Inconel 600 vs Inconel 625 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Inconel 600 e Inconel 625 são duas ligas à base de níquel amplamente utilizadas em aplicações de engenharia de alto desempenho. Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de fabricação comumente ponderam resistência à corrosão, resistência mecânica, soldabilidade e custo ao escolher entre elas. Os contextos típicos de decisão incluem serviço em alta temperatura versus ambientes de corrosão agressiva, restrições de usinagem e fabricação, e a economia de adições de liga.

A principal diferença entre essas ligas é a estratégia de liga: Inconel 600 é uma liga de ferro níquel-cromo otimizada para resistência à oxidação e moderada resistência à corrosão com boa estabilidade em alta temperatura, enquanto Inconel 625 é uma liga de níquel-cromo-molibdênio-nióbio projetada para maior resistência e superior resistência à corrosão localizada e por frestas. Devido a essas abordagens de liga diferentes, as duas classes são frequentemente comparadas quando os projetistas devem equilibrar resistência e resistência à corrosão localizada contra custo e facilidade de fabricação.

1. Normas e Designações

• Inconel 600
• UNS comum: N06600
• Normas típicas: ASTM B127/B163 (barra/haste), ASTM B168 (tubo), ASTM B564 (forjados), equivalentes ASME/ASTM
• Internacional: EN (frequentemente listada em catálogos de ligas de níquel), equivalentes JIS/GB em algumas formas de produto

• Classificação: Liga à base de níquel (família níquel-cromo-ferro)

• Inconel 625

• UNS comum: N06625
• Normas típicas: ASTM B443/B444 (chapas/placas), ASTM B443/B444 (fitas), ASTM B446 (barra), equivalentes ASME/ASTM
• Internacional: Especificações de produtos EN, JIS, GB em muitas cadeias de suprimento
• Classificação: Liga à base de níquel (família níquel-cromo-molibdênio-nióbio)

Nota: Ambas as ligas são à base de níquel (não carbono, liga, aço ferramenta, aço inoxidável ou HSLA); elas são comumente especificadas por números UNS e cobertas por especificações de produtos ASTM/ASME para ligas de níquel.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A tabela a seguir resume as faixas composicionais típicas para elementos-chave em cada liga (as faixas são representativas de especificações comerciais comuns e formas de produto; consulte a especificação ASTM/UNS aplicável para faixas permitidas exatas).

Elemento	Inconel 600 (faixa típica, % em peso)	Inconel 625 (faixa típica, % em peso)
C	≤ 0.15	≤ 0.10
Mn	≤ 1.0	≤ 0.50
Si	≤ 0.50	≤ 0.50
P	≤ 0.015	≤ 0.015
S	≤ 0.015	≤ 0.015
Cr	14.0–17.0	20.0–23.0
Ni	Equilíbrio (~72)	Equilíbrio (~58)
Mo	—	8.0–10.0
V	—	Traço/nenhum
Nb (e Ta)	—	3.15–4.15 (Nb+Ta)
Ti	≤ 0.40 (traço)	≤ 0.40
B	—	≤ 0.010
N	≤ 0.10 (traço)	≤ 0.05

Como a liga afeta o desempenho - Níquel (Ni): Fornece a resistência à corrosão base, tenacidade e estabilidade da matriz em temperaturas elevadas. - Cromo (Cr): Contribui para a resistência à oxidação e à corrosão geral através da formação de filmes de óxido protetores. - Molibdênio (Mo) e Nióbio (Nb): Presentes em 625 para melhorar a resistência à corrosão por frestas e por picotamento e para fornecer endurecimento por solução sólida e precipitação; Nb estabiliza carbonetos e forma fases ricas em nióbio que aumentam a resistência sob certos tratamentos térmicos. - Carbono, Mn, Si, P, S: Mantidos baixos para minimizar a fragilização e controlar a soldabilidade e o comportamento de corrosão. No geral, 600 enfatiza um equilíbrio mais simples de Ni–Cr–Fe para resistência à oxidação e à corrosão geral, enquanto 625 utiliza Mo e Nb adicionais para alcançar maior resistência e resistência à corrosão localizada.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

• Inconel 600:
• Microestrutura típica: Matriz de níquel austenítico de fase única com rede cúbica de face centrada (FCC); pode conter pequenas quantidades de precipitados de carboneto (tipos MC) em maior teor de carbono ou após longas exposições.

