Inconel 625 vs Hastelloy C276 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente escolhem entre Inconel 625 e Hastelloy C-276 quando um projeto requer uma liga de níquel de alto desempenho e resistente à corrosão. A decisão geralmente equilibra resistência à corrosão (incluindo resistência a picotamento, corrosão em fendas e ataque químico) contra resistência, soldabilidade, disponibilidade e custo. Em ambientes de serviço que variam de processamento químico a marinho e aeroespacial, o dilema de seleção é frequentemente “máxima resistência à corrosão vs. desempenho mecânico e fabricabilidade ótimos.”

A principal distinção metalúrgica entre essas duas ligas é sua estratégia de liga: uma enfatiza o fortalecimento por solução sólida à base de níquel com adições de nióbio (Inconel 625), enquanto a outra enfatiza um maior teor de molibdênio e tungstênio para estender a resistência à corrosão em ambientes químicos agressivos (Hastelloy C-276). Como essa diferença impulsiona muitos comportamentos a montante (propriedades mecânicas, desempenho à corrosão, características de fabricação), as duas ligas são comumente comparadas para componentes de serviço severo.

1. Normas e Designações

As principais normas e designações comuns para cada liga incluem especificações da indústria e números UNS:

• Inconel 625
• UNS: N06625
• ASTM/ASME comuns: ASTM B443 (para produtos laminados), ASTM B443/B444 para chapa/placa/strip/fundidos; referências do código de caldeiras e vasos de pressão ASME conforme aplicável.
• Equivalentes EN/JIS/GB: Nenhum número de norma EN 1:1 direto; frequentemente referenciado em fichas técnicas de fornecedores.

• Categoria: Liga à base de níquel (comumente tratada como uma liga de alto desempenho em vez de um aço inoxidável).

• Hastelloy C-276

• UNS: N10276
• ASTM/ASME comuns: ASTM B622 (para formas e tubos forjados resistentes à corrosão), ASTM B619/B626 para outras formas de produto.
• Equivalentes EN/JIS/GB: Assim como muitas ligas de Ni proprietárias, os números EN diretos são limitados; usados conforme especificação do material.
• Categoria: Liga à base de níquel resistente à corrosão (frequentemente agrupada com ligas de corrosão de alto desempenho).

Ambas são ligas à base de níquel em vez de aços carbono, aços inoxidáveis, aços para ferramentas ou graus HSLA.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Abaixo está uma visão compacta das faixas de composição típicas. Os valores são faixas típicas representativas (wt%) encontradas em fichas técnicas de fornecedores e normas; sempre verifique a certificação específica do moinho para compras.

Elemento	Inconel 625 (wt% típico)	Hastelloy C-276 (wt% típico)
C	≤ 0.10	≤ 0.02
Mn	≤ 0.50	≤ 0.50
Si	≤ 0.50	≤ 0.08
P	≤ 0.015	≤ 0.03
S	≤ 0.015	≤ 0.02
Cr	20–23	15.5–17.5
Ni	Equilíbrio (~58)	Equilíbrio (~57)
Mo	8–10	15–17
V	—	—
Nb (+Ta)	3.0–4.2	≤ 0.5
Ti	≤ 0.40	≤ 0.2
B	≤ 0.006	≤ 0.01
N	≤ 0.05	≤ 0.05
W	—	3.5–4.5
Fe	≤ 5	~4–7

Como a liga afeta o comportamento - O níquel (Ni) é a matriz base que fornece ductilidade e resistência a muitos meios corrosivos. - O cromo (Cr) fornece capacidade geral de oxidação e passivação. - O molibdênio (Mo) e o tungstênio (W) melhoram dramaticamente a resistência à corrosão localizada (picotamento, fenda) e resistência a ácidos redutores; maior teor de Mo+W em C-276 oferece resistência superior em muitos ambientes químicos agressivos. - O nióbio (Nb) e o tântalo (Ta) em Inconel 625 contribuem para um forte fortalecimento por solução sólida e estabilização contra certos precipitados, melhorando a resistência à tração em altas temperaturas e resistência ao fluência. - O baixo carbono em C-276 minimiza a precipitação de carbonetos e o ataque intergranular em condições soldadas ou sensibilizadas.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura (como fabricado e após processamento térmico típico) - Ambas as ligas são essencialmente soluções sólidas à base de níquel de fase única na condição recozida. Elas não dependem da transformação martensítica como os aços; em vez disso, suas propriedades vêm do fortalecimento por solução sólida e, para Inconel 625, do agrupamento/precipitação controlada de fases ricas em Nb se envelhecidas. - Inconel 625: matriz de Ni predominantemente cúbica de face centrada (FCC) com Cr, Mo e Nb em solução sólida. Sob certas condições de envelhecimento/exposição térmica, pequenos precipitados ricos em Nb (γ″/δ-like) ou carbonetos podem se formar se expostos a altas temperaturas por longos períodos; no entanto, N06625 é formulado para resistir à precipitação de fases prejudiciais e normalmente é usado na condição recozida. - Hastelloy C-276: matriz de Ni FCC com maior Mo e W em solução. É altamente resistente à precipitação intermetálica e formação de carbonetos quando usado na condição recozida padrão; no entanto, a exposição prolongada a altas temperaturas ainda pode causar fases de contorno de grão em extremos.

