Inconel 718 vs Inconel X750 – Composición, tratamiento térmico, propiedades y aplicaciones

Introducción

Inconel 718 e Inconel X-750 son dos de las aleaciones de níquel-cromo reforzadas por precipitación más utilizadas en aplicaciones aeroespaciales, de generación de energía e industriales de alta temperatura. Los ingenieros y los equipos de compras suelen elegir entre ellas al diseñar componentes donde se debe lograr un equilibrio entre resistencia a altas temperaturas, facilidad de fabricación, resistencia a la corrosión y costo. Algunos contextos típicos de decisión incluyen: la selección de un material para componentes de alta temperatura (donde la resistencia sostenida a altas temperaturas y la resistencia a la fluencia son cruciales), la elección de un material para resortes o sujetadores (donde la respuesta al tratamiento térmico y la vida a la fatiga son críticas) o la selección de una aleación soldable para reparación y ensamblaje.

La principal diferencia técnica radica en cómo cada aleación alcanza y conserva su resistencia a altas temperaturas. Esta diferencia determina la selección de piezas que deben operar bajo tensión sostenida a alta temperatura, e influye en las diferencias en la composición química de las aleaciones, las prácticas de tratamiento térmico y el comportamiento en servicio. Dado que ambas son aleaciones de níquel endurecibles por envejecimiento y presentan una resistencia a la corrosión similar, la comparación suele centrarse en el rendimiento mecánico a altas temperaturas, los rangos de tratamiento térmico y las limitaciones de fabricación.

1. Normas y designaciones

• Inconel 718: UNS N07718 (designación común); ampliamente especificado en documentos de fabricación aeroespacial e industrial (AM/MS/AMS) y en especificaciones de producto para barras, forjados, placas y flejes. Aparece en numerosas especificaciones de producto ASTM/ASME para aleaciones de base níquel utilizadas en piezas estructurales y a presión.
• Inconel X‑750: UNS N07750 (designación común); históricamente especificado por documentos AMS aeroespaciales y por especificaciones industriales para resortes, sujetadores y herrajes de alta temperatura.
• Equivalencia y normas regionales: Estas superaleaciones de base níquel se especifican con mayor frecuencia mediante las normas de producto UNS y AMS/ASTM, en lugar de equivalentes directos uno a uno según las normas EN, JIS o GB. Los usuarios suelen indicar los números UNS/AMS en los planos de ingeniería y la documentación de adquisición.
• Clasificación: Ambos son aleaciones de níquel-cromo (aleaciones endurecibles por precipitación), no aceros inoxidables, aceros para herramientas, aceros al carbono ni materiales HSLA.

2. Composición química y estrategia de aleación

Elemento	Función típica y nivel relativo (718 vs X-750)
C (carbono)	Ambos tienen bajo contenido de carbono (de trazas a bajo) para limitar la formación de carburos que podrían fragilizar los límites de grano; el X-750 a menudo se controla estrictamente para el rendimiento del resorte.
Mn (manganeso)	Bajo en ambos; se utiliza solo en cantidades mínimas para la desoxidación.
Si (silicio)	Bajo en ambos; desoxidante, mantenido en bajo para mantener la resistencia a la corrosión.
P (fósforo)	Se mantuvieron muy bajos en ambos casos para evitar la fragilidad.
S (azufre)	Muy bajo en ambos aspectos; se evitan los sulfuros para preservar la ductilidad a altas temperaturas.
Cr (cromo)	Moderado en ambos aspectos (proporciona resistencia a la oxidación y a la corrosión); los niveles son en general similares, aunque las formulaciones difieren.
Ni (níquel)	Elemento base en ambos (mayoría de la aleación).
Mo (molibdeno)	Presente en 718 en niveles significativos para mejorar el fortalecimiento de la solución sólida y la corrosión/fluencia a alta temperatura; menor en X-750.
V (vanadio)	Menor o mínima; no supone un refuerzo importante en ninguno de los dos casos.
Nb (niobio) / Ta	Significativamente más alto en 718 (esencial para el fortalecimiento de la precipitación $\gamma''$); de bajo a moderado en X‑750.
Ti (titanio)	Presente en ambos para formar $\gamma'$ y otros precipitados; X-750 depende más de $\gamma'$ (Ni3(Al,Ti)) para su resistencia.
B (boro)	A veces se utilizan aditivos traza para mejorar la resistencia a la fluencia y a la rotura, así como la resistencia de los límites de grano; presentes en cantidades controladas en ppm.
N (nitrógeno)	Generalmente muy bajo; no es un elemento de refuerzo previsto en el diseño de estas aleaciones.

