Inconel 625 frente a Hastelloy C276: Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Los ingenieros, gerentes de compras y planificadores de producción suelen elegir entre Inconel 625 y Hastelloy C-276 cuando un diseño requiere una aleación de níquel de alto rendimiento y resistente a la corrosión. La decisión generalmente implica un equilibrio entre la resistencia a la corrosión (incluida la resistencia a la corrosión por picaduras, la corrosión por hendiduras y el ataque químico) y la resistencia mecánica, la soldabilidad, la disponibilidad y el costo. En entornos de servicio que abarcan desde el procesamiento químico hasta la industria naval y aeroespacial, el dilema de selección suele ser: «máxima resistencia a la corrosión frente a un rendimiento mecánico y una facilidad de fabricación óptimos».

La principal diferencia metalúrgica entre estas dos aleaciones radica en su estrategia de aleación: una prioriza el fortalecimiento por solución sólida a base de níquel con adiciones de niobio (Inconel 625), mientras que la otra prioriza un mayor contenido de molibdeno y tungsteno para extender la resistencia a la corrosión en entornos químicos agresivos (Hastelloy C-276). Debido a que esta diferencia influye en muchos aspectos posteriores (propiedades mecánicas, comportamiento ante la corrosión, características de fabricación), ambas aleaciones se comparan habitualmente para componentes sometidos a condiciones de servicio extremas.

1. Normas y designaciones

Las principales normas y designaciones comunes para cada aleación incluyen especificaciones de la industria y números UNS:

• Inconel 625
• UNS: N06625
• Normas comunes ASTM/ASME: ASTM B443 (para productos forjados), ASTM B443/B444 para láminas/placas/tiras/forjados; referencias de códigos ASME para calderas y recipientes a presión, según corresponda.
• Equivalentes EN/JIS/GB: No existe un número de estándar EN directo 1:1; a menudo se hace referencia cruzada en las hojas de datos de los proveedores.

• Categoría: Aleación a base de níquel (generalmente considerada como una aleación de alto rendimiento en lugar de un acero inoxidable).

• Hastelloy C-276

• UNS: N10276
• Normas comunes ASTM/ASME: ASTM B622 (para perfiles y tubos forjados resistentes a la corrosión), ASTM B619/B626 para otras formas de productos.
• Equivalentes EN/JIS/GB: Al igual que con muchas aleaciones de Ni patentadas, los números EN directos son limitados; se utilizan según la especificación del material.
• Categoría: Aleación resistente a la corrosión a base de níquel (a menudo agrupada con aleaciones anticorrosivas de alto rendimiento).

Ambas son aleaciones a base de níquel, en lugar de aceros al carbono, aceros inoxidables, aceros para herramientas o grados HSLA.

2. Composición química y estrategia de aleación

A continuación se muestra un resumen de los rangos de composición típicos. Los valores son rangos típicos representativos (en % peso) que se encuentran en las fichas técnicas y normas de los proveedores; verifique siempre la certificación específica del fabricante antes de la compra.

Elemento	Inconel 625 (peso típico %)	Hastelloy C-276 (peso típico %)
do	≤ 0,10	≤ 0,02
Minnesota	≤ 0,50	≤ 0,50
Si	≤ 0,50	≤ 0,08
PAG	≤ 0,015	≤ 0,03
S	≤ 0,015	≤ 0,02
Cr	20–23	15,5–17,5
Ni	Saldo (~58)	Saldo (~57)
Mes	8–10	15–17
V	—	—
Nb (+Ta)	3.0–4.2	≤ 0.5
Ti	≤ 0,40	≤ 0.2
B	≤ 0,006	≤ 0,01
norte	≤ 0,05	≤ 0,05
W	—	3,5–4,5
Fe	≤ 5	~4–7

