Inconel 600 vs Inconel 625 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Inconel 600 e Inconel 625 son dos aleaciones de níquel ampliamente utilizadas en aplicaciones de ingeniería de alto rendimiento. Al elegir entre ellas, los ingenieros, los responsables de compras y los planificadores de producción suelen considerar la resistencia a la corrosión, la resistencia mecánica, la soldabilidad y el coste. Los factores típicos a tener en cuenta incluyen el servicio a altas temperaturas frente a entornos corrosivos agresivos, las limitaciones de maquinabilidad y fabricación, y la rentabilidad de las adiciones de aleación.

La principal diferencia entre estas aleaciones radica en su estrategia de aleación: Inconel 600 es una aleación de hierro-cromo-níquel optimizada para la oxidación y una resistencia moderada a la corrosión, con buena estabilidad a altas temperaturas; mientras que Inconel 625 es una aleación de níquel-cromo-molibdeno-niobio diseñada para una mayor resistencia y una resistencia superior a la corrosión localizada y por hendiduras. Debido a estas diferencias en la formulación de la aleación, ambos grados se comparan frecuentemente cuando los diseñadores deben encontrar un equilibrio entre la resistencia y la resistencia a la corrosión localizada y el costo y la facilidad de fabricación.

1. Normas y designaciones

• Inconel 600
• UNS común: N06600
• Normas típicas: ASTM B127/B163 (barras/varillas), ASTM B168 (tubos), ASTM B564 (forjados), equivalentes ASME/ASTM
• Internacional: EN (a menudo aparece en catálogos de aleaciones de níquel), equivalentes JIS/GB en algunos formatos de producto.

• Clasificación: Aleación a base de níquel (familia níquel-cromo-hierro)

• Inconel 625

• UNS común: N06625
• Normas típicas: ASTM B443/B444 (lámina/placa), ASTM B443/B444 (fleje), ASTM B446 (barra), equivalentes ASME/ASTM
• Internacional: especificaciones de producto EN, JIS, GB en muchas cadenas de suministro
• Clasificación: Aleación a base de níquel (familia níquel-cromo-molibdeno-niobio)

Nota: Ambas aleaciones son a base de níquel (no de carbono, aleación, acero para herramientas, acero inoxidable ni HSLA); se especifican comúnmente mediante números UNS y están cubiertas por las especificaciones de productos ASTM/ASME para aleaciones de níquel.

2. Composición química y estrategia de aleación

La siguiente tabla resume los rangos de composición típicos para los elementos clave en cada aleación (los rangos son representativos de las especificaciones comerciales y formas de producto comunes; consulte la especificación ASTM/UNS aplicable para conocer los rangos permitidos exactos).

Elemento	Inconel 600 (rango típico, % en peso)	Inconel 625 (rango típico, % en peso)
do	≤ 0,15	≤ 0,10
Minnesota	≤ 1.0	≤ 0,50
Si	≤ 0,50	≤ 0,50
PAG	≤ 0,015	≤ 0,015
S	≤ 0,015	≤ 0,015
Cr	14.0–17.0	20.0–23.0
Ni	Saldo (~72)	Saldo (~58)
Mes	—	8.0–10.0
V	—	Rastro/ninguno
Nb (y Ta)	—	3,15–4,15 (Nb+Ta)
Ti	≤ 0,40 (traza)	≤ 0,40
B	—	≤ 0,010
norte	≤ 0,10 (traza)	≤ 0,05

Cómo afecta la aleación al rendimiento - Níquel (Ni): Proporciona la resistencia a la corrosión base, la tenacidad y la estabilidad de la matriz a temperaturas elevadas. - Cromo (Cr): Contribuye a la resistencia a la oxidación y a la corrosión en general mediante la formación de películas de óxido protectoras. - Molibdeno (Mo) y niobio (Nb): Presentes en 625 para mejorar la resistencia a la corrosión por grietas y picaduras y para proporcionar fortalecimiento por solución sólida y precipitación; el Nb estabiliza los carburos y forma fases ricas en niobio que fortalecen bajo ciertos tratamientos térmicos. - Carbono, Mn, Si, P, S: Se mantienen bajos para minimizar la fragilización y controlar la soldabilidad y el comportamiento ante la corrosión. En general, el 600 enfatiza un equilibrio Ni–Cr–Fe más simple para la oxidación y la resistencia general a la corrosión, mientras que el 625 utiliza Mo y Nb adicionales para lograr una mayor resistencia y resistencia a la corrosión localizada.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• Inconel 600:
• Microestructura típica: Matriz de níquel austenítico monofásico con red cúbica centrada en las caras (FCC); puede contener pequeñas cantidades de precipitados de carburo (tipos MC) a mayor contenido de carbono o después de exposiciones prolongadas.