Cómo se relaciona la química con las propiedades: El Inconel 718 utiliza una combinación de Nb (niobio), Mo, Ti y Al para producir una fuerte precipitación de la fase γ'' (Ni₃Nb), además de precipitados de la fase γ'. Esta fase γ'' proporciona una alta resistencia a la tracción y a la fluencia, especialmente a temperaturas intermedias elevadas. - El Inconel X-750 se basa principalmente en la precipitación de $\gamma'$ (Ni3(Al,Ti)) para el endurecimiento por envejecimiento; sus contenidos de Nb y Mo son mucho más bajos, por lo que su espectro de precipitación, estabilidad y retención a altas temperaturas difieren del 718. - El cromo proporciona resistencia a la oxidación y a la corrosión a ambas aleaciones; el níquel es el elemento de la matriz que preserva la tenacidad y la estabilidad a altas temperaturas.

3. Microestructura y respuesta al tratamiento térmico

• Microestructura típica del Inconel 718: matriz de níquel cúbica centrada en las caras (FCC) con precipitados finos y coherentes de γ'' (Ni₃Nb) como fase de refuerzo principal y γ' (Ni₃(Al,Ti)) como coprecipitado. Pueden formarse carburos y fases minoritarias según el historial térmico y el control de la composición.
• Microestructura típica del Inconel X-750: matriz de níquel FCC reforzada predominantemente por precipitados $\gamma'$ y carburos estables; la cinética de precipitación, la morfología de las partículas y la fracción de volumen difieren apreciablemente de 718.

Comportamiento ante el tratamiento térmico: Inconel 718: El tratamiento de solubilización seguido de un envejecimiento controlado produce precipitados γ''. La aleación tolera bastante bien diversos tratamientos térmicos de fabricación y suele suministrarse con tratamiento de solubilización y endurecimiento por envejecimiento. El envejecimiento excesivo o los ciclos térmicos inadecuados pueden aumentar el tamaño de los precipitados γ'' y reducir su resistencia. - Inconel X-750: Requiere un tratamiento térmico preciso y ciclos de envejecimiento para obtener la distribución gamma deseada. Es sensible a fases de fragilización (como la precipitación en los límites de grano) si se enfría o envejece incorrectamente; algunas calidades se suministran en condiciones deformadas en frío y envejecidas para aplicaciones de resortes.

Efectos del procesamiento: - El procesamiento termomecánico (forjado, trabajo en frío) refina el tamaño del grano y afecta la cinética de precipitación en ambas aleaciones; el trabajo en frío antes del envejecimiento generalmente aumenta la resistencia a la fluencia después del envejecimiento, pero puede reducir la ductilidad. - La exposición prolongada a altas temperaturas puede causar engrosamiento de fase (reduciendo la resistencia) y, en algunas condiciones, promover precipitados en los límites de grano que reducen la ductilidad y la vida útil a la rotura por tensión; esto depende de la aleación y la temperatura, y es fundamental para las decisiones de selección.

