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Inconel 718

Tiene buenas propiedades integrales en el rango de temperatura de -253 a 700 °C. Su límite elástico por debajo de 650 °C ocupa el primer lugar entre las superaleaciones deformadas. También posee buena resistencia a la fatiga, resistencia a la radiación, resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión y buen rendimiento de procesamiento, soldadura y estabilidad estructural a largo plazo. Además, permite fabricar diversas piezas con formas complejas. Ha sido ampliamente utilizado en el rango de temperatura mencionado en las industrias aeroespacial, nuclear y petrolera.

Inconel 718 Grados similares

China: GH4169

Alemania: W.Nr.2.4668

Francia: Nc19FeNb

Descripción

Otra característica de esta aleación es que su estructura es susceptible al proceso de conformado térmico. Al dominar las reglas de precipitación y disolución de fases de la aleación, así como la relación entre estructura, proceso y propiedades, se pueden formular procedimientos de proceso razonables y factibles para diferentes requisitos de uso. Se dispone de diversas piezas para cumplir con diferentes niveles de resistencia y requisitos de aplicación.

Aplicaciones

Los polvos de Inconel 718, con su excepcional resistencia, resistencia a la corrosión y capacidad para soportar temperaturas extremas, son muy solicitados en varias industrias para diversas aplicaciones. Estos polvos son particularmente adecuados para la fabricación aditiva y la metalurgia de polvos, permitiendo la producción de componentes complejos que se benefician de las propiedades superiores del material de la aleación. A continuación se presentan algunas aplicaciones críticas de los polvos de Inconel 718 en diferentes sectores:

Industria Aeroespacial

Motores de Turbina: El Inconel 718 se utiliza extensivamente en la fabricación de componentes críticos de motores de turbina, como discos, álabes y carcasas, que requieren materiales capaces de soportar altas tensiones y temperaturas superiores a 600 °C.
Motores de Cohetes: La alta resistencia a la temperatura y la resistencia a la oxidación de la aleación la hacen ideal para motores de cohetes y componentes de vehículos espaciales que enfrentan severas tensiones térmicas y mecánicas durante el lanzamiento y la operación.
Piezas de Fuselaje: Su excelente resistencia a la fatiga y durabilidad bajo tensión cíclica benefician a los componentes del fuselaje, incluidos sujetadores y partes del tren de aterrizaje.

Generación de Energía

Componentes de Turbinas de Gas: Los polvos de Inconel 718 se utilizan para fabricar piezas para turbinas de gas en centrales eléctricas, como rotores, sellos y carcasas, debido a su capacidad para mantener la integridad estructural a altas temperaturas.
Reactores Nucleares: La buena resistencia a la radiación y la resistencia a altas temperaturas de la aleación respaldan su uso en la fabricación de componentes de reactores nucleares y elementos combustibles.

Automoción y Deportes de Motor

Componentes de Motores de Alto Rendimiento: El Inconel 718 se utiliza en la industria automotriz para fabricar piezas de motores de alto rendimiento, como sistemas de escape y rotores de turbocompresores, que requieren materiales capaces de soportar calor extremo y condiciones corrosivas.

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Industria del Petróleo y Gas

Herramientas de Fondo de Pozo: La alta resistencia y resistencia a la corrosión del Inconel 718 lo hacen adecuado para herramientas de fondo de pozo y equipos de terminación en la extracción de petróleo y gas, que encuentran entornos corrosivos severos y altas presiones.
Válvulas y Tuberías: Componentes como válvulas, ejes de bombas y sistemas de tuberías expuestos a gas agrio y otros medios corrosivos dependen del Inconel 718 por su resistencia a la corrosión y resistencia.

Dispositivos Médicos

Implantes e Instrumentos Quirúrgicos: La biocompatibilidad y resistencia del Inconel 718 permiten su uso en dispositivos médicos, incluidos implantes ortopédicos e instrumentos quirúrgicos, donde la durabilidad y la resistencia a los fluidos corporales son críticas.

Fabricación y Utillajes

Moldes y Matrices: La resistencia al desgaste del Inconel 718 lo hace adecuado para moldes y matrices utilizados en condiciones de alta presión y alta temperatura, como el moldeo por inyección de plásticos y la fundición de metales en matriz.

Composición y Propiedades

Los polvos de Inconel 718 están diseñados a partir de una superaleación de níquel-cromo conocida por una combinación única de alta resistencia, resistencia a la corrosión y capacidad para soportar temperaturas extremas. Esta composición material y las propiedades resultantes hacen del Inconel 718 una opción ideal para aplicaciones industriales desafiantes, especialmente en los sectores aeroespacial, de generación de energía y de petróleo y gas.

Cr	Ni	C	Nb	P	S	Fe
17.0-21.0	50.0-55.0	0.08	4.75-5.50	≤0.015		Bal.

Características del Polvo

Distribución del Tamaño de Partícula: Adaptada para procesos específicos de fabricación aditiva, típicamente ranging desde 15 µm hasta 45 µm para fusión selectiva por láser (SLM) y fusión por haz de electrones (EBM).
Esfericidad: Alta para asegurar buena fluidez y densidad de empaquetamiento, cruciales para un comportamiento consistente de impresión y sinterizado.
Morfología Superficial: Superficies lisas con mínimos satélites, optimizando la fluidez y las propiedades de empaquetamiento del polvo.