• Respuesta al tratamiento térmico: Generalmente se suministra recocido; no responde al endurecimiento convencional por temple y revenido, ya que es una aleación de níquel austenítica. Los recocidos a alta temperatura se utilizan para aliviar tensiones; la exposición prolongada a ciertos rangos de temperatura puede promover la precipitación de carburos y el agotamiento de cromo en los límites de grano, lo que puede influir en la susceptibilidad a la corrosión intergranular.

• Inconel 625:

• Microestructura típica: Principalmente una matriz FCC reforzada por solución sólida; la aleación está diseñada para mantener este refuerzo en condiciones estándar de tratamiento térmico. Bajo ciertas exposiciones térmicas (p. ej., a 700–900 °C durante un tiempo prolongado), pueden formarse fases secundarias como precipitados ricos en Nb (fases γ″ o tipo δ) y carburos, que aumentan la resistencia, pero pueden afectar la ductilidad y la resistencia a la corrosión si no se controlan.
• Respuesta al tratamiento térmico: Generalmente se suministra con tratamiento térmico de solución (estabilizado) y puede endurecerse ligeramente con el tiempo mediante tratamientos térmicos controlados que producen precipitados finos. No se endurece con los métodos convencionales de temple y revenido, pero su resistencia puede aumentar debido a la precipitación de fases ricas en niobio.

El procesamiento termomecánico (forjado, trabajo en frío) refina la estructura del grano en ambas aleaciones, mejorando su tenacidad. Sin embargo, el trabajo en frío puede aumentar la susceptibilidad a la corrosión localizada en ambientes clorados, a menos que se realice un alivio de tensiones adecuado después de la soldadura o el conformado.

4. Propiedades mecánicas

La siguiente tabla proporciona un análisis comparativo cualitativo del rendimiento en condiciones comunes del producto (recocido/tratado térmicamente). Los valores exactos dependen de la forma del producto, el tratamiento térmico y la temperatura de uso.

Propiedad	Inconel 600 (comportamiento típico)	Inconel 625 (comportamiento típico)
Resistencia a la tracción	Moderado — bueno a temperaturas elevadas	Mayor — mejorado por la solución sólida y los precipitados de Mo/Nb
límite elástico	Moderado	Mayor (significativamente mayor en condiciones de tratamiento con solución o envejecimiento)
Alargamiento (ductilidad)	Buena ductilidad en estado recocido	Buena ductilidad, pero puede reducirse si se fortalece por la precipitación.
Tenacidad al impacto	Buen comportamiento en un amplio rango de temperaturas; conserva su resistencia a altas temperaturas.	Buena tenacidad; generalmente comparable o ligeramente inferior a temperatura ambiente cuando es más fuerte.
Dureza	Moderado (relativamente blando en estado recocido)	Mayor dureza (aumento de la dureza debido a la aleación y la posible precipitación).

Explicación El Inconel 625 está diseñado para ofrecer mayor resistencia estática y a la fluencia que el Inconel 600, gracias a los efectos combinados del molibdeno (Mo) y el niobio (Nb). En consecuencia, el 625 suele presentar mayor resistencia a la tracción y al límite elástico, especialmente a temperaturas de servicio y en componentes sometidos a estabilización o envejecimiento. El Inconel 600, si bien es resistente y estable a altas temperaturas, tiene una resistencia comparativamente menor, pero suele ser más dúctil y fácil de conformar.

5. Soldabilidad

Ambas aleaciones se consideran soldables con los procedimientos adecuados, pero existen diferencias:

• Inconel 600:
• Su bajo contenido en carbono y la ausencia de elementos formadores de carburos fuertes hacen que, en general, sea soldable con metales de aporte convencionales de aleación de níquel. No tiende a endurecerse en la zona afectada por el calor como los aceros al carbono.