• Resposta ao tratamento térmico: Geralmente fornecido recozido; não responde ao endurecimento convencional por têmpera e revenimento, uma vez que é uma liga de níquel austenítica. Recozimentos em alta temperatura são usados para aliviar tensões; exposição prolongada a certas faixas de temperatura pode promover a precipitação de carbonetos e a depleção de cromo nas fronteiras de grão, o que pode influenciar a suscetibilidade à corrosão intergranular.

• Inconel 625:

• Microestrutura típica: Principalmente uma matriz FCC endurecida por solução sólida; a liga é projetada para permanecer endurecida por solução sólida na condição padrão tratada por solução. Sob certas exposições térmicas (por exemplo, prolongadas a 700–900 °C), fases secundárias como precipitados ricos em Nb (fases semelhantes a γ″ ou δ) e carbonetos podem se formar, o que aumenta a resistência, mas pode afetar a ductilidade e a resistência à corrosão se não controladas.
• Resposta ao tratamento térmico: Tipicamente fornecido tratado por solução (estabilizado) e pode ser modestamente endurecido por envelhecimento através de tratamentos térmicos controlados que produzem precipitados finos. Não é endurecido por métodos convencionais de têmpera e revenimento, mas pode ver aumentos de resistência pela precipitação de fases ricas em Nb.

Processamento termo-mecânico (forjados, trabalho a frio) refina a estrutura do grão em ambas as ligas, melhorando a tenacidade. No entanto, o trabalho a frio pode aumentar a suscetibilidade à corrosão localizada em ambientes de cloreto, a menos que seguido por alívio de tensões pós-solda ou pós-formação apropriados.

4. Propriedades Mecânicas

A tabela a seguir fornece desempenho comparativo qualitativo em condições comuns de produto (recozido/tratado por solução). Os valores exatos dependem da forma do produto, tratamento térmico e temperatura de uso.

Propriedade	Inconel 600 (comportamento típico)	Inconel 625 (comportamento típico)
Resistência à tração	Moderada — boa em temperatura elevada	Maior — aprimorada por solução sólida de Mo/Nb e precipitados
Resistência ao escoamento	Moderada	Maior (significativamente maior em condições tratadas por solução ou envelhecidas)
Alongamento (ductilidade)	Boa ductilidade na condição recozida	Boa ductilidade, mas pode ser reduzida se endurecida por precipitação
Tenacidade ao impacto	Boa em ampla faixa de temperatura; mantém tenacidade em alta T	Boa tenacidade; geralmente comparável ou ligeiramente inferior em T ambiente quando mais forte
Dureza	Moderada (relativamente macia na condição recozida)	Maior (dureza aumentada devido à liga e possível precipitação)

Explicação - Inconel 625 é projetado para maior resistência estática e à fluência do que Inconel 600 devido aos efeitos combinados de Mo e Nb. Consequentemente, 625 geralmente apresenta maiores resistências à tração e ao escoamento, particularmente em temperaturas de serviço e em componentes que recebem estabilização ou envelhecimento. Inconel 600, embora resistente e estável em altas temperaturas, é comparativamente mais baixo em resistência, mas muitas vezes mais dúctil e mais fácil de formar.

5. Soldabilidade

Ambas as ligas são consideradas soldáveis com procedimentos apropriados, mas existem diferenças:

• Inconel 600:
• Baixo teor de carbono e falta de formadores de carboneto fortes tornam-na geralmente soldável com metais de enchimento de liga de níquel convencionais. Não é propensa a endurecimento na ZTA como os aços carbono.