Cómo afecta la aleación al comportamiento - El níquel (Ni) es la matriz base que proporciona ductilidad y resistencia a muchos medios corrosivos. - El cromo (Cr) proporciona capacidad general de oxidación y pasivación. - El molibdeno (Mo) y el tungsteno (W) mejoran drásticamente la resistencia a la corrosión localizada (picaduras, grietas) y la resistencia a los ácidos reductores; un mayor contenido de Mo+W en C-276 proporciona una resistencia superior en muchos entornos químicos agresivos. - El niobio (Nb) y el tantalio (Ta) en Inconel 625 contribuyen a un fuerte fortalecimiento por solución sólida y a la estabilización contra ciertos precipitados, mejorando la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la fluencia. - El bajo contenido de carbono en C-276 minimiza la precipitación de carburos y el ataque intergranular en condiciones soldadas o sensibilizadas.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

Microestructura (tal como se fabricó y después del procesamiento térmico típico) Ambas aleaciones son esencialmente soluciones sólidas monofásicas a base de níquel en estado recocido. No dependen de la transformación martensítica como los aceros; en cambio, sus propiedades provienen del fortalecimiento por solución sólida y, en el caso del Inconel 625, de la aglomeración/precipitación controlada de fases ricas en Nb durante el envejecimiento. Inconel 625: matriz de Ni predominantemente cúbica centrada en las caras (FCC) con Cr, Mo y Nb en solución sólida. Bajo ciertas condiciones de envejecimiento o exposición térmica, pueden formarse pequeñas fases ricas en Nb (tipo γ″/δ) o carburos si se expone a altas temperaturas durante periodos prolongados; sin embargo, el N06625 está formulado para resistir la precipitación de fases perjudiciales y normalmente se utiliza en estado recocido. - Hastelloy C-276: Matriz de Ni FCC con mayor contenido de Mo y W en solución. Presenta alta resistencia a la precipitación de compuestos intermetálicos y a la formación de carburos cuando se utiliza en condiciones de recocido estándar; sin embargo, la exposición prolongada a altas temperaturas puede provocar la aparición de fases en los límites de grano en casos extremos.

Respuesta al tratamiento térmico y rutas de procesamiento típicas Ninguna de las dos aleaciones se beneficia de los ciclos convencionales de temple y revenido como los aceros. El recocido de solubilización (por ejemplo, calentamiento a una temperatura de homogeneización específica y enfriamiento rápido) se utiliza para disolver cualquier precipitado y restaurar la resistencia a la corrosión después de la fabricación/soldadura. - El procesamiento termomecánico (trabajo en caliente) controla el tamaño del grano e influye en la tenacidad; ambas aleaciones responden al trabajo en caliente controlado seguido de recocido. La normalización no es aplicable al acero. Para las aleaciones de níquel endurecibles por precipitación, se utiliza un envejecimiento especializado; el Inconel 625 no es principalmente una aleación endurecible por precipitación, pero puede presentar cierto fortalecimiento con el tiempo; normalmente se suministra recocido para una mejor resistencia a la corrosión.

4. Propiedades mecánicas

Comportamiento mecánico típico a temperatura ambiente (estado recocido). Indique estos valores como rangos cualitativos/típicos; confirme los certificados de fábrica para el diseño.

Propiedad	Inconel 625 (recocido, típico)	Hastelloy C-276 (recocido, típico)
Resistencia a la tracción (UTS)	De moderado a alto (generalmente en el rango superior de MPa para las aleaciones de Ni)	Moderado (generalmente de orden similar pero a menudo ligeramente inferior a 625)
Límite elástico (0,2% de deformación)	Relativamente alto para una aleación anticorrosiva (solución sólida + Nb)	Inferior a 625 en estado recocido
Alargamiento (%)	Buena ductilidad (elongación típicamente alta)	Ductilidad de buena a excelente
resistencia al impacto	Buena tenacidad a temperatura ambiente; conserva la ductilidad	Buena tenacidad y ductilidad; sensible a defectos de fabricación
Dureza	Moderado (blando en comparación con los aceros endurecidos)	Moderado

Interpretación - El Inconel 625 suele presentar una mayor resistencia a la tracción/límite elástico en comparación con el Hastelloy C-276 porque su aleación (en particular Nb/Ta y el diseño de solución sólida) enfatiza la resistencia al tiempo que mantiene el rendimiento frente a la corrosión. - El Hastelloy C-276 enfatiza la máxima resistencia a la corrosión (Mo + W) y, por lo tanto, tiende a ser ligeramente menos resistente en la condición recocida, pero sigue siendo dúctil y tenaz para las operaciones de fabricación típicas.