4. Propiedades mecánicas

Propiedad	Inconel 718 (relativo)	Inconel X-750 (relativo)
Resistencia a la tracción	Mayor en la etapa de máxima madurez debido al fortalecimiento de $\gamma''$	Moderado; alto con el paso del tiempo, pero generalmente inferior a 718 para rangos de temperatura comparables.
Fuerza de fluencia	Mayor a temperatura ambiente y a temperaturas intermedias elevadas (ventaja 718)	Inferior a 718 en muchas condiciones de tratamiento térmico
Alargamiento (ductilidad)	Buena ductilidad para una superaleación de alta resistencia; el envejecimiento reduce la elongación.	Buena ductilidad en condiciones adecuadas, pero puede ser menor si está demasiado envejecida o sometida a un tratamiento térmico inadecuado.
resistencia al impacto	En general es bueno, pero depende del tratamiento térmico y del estado de los límites de grano; el 718 suele tener una mejor tenacidad retenida a temperaturas elevadas.	Puede ser adecuado, pero tiende a disminuir más rápidamente con una exposición térmica agresiva.
Dureza	Mayor dureza alcanzable tras el envejecimiento máximo para 718	Alto tras el envejecimiento, pero normalmente inferior al pico de edad 718

Explicación: El Inconel 718 alcanza límites elásticos y resistencias a la tracción superiores a los del X-750 en muchas condiciones de envejecimiento comunes, debido a que los precipitados γ'' dificultan considerablemente el movimiento de las dislocaciones. Esto convierte al 718 en la opción preferida cuando se prevén cargas sostenidas elevadas a temperaturas altas. - El X-750 funciona de manera confiable como material para resortes y sujetadores y se elige para aplicaciones donde se requiere una buena resistencia a la fatiga y relajación a altas temperaturas, pero donde no es necesaria la mayor resistencia estática absoluta a temperaturas elevadas.

5. Soldabilidad

Las consideraciones sobre la soldabilidad de las aleaciones de níquel reforzadas por precipitación dependen de la química base, la templabilidad y el tratamiento térmico posterior a la soldadura requerido.

Índices útiles de soldabilidad: - Equivalente de carbono (IIW) para aceros (solo como referencia): $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Fórmula Pcm utilizada frecuentemente para evaluar la susceptibilidad al agrietamiento en aceros: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretación para estas aleaciones de níquel: Estas fórmulas basadas en acero no son directamente aplicables cuantitativamente a las superaleaciones de base níquel, pero los factores cualitativos siguen siendo importantes: niveles más altos de elementos propensos a la segregación (Nb, Ti) y la presencia de carburos o fases frágiles en los límites de grano aumentan la susceptibilidad al agrietamiento de la soldadura y a la pérdida de propiedades después de la soldadura. Inconel 718: Generalmente se considera soldable con metales de aporte y procedimientos adecuados. La soldadura suele requerir el control del aporte térmico, las temperaturas de precalentamiento/entre pasadas en algunos casos, y un tratamiento de solubilización y envejecimiento posterior a la soldadura para recuperar el endurecimiento por precipitación. Dado que la fase de endurecimiento primaria del 718 (γ'') puede restaurarse mediante el procesamiento posterior a la soldadura, las estructuras soldadas pueden recuperar gran parte de sus propiedades mecánicas. Inconel X-750: Su soldadura resulta más compleja en muchas aplicaciones. El X-750 es más susceptible a la fragilización por calor en la zona afectada térmicamente (ZAT) y al agrietamiento por corrosión bajo tensión en soldaduras enfriadas incorrectamente o envejecidas. Para componentes críticos, la soldadura suele requerir un control de proceso meticuloso y tratamientos térmicos posteriores; en algunas aplicaciones de resortes, se evita la soldadura o se realiza únicamente siguiendo procedimientos estrictos.

Notas prácticas: - Para ambas aleaciones, los conjuntos soldados que estarán expuestos a temperaturas de servicio elevadas deben calificarse mediante pruebas: de tracción, de fluencia y de rotura por tensión después del ciclo térmico completo utilizado para el servicio. - Cuando la soldadura de reparación sea inevitable, siga las directrices del fabricante o del OEM y utilice metales de aporte y tratamientos térmicos posteriores a la soldadura adecuados para cada aleación.