• Debido a que el Inconel 600 es austenítico monofásico, presenta pocos problemas de templabilidad por carbono; la susceptibilidad al agrietamiento en caliente es moderada y puede controlarse con las prácticas establecidas.

• Inconel 625:

• También se suelda fácilmente; sin embargo, una mayor resistencia y la aleación (Mo, Nb) aumentan el potencial de agrietamiento por envejecimiento por deformación y la necesidad de procedimientos de soldadura controlados y coincidencia de material de relleno.
• En ocasiones, se utiliza un tratamiento térmico posterior a la soldadura para aliviar las tensiones residuales en secciones más gruesas.

Índices de soldabilidad (interpretación cualitativa) - Las fórmulas de equivalente de carbono y Pcm del IIW ayudan a predecir el riesgo de fisuración por hidrógeno/templado en aceros; si bien están adaptadas a los aceros, ilustran el tipo de análisis utilizado para la soldabilidad:

$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

• Interpretación: Para las aleaciones de níquel, la aplicación directa de estas fórmulas es limitada, pero la presencia de Nb y Mo en la aleación 625 aumenta los términos del numerador, lo que se traduce en una mayor templabilidad. Esto implica que se requiere mayor atención al aporte térmico de la soldadura, la selección del material de aporte y los tratamientos previos y posteriores a la soldadura. En general, ambas aleaciones se sueldan bien cuando se utilizan procedimientos adecuados y metales de aporte compatibles.

6. Corrosión y protección de superficies

• Comportamiento ante la corrosión:
• Inconel 600: Buena resistencia a la oxidación y a muchos ambientes corrosivos; destaca en atmósferas oxidantes a altas temperaturas y resiste la corrosión general en diversos medios. Es menos resistente que el 625 a ambientes agresivos que contienen cloruros o que son reductores, los cuales favorecen la corrosión por picaduras, la corrosión por hendiduras o el agrietamiento por corrosión bajo tensión.
• Inconel 625: Resistencia superior a la corrosión localizada (picaduras y grietas) y a una variedad de ácidos reductores y ambientes que contienen cloruros debido al Mo y al Nb; a menudo es la opción preferida cuando la resistencia a las grietas y picaduras es crítica (por ejemplo, sistemas de agua de mar, procesamiento químico).
• Índices de acero inoxidable:
• El PREN (Número Equivalente de Resistencia a la Picadura) se aplica normalmente a los aceros inoxidables y se calcula como:

$$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$

• El índice PREN no se suele utilizar para aleaciones de níquel como Inconel 600/625; sin embargo, la fórmula ilustra el papel fundamental del Mo y el N en la resistencia a la corrosión por picaduras. En las aleaciones de níquel, la composición absoluta (Cr, Mo, Ni, Nb) y la estabilidad de la película pasiva en un entorno determinado condicionan el rendimiento.
• Protección de la superficie:
• Los sistemas de galvanizado y pintura estándar se utilizan raramente en aleaciones de níquel que se utilizan en entornos corrosivos a altas temperaturas; los tratamientos superficiales se centran en el acabado mecánico, la pasivación y los recubrimientos adecuados cuando sea necesario. En aplicaciones no críticas, se puede recurrir a la pintura o al revestimiento sobre sustratos menos costosos.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Maquinabilidad:
• Ambas aleaciones se consideran difíciles de mecanizar en comparación con los aceros al carbono. El Inconel 625 generalmente presenta mayor endurecimiento por deformación y es más resistente, lo que dificulta su mecanizado (requiere velocidades más lentas, mayor rigidez y herramientas robustas). El Inconel 600 es algo más fácil de mecanizar, pero aun así requiere herramientas de carburo y parámetros conservadores.
• Formabilidad:
• El Inconel 600 es relativamente dúctil en estado recocido y se puede conformar fácilmente en numerosas operaciones de laminación. El Inconel 625, si bien es conformable, requiere mayor fuerza y ​​puede recuperar su forma original con mayor facilidad debido a su mayor límite elástico.
• Acabado superficial y pulido:
• Ambos materiales admiten acabados superficiales de alta calidad y pueden someterse a electropulido o pulido mecánico para mejorar su resistencia a la corrosión durante su vida útil. El rectificado y el acabado deben tener en cuenta el endurecimiento por deformación en el acero 625.