Resposta ao tratamento térmico e rotas de processamento típicas - Nenhuma das ligas se beneficia de ciclos convencionais de resfriamento e têmpera como os aços. O recozimento por solução (por exemplo, aquecimento a uma temperatura de homogeneização especificada e resfriamento rápido) é usado para dissolver quaisquer precipitados e restaurar a resistência à corrosão após a fabricação/soldagem. - O processamento termo-mecânico (trabalho a quente) controla o tamanho do grão e influencia a tenacidade; ambas as ligas respondem ao trabalho a quente controlado seguido de recozimento. - A normalização não é aplicável no sentido do aço. Para ligas de Ni endurecíveis por precipitação, um envelhecimento especializado é usado; Inconel 625 não é primariamente uma liga endurecível por precipitação, mas pode mostrar algum fortalecimento relacionado à idade — normalmente é fornecido na forma recozida para melhor resistência à corrosão.

4. Propriedades Mecânicas

Comportamento mecânico típico à temperatura ambiente (condição recozida). Forneça isso como faixas qualitativas/típicas — confirme os certificados do moinho para o projeto.

Propriedade	Inconel 625 (recozido, típico)	Hastelloy C-276 (recozido, típico)
Resistência à tração (UTS)	Moderada a alta (comumente na faixa superior de MPa para ligas de Ni)	Moderada (geralmente em ordem semelhante, mas frequentemente ligeiramente inferior a 625)
Resistência ao escoamento (0,2% offset)	Relativamente alta para uma liga de corrosão (solução sólida + Nb)	Inferior a 625 na condição recozida
Alongamento (%)	Boa ductilidade (tipicamente alto alongamento)	Ductilidade boa a excelente
Tenacidade ao impacto	Boa tenacidade em ambiente; mantém ductilidade	Boa tenacidade e ductilidade; sensível a defeitos de fabricação
Dureza	Moderada (macia em relação a aços endurecidos)	Moderada

Interpretação - Inconel 625 comumente exibe maior resistência ao escoamento/tração em relação ao Hastelloy C-276 porque sua liga (particularmente Nb/Ta e o design de solução sólida) enfatiza a resistência enquanto retém o desempenho à corrosão. - Hastelloy C-276 enfatiza a máxima resistência à corrosão (Mo + W) e, portanto, tende a ser ligeiramente menos forte na condição recozida, mas ainda ductil e resistente para operações de fabricação típicas.

5. Soldabilidade

A soldabilidade é excelente para ambas as ligas em comparação com muitos aços inoxidáveis, mas existem distinções importantes.

Fatores: - O baixo carbono em C-276 reduz a precipitação de carbonetos e o risco de corrosão intergranular na HAZ da solda. - Inconel 625 é renomado por sua excelente soldabilidade, necessidade mínima de tratamento térmico pós-solda e robustez contra trincas de solda devido ao seu alto teor de níquel e fortalecimento por solução sólida.

Índices de soldabilidade úteis (uso qualitativo) - A fórmula do equivalente de carbono para aços (exemplo) pode ser usada para estimar a endurecibilidade: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Um parâmetro mais abrangente: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação (qualitativa) - Essas fórmulas são adaptadas para aços e não são diretamente quantitativas para ligas de Ni, mas ilustram que elementos como Nb e Mo aumentam a métrica para suscetibilidade a trincas induzidas por solda ou endurecimento em aços. Para ligas de Ni, o alto teor de Ni e a baixa endurecibilidade inerente significam que ambas as ligas são altamente tolerantes na soldagem. - Melhor prática: use metais de enchimento correspondentes, controle a entrada de calor e siga as recomendações do fornecedor. Inconel 625 normalmente pode ser soldado sem recozimento pós-solda; C-276 também solda bem, mas a atenção à seleção de enchimento e à evitação de contaminação é importante.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Para aços não inoxidáveis, a proteção de superfície, como galvanização, pintura ou revestimento, é padrão; para ligas à base de Ni, a resistência à corrosão intrínseca é o ponto de projeto e os revestimentos de superfície são menos comumente usados, a menos que por razões de custo ou estéticas.
• PREN (Número Equivalente de Resistência ao Picotamento) é usado principalmente para aços inoxidáveis: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ Este índice não é diretamente aplicável a ligas à base de níquel; use-o apenas como uma métrica de comparação para aço inoxidável.

Comportamento à corrosão - Hastelloy C-276 oferece resistência superior à corrosão localizada (picotamento, corrosão em fendas) e à corrosão geral em ambientes ácidos redutores e contendo cloretos devido ao seu maior teor de Mo e W. C-276 é frequentemente especificado para ambientes químicos mistos oxidantes/reduzentes, cloro úmido e ácidos orgânicos agressivos. - Inconel 625 oferece excelente resistência a uma ampla gama de meios corrosivos, incluindo água do mar, ácido fluorídrico em certas concentrações e muitos outros meios industriais. Seu compromisso de fortes propriedades mecânicas com muito boa resistência à corrosão o torna uma liga de Ni popular para uso geral. - Em aplicações onde o acoplamento galvânico é importante, considere as diferenças de potencial eletroquímico; ligas de Ni são mais nobres que aços e podem acelerar a corrosão de metais menos nobres se acoplados sem isolamento.