6. Corrosión y protección de superficies

• Ni el Inconel 718 ni el X-750 son aceros inoxidables; son superaleaciones a base de níquel con buena resistencia general a la corrosión y oxidación debido a sus altos niveles de níquel/cromo.
• Para índices de corrosión localizada como el PREN, la métrica está diseñada para aceros inoxidables y no se suele utilizar para superaleaciones de base níquel. Para referencia: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3\times \text{Mo} + 16\times \text{N}$$ Este índice no es aplicable como herramienta de diseño para Inconel 718/X-750 porque su comportamiento ante la corrosión está regido por la matriz general de níquel, el cromo, los estabilizadores de aleación y la estructura de precipitación, en lugar de solo las contribuciones de Cr/Mo/N utilizadas en los aceros inoxidables.
• Protección superficial: Cuando sea necesario, ambas aleaciones pueden recubrirse o pintarse. Para la protección contra la oxidación a altas temperaturas en entornos energéticos o aeroespaciales, se aplican protecciones industriales comunes (recubrimientos cerámicos, recubrimientos de difusión de aluminuro, recubrimientos de barrera térmica o recubrimientos metálicos pulverizados).
• Consideraciones sobre la resistencia a la corrosión: El acero 718 generalmente presenta una excelente resistencia a muchos ambientes corrosivos y a la oxidación a temperaturas intermedias elevadas. El acero X-750 también resiste la oxidación y la corrosión, pero el diseñador debe considerar la corrosión por hendidura, la corrosión bajo tensión por cloruros y los fenómenos dependientes del servicio; la selección del material debe validarse mediante pruebas ambientales de servicio.

7. Fabricación, maquinabilidad y conformabilidad

• Mecanizado: Ambas aleaciones son más difíciles de mecanizar que los aceros comunes. El Inconel 718 es conocido por su endurecimiento por deformación y el rápido desgaste de las herramientas si no se optimizan los avances, las velocidades y el utillaje. El X-750 también es difícil de mecanizar, especialmente en condiciones de envejecimiento o deformación en frío. El uso de herramientas de carburo o cerámica, configuraciones rígidas y una profundidad de corte conservadora es práctica habitual.
• Conformado: Ambas aleaciones son conformables en estado de solubilización, pero requieren fuerzas mayores que los aceros. El trabajo en frío previo al envejecimiento puede aumentar la resistencia, pero reduce la ductilidad; por lo tanto, el conformado se realiza generalmente en estado de solubilización, seguido de un ciclo de envejecimiento controlado.
• Acabado: El rectificado y el pulido son habituales para obtener las dimensiones finales y el acabado superficial; para piezas complejas se pueden utilizar métodos de fresado químico o electroquímico.
• Sensibilidad al tratamiento térmico: Dado que las propiedades mecánicas finales dependen de ciclos térmicos precisos, las secuencias de fabricación que introducen calentamiento local (soldadura, doblado con altas temperaturas localizadas) deben planificarse de manera que la pieza pueda recibir posteriormente los tratamientos de solución y envejecimiento necesarios.

8. Aplicaciones típicas

Inconel 718 — Usos típicos	Inconel X-750 — Usos típicos
Componentes de motores de turbina (discos, ejes, espaciadores), elementos de fijación, piezas estructurales que requieren alta resistencia a la tracción y al límite elástico a temperaturas elevadas.	Muelles y retenedores para altas temperaturas, muelles para motores de aeronaves e industriales, elementos de fijación donde se requiere resistencia a la relajación
Válvulas y accesorios de alta temperatura, componentes estructurales aeroespaciales, rotores y carcasas de motores de turbina de gas.	Componentes que requieren una buena vida útil a la fatiga y resistencia a la relajación de tensiones a temperaturas elevadas pero moderadas.
Aplicaciones criogénicas (el 718 conserva su tenacidad a bajas temperaturas a la vez que ofrece una alta resistencia).	Muelles y componentes pequeños donde la carga cíclica a temperatura elevada es el factor determinante principal.