8. Aplicaciones típicas

Inconel 600	Inconel 625
Elementos calefactores, componentes de hornos y tubos de protección de termopares (resistencia a la oxidación a alta temperatura)	Componentes de procesos químicos (intercambiadores de calor, tuberías) con medios clorados, sistemas de agua de mar y componentes resistentes a la corrosión en alta mar
Generadores de vapor, camisas de combustión y pernos de alta temperatura donde la resistencia a la oxidación es importante	Componentes de turbinas de gas, hardware para cohetes y la industria aeroespacial donde se requiere una alta relación resistencia-peso y resistencia a la corrosión
Equipos de laboratorio y de procesamiento de alimentos donde se acepta una resistencia general a la corrosión a un costo moderado	Bridas, elementos de fijación y materiales de relleno para soldadura en entornos agresivos o propensos a grietas que requieren alta resistencia

Justificación de la selección - Elija Inconel 600 cuando la resistencia a la oxidación, la estabilidad térmica y el costo sean prioridades y el entorno operativo no exija una resistencia extrema a la corrosión localizada. - Elija Inconel 625 cuando una mayor resistencia estática o cíclica y la resistencia a la corrosión por picaduras/grietas/tensión en ambientes clorurados o reductores sean requisitos primordiales, lo que justifica el mayor costo de la aleación.

9. Costo y disponibilidad

• Coste relativo: El Inconel 625 suele ser más caro que el Inconel 600 debido a su mayor contenido de Mo y Nb y al coste de aleación asociado. El precio varía según los mercados mundiales de materias primas (Mo, Nb, Ni).
• Disponibilidad por formato: Ambas aleaciones están ampliamente disponibles en tuberías, tubos, placas, láminas, barras, alambres y consumibles de soldadura. El Inconel 625 tiene una amplia disponibilidad en formatos pesados ​​y de ingeniería debido a la demanda en la industria aeroespacial y el procesamiento químico; el Inconel 600 sigue siendo común para componentes de alta temperatura en general.
• Plazos de entrega: Las formas especiales, las piezas forjadas de gran tamaño o las entregas con tratamiento térmico especial aumentarán los plazos de entrega para ambas aleaciones; la aleación 625 a veces tiene plazos de entrega más largos para piezas forjadas de gran tamaño y alta integridad o formas forjadas a medida.

10. Resumen y recomendación

Tabla resumen (comparación relativa)

Métrico	Inconel 600	Inconel 625
Soldabilidad	Bien — sencillo con rellenos de níquel estándar	Bueno — requiere procedimientos controlados para secciones más gruesas
Resistencia-Tenacidad	Resistencia moderada, excelente tenacidad a altas temperaturas.	Mayor resistencia, muy buena tenacidad; posible reducción de la ductilidad si se fortalece por precipitación.
Resistencia a la corrosión (general)	Excelente oxidación y corrosión general	Resistencia superior a picaduras/grietas y cloruros
Costo	Menor (relativamente)	Mayor (relativamente)

Recomendaciones finales - Elija Inconel 600 si: - La aplicación requiere una buena resistencia a la oxidación a altas temperaturas y una resistencia general a la corrosión a un menor coste de aleación. - La sencillez de fabricación y la ductilidad de conformado son importantes. - Los entornos de servicio no son agresivos en cuanto a la formación de picaduras o grietas (por ejemplo, cloruros limitados).

• Elija Inconel 625 si:
• La aplicación exige una mayor resistencia estática o a la fluencia, o una resistencia superior a la corrosión por picaduras, la corrosión por hendiduras y el agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruros.
• El componente funcionará en entornos químicos agresivos (agua de mar, ácidos reductores) o bajo cargas mecánicas severas, donde la relación resistencia-peso y la resistencia a la corrosión a largo plazo justifican el costo adicional.
• Las construcciones soldadas requieren un material de relleno de alta resistencia y resistencia a la corrosión localizada en las juntas.

Nota de cierre La elección entre Inconel 600 e Inconel 625 depende de la aplicación: se debe evaluar el entorno (cloruros, agentes reductores, temperatura), la carga mecánica, las limitaciones de fabricación y el coste total del ciclo de vida. Para sistemas críticos, confirme la elección mediante ensayos de materiales en condiciones de servicio representativas y consulte las normas aplicables y a los proveedores de materiales para obtener información precisa sobre la composición y las propiedades mecánicas del producto seleccionado.