Propiedades mecánicas después del producto terminado

Estado del polvo

Límite Elástico

Resistencia a la tracción

Alargamiento

tamaño

0- 15μm

15-45μm

45-75μm

45- 150μm

R p0.2/MPa

R m/MPa

δ5 /%

Horizontal

≥ 1030

≥ 1275

≥17

forma

esférico

Propiedades Físicas de los Polvos de Inconel 718

Los polvos de Inconel 718, adaptados para aplicaciones de fabricación aditiva y metalurgia de polvos, exhiben propiedades físicas específicas que los hacen ideales para crear componentes que requieren alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y durabilidad a temperaturas elevadas. A continuación se presenta una descripción detallada de estas propiedades:

Densidad: Aproximadamente 8.2 g/cm³, inherente a la composición de la aleación, proporciona una excelente relación resistencia-peso para componentes aeroespaciales y automotrices.
Área Superficial Específica: Varía según el tamaño y la morfología de la partícula, pero típicamente se optimiza para asegurar un comportamiento eficiente de sinterizado y fusión en procesos de fabricación aditiva.
Esfericidad: Una alta esfericidad es crucial para los polvos de Inconel 718, promoviendo una mejor fluidez y densidad de empaquetamiento, esenciales para un estratificado uniforme y densidad en las piezas construidas.
Densidad Aparente: Oscila entre 4.4 y 4.8 g/cm³, dependiendo del método de procesamiento del polvo y la distribución del tamaño de partícula, afectando la fluidez y compactación del polvo.
Tasa de Flujo Hall: La tasa de flujo Hall de los polvos de Inconel 718 está adaptada para asegurar una excelente fluidez, típicamente dentro del rango que se adapta al equipo de fabricación aditiva, asegurando una entrega y estratificación consistentes del polvo.
Punto de Fusión: 1260-1335 °C (2300-2435 °F), lo que subraya la idoneidad de la aleación para aplicaciones de alta temperatura, manteniendo la integridad estructural bajo tensión térmica.
Densidad Relativa: Se puede lograr una densidad casi completa (>99.5%) en componentes fabricados a partir de polvos de Inconel 718, especialmente con parámetros de procesamiento óptimos en fabricación aditiva, destacando la capacidad del material para producir piezas de alta integridad.
Espesor de Capa Recomendado: Un espesor de 20-50 μm es típico para aplicaciones de fabricación aditiva, permitiendo un control preciso sobre la geometría y microestructura de la pieza.
Estándar Técnico: Los polvos de Inconel 718 para fabricación aditiva se producen y prueban según estándares estrictos, como ASTM B637 para aplicaciones aeroespaciales, asegurando la calidad y consistencia del material.

Técnicas de Fabricación

Las técnicas de fabricación para polvos de Inconel 718 aprovechan las propiedades únicas de esta superaleación base níquel, permitiendo la producción de componentes con resistencia excepcional, resistencia a la corrosión y rendimiento a altas temperaturas. Los métodos de fabricación avanzados acomodan las geometrías complejas y especificaciones precisas requeridas en las industrias aeroespacial, automotriz y energética, y ofrecen ventajas significativas sobre los procesos de fabricación tradicionales.

Técnicas de Fabricación

Fusión Selectiva por Láser (SLM): Una forma de fabricación aditiva que funde y fusiona completamente las partículas de polvo de Inconel 718 capa por capa utilizando un haz láser de alta potencia. Esta técnica es ideal para crear componentes complejos y de alta densidad con estructuras internas intrincadas.
Fusión por Haz de Electrones (EBM): Similar a SLM, EBM utiliza un haz de electrones como fuente de calor para fundir el polvo metálico. Este proceso se realiza en vacío, reduciendo el riesgo de oxidación y produciendo piezas con excelentes propiedades mecánicas.
Sinterizado Directo de Metal por Láser (DMLS): Otro método de fabricación aditiva que sinteriza el polvo de Inconel 718 sin fundirlo completamente, permitiendo la fabricación de piezas con geometrías complejas y mínimo desperdicio.
Prensado Isostático en Caliente (HIP): Utilizado para mejorar las propiedades de las piezas hechas de polvo de Inconel 718 aplicando uniformemente alta presión y temperatura alrededor de un componente para eliminar la porosidad y mejorar la resistencia mecánica.
Fusión en Lecho de Polvo (PBF): Abarca las técnicas SLM y EBM y produce componentes con peso reducido, alta complejidad y mínimo desperdicio de material.

Ventajas en la Producción

Fabricación de Geometría Compleja: Las técnicas de fabricación aditiva permiten producir componentes con geometrías complejas que son difíciles o imposibles de lograr mediante métodos de fabricación tradicionales, abriendo nuevas posibilidades en diseño y funcionalidad.
Reducción del Desperdicio de Material: El proceso de fabricación capa por capa reduce significativamente el desperdicio de material, convirtiéndolo en una opción más sostenible que las técnicas de fabricación sustractiva.
Propiedades Mecánicas Mejoradas: Las piezas producidas a partir de polvos de Inconel 718 pueden lograr propiedades mecánicas superiores, como mayor resistencia a la tracción y resistencia a la fatiga, debido a la microestructura refinada lograda con estos procesos de fabricación.
Prototipado Rápido y Producción: La capacidad de pasar directamente de diseños digitales a piezas físicas reduce los tiempos de desarrollo y producción, permitiendo una iteración y personalización más rápidas de los diseños.
Rentabilidad para Lotes Pequeños: La fabricación aditiva es particularmente rentable para pequeñas series de producción y desarrollo de prototipos, ya que no requiere moldes o utillajes costosos.
Eficiencia del Material: La capacidad de utilizar casi todo el material en polvo alimentado a la máquina reduce el costo por pieza y contribuye a un uso más eficiente de materiales de alto valor.