5. Soldabilidad

La soldabilidad es excelente para ambas aleaciones en comparación con muchos aceros inoxidables, pero existen diferencias importantes.

Factores: - El bajo contenido de carbono en el C-276 reduce la precipitación de carburos y el riesgo de corrosión intergranular en la ZAT de la soldadura. - El Inconel 625 es reconocido por su excelente soldabilidad, la mínima necesidad de tratamiento térmico posterior a la soldadura y su robustez contra el agrietamiento de la soldadura debido a su alto contenido de níquel y al fortalecimiento por solución sólida.

Índices útiles de soldabilidad (uso cualitativo) - La fórmula de equivalencia de carbono para aceros (ejemplo) puede utilizarse para estimar la templabilidad: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Un parámetro más completo: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación (cualitativa) Estas fórmulas están adaptadas a los aceros y no son directamente cuantitativas para las aleaciones de níquel, pero ilustran que elementos como el niobio y el molibdeno aumentan la susceptibilidad al agrietamiento o endurecimiento inducido por la soldadura en los aceros. En el caso de las aleaciones de níquel, su alto contenido en níquel y su baja templabilidad intrínseca hacen que ambas aleaciones sean muy tolerantes a la soldadura. Buenas prácticas: utilice metales de aporte compatibles, controle el aporte térmico y siga las recomendaciones del proveedor. El Inconel 625 generalmente se puede soldar sin recocido posterior a la soldadura; el C-276 también se suelda bien, pero es importante prestar atención a la selección del metal de aporte y evitar la contaminación.

6. Corrosión y protección de superficies

• Para los aceros que no son inoxidables, la protección superficial, como la galvanización, la pintura o el chapado, es estándar; para las aleaciones a base de níquel, la resistencia intrínseca a la corrosión es el punto de diseño y los recubrimientos superficiales se utilizan con menos frecuencia, a menos que sea por razones de costo o estéticas.
• El PREN (Número Equivalente de Resistencia a la Picadura) se utiliza principalmente para aceros inoxidables: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Este índice no es directamente aplicable a las aleaciones a base de níquel; utilícelo únicamente como métrica de comparación para el acero inoxidable.

comportamiento ante la corrosión El Hastelloy C-276 ofrece una resistencia superior a la corrosión localizada (picaduras, corrosión por hendiduras) y a la corrosión general en ambientes ácidos reductores y clorados, gracias a su mayor contenido de Mo y W. El C-276 se suele especificar para ambientes químicos con agentes oxidantes/reductores mixtos, cloro húmedo y ácidos orgánicos agresivos. El Inconel 625 ofrece una excelente resistencia a una amplia gama de medios corrosivos, incluyendo agua de mar, ácido fluorhídrico en ciertas concentraciones y muchos otros medios industriales. Su equilibrio entre fuertes propiedades mecánicas y muy buena resistencia a la corrosión lo convierte en una aleación de níquel de uso general muy popular. - En aplicaciones donde el acoplamiento galvánico es importante, considere las diferencias de potencial electroquímico; las aleaciones de Ni son más nobles que los aceros y pueden acelerar la corrosión de metales menos nobles si se acoplan sin aislamiento.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Maquinabilidad: Ambas aleaciones son más difíciles de mecanizar que los aceros al carbono y los aceros inoxidables. Se endurecen por deformación y generan altas temperaturas; se recomienda el uso de herramientas rígidas, herramientas de carburo afiladas, avances controlados y un alto flujo de refrigerante. El Inconel 625 se considera difícil de mecanizar, pero manejable; el C-276 suele mecanizarse de forma similar o ligeramente peor debido a su alto contenido de Mo/W.
• Conformabilidad: Ambos aceros presentan buena ductilidad para el conformado y el doblado tras el recocido. El conformado en caliente es común para perfiles gruesos. La recuperación elástica puede ser más pronunciada que en aceros más blandos.
• El acabado y rectificado de superficies requieren abrasivos y refrigeración adecuados; ambas aleaciones responden bien al pulido electrolítico para superficies críticas ante la corrosión.