7. Fabricação, Maquinabilidade e Formabilidade

• Maquinabilidade: Ambas as ligas são mais difíceis de usinar do que aços carbono e aços inoxidáveis. Elas são endurecíveis por trabalho e geram alta temperatura; as recomendações de ferramentas incluem configurações rígidas, ferramentas de carboneto afiadas, alimentação controlada e alto fluxo de refrigerante. Inconel 625 é considerado desafiador, mas gerenciável; C-276 frequentemente é usinado de forma semelhante ou ligeiramente pior devido ao alto teor de Mo/W.
• Formabilidade: Ambas têm boa ductilidade para conformação e dobra quando recozidas. A conformação a quente é comum para seções pesadas. O retorno elástico pode ser mais pronunciado do que em aços mais macios.
• Acabamento de superfície e moagem requerem abrasivos e resfriamento apropriados; ambas as ligas respondem bem ao polimento eletrolítico para superfícies críticas à corrosão.

8. Aplicações Típicas

Inconel 625 – Usos Típicos	Hastelloy C-276 – Usos Típicos
Componentes aeroespaciais (estruturas de motores, peças de pós-combustão) e invólucros de motores de foguete onde resistência + resistência à corrosão são necessárias	Equipamentos de processo químico manipulando corrosivos mistos, recuperação de ácidos, sistemas de cloração
Componentes marinhos: sistemas de água do mar, tubulações e flanges	Scrubbers de dessulfurização de gases de combustão, controle de poluição, reatores químicos com ácidos redutores
Trocadores de calor e vasos de pressão expostos a altas temperaturas e atmosferas corrosivas	Tratamento de resíduos, equipamentos de processo eletroquímico, correntes corrosivas de papel/pulpa
Fixadores, molas e fabricados soldados de alta tensão que se beneficiam de alta resistência e soldabilidade	Revestimentos de tanques, válvulas e conexões para processamento químico agressivo

Racional de seleção - Escolha Inconel 625 onde carga mecânica, temperatura e facilidade de fabricação (soldabilidade) são críticas, enquanto ainda exige ampla resistência à corrosão. - Escolha Hastelloy C-276 quando o principal fator for resistência à corrosão a cloretos, oxidantes/reduzentes mistos ou ambientes químicos altamente ácidos/reduzentes.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo: Hastelloy C-276 geralmente custa mais do que Inconel 625 por quilograma devido ao maior teor de Mo e W e ao custo material associado. Os preços de mercado variam com os preços das commodities elementares (Mo, W, Ni).
• Disponibilidade: Inconel 625 é produzido em uma ampla gama de formas de produtos (barra, placa, tubo, construções soldadas) e está altamente disponível em todo o mundo. Hastelloy C-276 está amplamente disponível, mas pode ser oferecido em menos formas padrão de moinho e em algumas regiões pode ter prazos de entrega mais longos para pedidos grandes ou especializados.
• Dica de compra: especifique o número UNS, a forma do produto e o relatório de teste do moinho (MTR) necessário para evitar confusão de substituição; a variação de preço pode ser substancial dependendo do mercado para Mo e Ni.

10. Resumo e Recomendação

Critério	Inconel 625	Hastelloy C-276
Soldabilidade	Excelente; tolerante; PWHT mínimo normalmente requerido	Excelente; requer enchimento correspondente e cuidado para evitar contaminação
Resistência–Tenacidade	Maior resistência ao escoamento/tração na condição recozida; tenacidade muito boa	Boa tenacidade; geralmente resistência um pouco inferior na condição recozida
Custo	Mais baixo (relativo) e mais amplamente estocado	Custo mais alto devido a Mo/W; às vezes prazo de entrega mais longo

Recomendação - Escolha Inconel 625 se você precisar de uma combinação robusta de alta resistência, excelente soldabilidade e muito boa resistência à corrosão em um amplo conjunto de ambientes — típico para montagens de alta tensão, temperatura elevada ou soldadas onde a facilidade de fabricação e o desempenho mecânico são prioridades. - Escolha Hastelloy C-276 se o ambiente de serviço for dominado por ataque químico altamente agressivo (cloretos, agentes oxidantes e redutores mistos, ácidos orgânicos) e a máxima resistência à corrosão for o requisito dominante, mesmo a um custo material mais alto e potenciais restrições de fabricação.

Nota final de compra: sempre confirme o lote/heat específico da liga com relatórios de teste do moinho, verifique a forma do produto e o estado do tratamento térmico exigidos e considere a análise de custo ao longo da vida útil (custo inicial do material vs. manutenção/reparo e vida útil) ao selecionar entre essas duas ligas de níquel de alto desempenho.