la fabricación, lo que reduce la complejidad y los costos de fabricación.
Resistencia mecánica y dureza	Inconel 718	Su naturaleza endurecible por envejecimiento proporciona una resistencia significativamente mayor hasta ~700 °C (1300 °F).
Aplicaciones de alto estrés	Inconel 718	Está diseñado para resistir la deformación y el deslizamiento bajo cargas mecánicas extremas dentro de su temperatura de servicio.

Al combinar las fortalezas de cada superaleación con las necesidades específicas de su aplicación, puede garantizar un rendimiento óptimo, confiabilidad y una larga vida útil para sus componentes más críticos.