8. Aplicaciones típicas

Inconel 625 – Usos típicos	Hastelloy C-276 – Usos típicos
Componentes aeroespaciales (estructuras de motores, piezas de postcombustión) y carcasas de motores de cohetes donde se requiere resistencia y resistencia a la corrosión	Equipos para procesos químicos que manejan corrosivos mixtos, recuperación de ácidos, sistemas de cloración
Componentes marinos: sistemas de agua de mar, tuberías y bridas	Depuradores de gases de combustión para la desulfuración, control de la contaminación, reactores químicos con ácidos reductores
Intercambiadores de calor y recipientes a presión expuestos a altas temperaturas y atmósferas corrosivas	Tratamiento de residuos, equipos de procesos electroquímicos, corrientes corrosivas de papel/pulpa
Elementos de fijación, muelles y estructuras soldadas de alta tensión que se benefician de una alta resistencia y soldabilidad.	Revestimientos de tanques, válvulas y accesorios para procesamiento químico agresivo

Justificación de la selección - Elija Inconel 625 cuando la carga mecánica, la temperatura y la facilidad de fabricación (soldabilidad) sean críticas, al tiempo que se exige una amplia resistencia a la corrosión. - Elija Hastelloy C-276 cuando el factor principal sea la resistencia a la corrosión por cloruros, oxidantes/reductores mixtos o entornos químicos altamente ácidos/reductores.

9. Costo y disponibilidad

• Costo: El Hastelloy C-276 suele ser más caro que el Inconel 625 por kilogramo debido a su mayor contenido de Mo y W y al costo del material asociado. Los precios de mercado varían según los precios de los elementos básicos (Mo, W, Ni).
• Disponibilidad: El Inconel 625 se produce en una amplia gama de formatos (barras, placas, tubos, estructuras soldadas) y tiene una gran disponibilidad a nivel mundial. El Hastelloy C-276 también está ampliamente disponible, pero puede ofrecerse en menos formatos estándar y, en algunas regiones, los plazos de entrega para pedidos grandes o especializados pueden ser más largos.
• Consejo de compras: especifique el número UNS, la forma del producto y el informe de prueba de fábrica (MTR) requerido para evitar confusiones por sustituciones; la variación de precios puede ser sustancial dependiendo del mercado de Mo y Ni.

10. Resumen y recomendación

Criterio	Inconel 625	Hastelloy C-276
Soldabilidad	Excelente; tolerante; normalmente requiere un mínimo de tratamiento térmico posterior a la soldadura.	Excelente; requiere un relleno adecuado y cuidado para evitar la contaminación.
Resistencia-Tenacidad	Mayor límite elástico/resistencia a la tracción en estado recocido; muy buena tenacidad.	Buena tenacidad; generalmente, resistencia algo menor en estado recocido.
Costo	Menor (relativamente) y con mayor disponibilidad de existencias	Mayor coste debido a Mo/W; a veces plazo de entrega más largo

Recomendación - Elija Inconel 625 si necesita una combinación robusta de alta resistencia, excelente soldabilidad y muy buena resistencia a la corrosión en una amplia gama de entornos, típicos de conjuntos soldados o sometidos a altas tensiones y temperaturas, donde la facilidad de fabricación y el rendimiento mecánico son prioritarios. - Elija Hastelloy C-276 si el entorno de servicio está dominado por ataques químicos altamente agresivos (cloruros, agentes oxidantes y reductores mixtos, ácidos orgánicos) y la máxima resistencia a la corrosión es el requisito dominante, incluso a un mayor costo del material y posibles limitaciones de fabricación.

Nota final de adquisición: siempre confirme el lote/colada de aleación específica con los informes de prueba de fábrica, verifique la forma del producto requerida y el estado del tratamiento térmico, y considere el análisis del costo de por vida (costo inicial del material frente a mantenimiento/reparación y vida útil) al seleccionar entre estas dos aleaciones de níquel de alto rendimiento.