• Como Inconel 600 é austenítica de fase única, tem baixa preocupação com a endurecibilidade devido ao carbono; a suscetibilidade a trincas a quente é moderada e pode ser gerenciada com práticas estabelecidas.

• Inconel 625:

• Também facilmente soldável; no entanto, maior resistência e ligações (Mo, Nb) aumentam o potencial para trincas por envelhecimento sob tensão e a necessidade de procedimentos de solda controlados e correspondência de enchimento.
• O tratamento térmico pós-solda é às vezes usado para aliviar tensões residuais em seções mais espessas.

Índices de soldabilidade (interpretação qualitativa) - As fórmulas de equivalente de carbono IIW e Pcm ajudam a prever o risco de trincas/hardenabilidade por hidrogênio em aços; enquanto são adaptadas para aços, ilustram o tipo de análise usada para soldabilidade:

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

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

• Interpretação: Para ligas de níquel, a aplicação direta dessas fórmulas é limitada, mas a presença de Nb e Mo em 625 aumenta os termos do numerador análogos a uma maior endurecibilidade — o que significa que mais atenção ao calor de solda, seleção de enchimento e tratamentos pré/pós-solda é justificada. No geral, ambas as ligas soldam bem quando usando procedimentos qualificados e metais de enchimento correspondentes.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Comportamento de corrosão:
• Inconel 600: Boa resistência à oxidação e a muitos ambientes corrosivos; se destaca em atmosferas oxidantes de alta temperatura e resiste à corrosão geral em muitos meios. É menos resistente que 625 a ambientes agressivos contendo cloreto ou redutores que promovem picotamento, corrosão por frestas ou trincas por corrosão sob tensão.
• Inconel 625: Superior resistência à corrosão localizada (picotamento e frestas) e a uma variedade de ácidos redutores e ambientes contendo cloreto devido ao Mo e Nb; frequentemente a escolha preferida onde a resistência a frestas e picotamento é crítica (por exemplo, sistemas de água do mar, processamento químico).
• Índices de inoxidabilidade:
• PREN (Número Equivalente de Resistência ao Picotamento) é tipicamente aplicado a aços inoxidáveis e é calculado como:

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

• PREN não é geralmente usado para ligas à base de níquel como Inconel 600/625; no entanto, a fórmula ilustra o forte papel de Mo e N na resistência ao picotamento. Para ligas de níquel, a composição absoluta (Cr, Mo, Ni, Nb) e a estabilidade do filme passivo em um determinado ambiente determinam o desempenho.
• Proteção de superfície:
• Galvanização e sistemas de pintura padrão raramente são usados em ligas de níquel em serviço corrosivo de alta temperatura; os tratamentos de superfície se concentram em acabamento mecânico, passivação e revestimentos apropriados quando necessário. Em aplicações não críticas, pintura ou revestimento em substratos menos caros podem ser usados.

7. Fabricação, Usinabilidade e Formabilidade

• Usinabilidade:
• Ambas as ligas são consideradas difíceis de usinar em comparação com aços carbono. Inconel 625 é geralmente mais endurecível e mais forte, tornando-a mais desafiadora para usinar (requer velocidades mais lentas, maior rigidez e ferramentas robustas). Inconel 600 é um pouco mais fácil, mas ainda requer ferramentas de carboneto e parâmetros conservadores.
• Formabilidade:
• Inconel 600 é relativamente dúctil na condição recozida e pode ser formado facilmente em muitas operações de chapa/placa. Inconel 625, embora formável, requer mais força e pode retornar mais devido à maior resistência ao escoamento.
• Acabamento de superfície e polimento:
• Ambas aceitam acabamentos de superfície de alta qualidade e podem ser eletropolidas ou polidas mecanicamente para melhorar a resistência à corrosão em serviço. O desbaste e o acabamento devem levar em conta o endurecimento por trabalho em 625.