Justificación de la selección: - Elija Inconel 718 para cargas estáticas más elevadas a temperaturas elevadas, para piezas en las que se puede aplicar un tratamiento térmico posterior a la soldadura para restaurar el refuerzo y cuando sea necesario un mejor rendimiento a la fluencia y a la tracción. - Elija Inconel X-750 cuando el comportamiento elástico, la resistencia a la relajación de tensiones y el rendimiento comprobado a la fatiga en aplicaciones de resortes de alta temperatura sean las principales preocupaciones, y donde la resistencia estática máxima sea menos crítica que la relajación y la estabilidad cíclica.

9. Costo y disponibilidad

• Costo: El Inconel 718 se especifica ampliamente y está disponible en diversas presentaciones (barras, forjados, placas, alambre, polvo) y suele tener un precio superior al de los aceros comunes. En comparación con el X-750, el costo del material del 718 puede ser similar o ligeramente superior, dependiendo de los precios de mercado del niobio y el molibdeno, y del proceso de fabricación (forjado/envejecido frente a trabajado en frío/envejecido).
• Disponibilidad: Ambas aleaciones son comunes en los sectores aeroespacial y energético, y cuentan con una amplia red de proveedores. El Inconel 718 es una de las superaleaciones de níquel más comunes en stock, lo que suele mejorar los plazos de entrega y la disponibilidad. El X-750 está ampliamente disponible, sobre todo en presentaciones para muelles y elementos de fijación.
• Formas de producto: 718 tiende a estar más ampliamente disponible en formas forjadas grandes y formas estructurales; X‑750 está fácilmente disponible en formas de alambre, barra y resorte terminado.

10. Resumen y recomendación

Criterio	Inconel 718	Inconel X-750
Soldabilidad	Con el procedimiento adecuado y un tratamiento térmico posterior a la soldadura, funciona bien; tolera mejor la restauración mediante el envejecimiento.	Mayor sensibilidad a la fragilización de la ZAT; la soldadura requiere controles estrictos y tratamiento posterior a la soldadura.
Resistencia y tenacidad a temperaturas elevadas	Mayor resistencia residual a temperaturas intermedias y elevadas; mejor resistencia estática y a la fluencia.	Buena resistencia a la fatiga y a la relajación en los muelles; menor resistencia estática en condiciones comparables.
Costo y disponibilidad	Ampliamente disponible; su precio suele ser competitivo para su rendimiento.	Ampliamente disponible para muelles/sujetadores; el coste puede ser ligeramente inferior dependiendo de la forma y el mercado.

Recomendaciones finales: - Elija Inconel 718 si necesita la mayor combinación de resistencia a la tracción y límite elástico que se mantenga a temperaturas intermedias a elevadas, requiere una mejor capacidad de carga estática o necesita una aleación que responda bien a la restauración después de la soldadura mediante envejecimiento posterior a la soldadura. - Elija Inconel X‑750 si el requisito principal es el rendimiento de resortes a altas temperaturas, la resistencia a la relajación de tensiones o un comportamiento a la fatiga comprobado en aplicaciones cíclicas donde el requisito de resistencia estática máxima es menor y donde el trabajo en frío más los procesos de envejecimiento son parte de la ruta de fabricación.

Nota final: Ambas aleaciones requieren una especificación precisa del tratamiento térmico, el estado de la superficie y el proceso de fabricación para lograr las propiedades esperadas en servicio. Para componentes críticos, consulte siempre las tablas de tratamiento térmico del fabricante, valide los procedimientos de soldadura y califique las piezas mediante pruebas representativas para el entorno de temperatura y tensión previsto.