8. Aplicações Típicas

Inconel 600	Inconel 625
Elementos de aquecimento, componentes de forno e tubos de proteção de termopares (resistência à oxidação em alta temperatura)	Componentes de processos químicos (trocadores de calor, tubulações) com meios contendo cloreto, sistemas de água do mar e componentes resistentes à corrosão offshore
Geradores de vapor, revestimentos de combustão e fixações de alta temperatura onde a resistência à oxidação é importante	Componentes de turbinas a gás, hardware de foguetes e aeroespacial onde alta relação resistência-peso e resistência à corrosão são necessárias
Equipamentos de laboratório e processamento de alimentos onde resistência geral à corrosão a um custo moderado é aceitável	Flanges, fixadores e materiais de enchimento para ambientes agressivos ou propensos a frestas que exigem alta resistência

Racional de seleção - Escolha Inconel 600 quando resistência à oxidação, estabilidade térmica e custo forem prioridades e o ambiente de operação não exigir resistência extrema à corrosão localizada. - Escolha Inconel 625 quando maior resistência estática ou cíclica e resistência a picotamento/frestas/corrosão sob tensão em ambientes contendo cloreto ou redutores forem requisitos primários, justificando o custo mais alto da liga.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: Inconel 625 é geralmente mais caro que Inconel 600 devido ao maior teor de Mo e Nb e ao custo de liga associado. Os preços variam com os mercados globais de matérias-primas (Mo, Nb, Ni).
• Disponibilidade por forma de produto: Ambas as ligas estão amplamente disponíveis em tubos, tubulações, placas, chapas, barras, fios e consumíveis de soldagem. Inconel 625 tem ampla disponibilidade em formas pesadas e projetadas devido à demanda na indústria aeroespacial e de processamento químico; Inconel 600 continua comum para hardware geral de alta temperatura.
• Prazo de entrega: Formas especiais, forjados grandes ou entregas de tratamento térmico exótico aumentarão os prazos de entrega para ambas as ligas; 625 às vezes tem prazos de entrega mais longos para forjados grandes de alta integridade ou formas forjadas personalizadas.

10. Resumo e Recomendação

Tabela resumo (comparação relativa)

Métrica	Inconel 600	Inconel 625
Soldabilidade	Boa — direta com enchimentos de Ni padrão	Boa — requer procedimentos controlados para seções mais espessas
Resistência–Tenacidade	Resistência moderada, excelente tenacidade em alta T	Maior resistência, muito boa tenacidade; possível redução de ductilidade se endurecida por precipitação
Resistência à corrosão (geral)	Excelente resistência à oxidação e corrosão geral	Superior resistência a picotamento/frestas e cloreto
Custo	Mais baixo (relativo)	Mais alto (relativo)

Recomendações finais - Escolha Inconel 600 se: - A aplicação exigir boa resistência à oxidação em alta temperatura e resistência geral à corrosão a um custo de liga mais baixo. - A simplicidade de fabricação e a ductilidade de formação forem importantes. - Os ambientes de serviço não forem agressivamente propensos a picotamento ou frestas (por exemplo, cloretos limitados).

• Escolha Inconel 625 se:
• A aplicação exigir maior resistência estática ou à fluência, ou resistência superior a picotamento, corrosão por frestas e trincas por corrosão sob tensão induzidas por cloreto.
• O componente operará em ambientes químicos agressivos (água do mar, ácidos redutores) ou sob cargas mecânicas severas onde a relação resistência-peso e a resistência à corrosão a longo prazo justificam o custo adicional.
• Construções soldadas exigem um enchimento de alta resistência e resistência à corrosão localizada nas juntas.

Nota de fechamento A escolha entre Inconel 600 e Inconel 625 é específica para a aplicação: avalie o ambiente (cloretos, espécies redutoras, temperatura), carga mecânica, restrições de fabricação e custo total do ciclo de vida. Para sistemas críticos, confirme as escolhas com testes de materiais em condições de serviço representativas e consulte normas aplicáveis e fornecedores de materiais para composições exatas e dados de propriedades mecânicas para a forma de produto selecionada.