¿Qué procesos posteriores mejoran la resistencia a la corrosión de los componentes de Inconel?
Desde una perspectiva de ingeniería de materiales y ciencia de la corrosión, aunque las aleaciones de Inconel como Inconel 718 y Inconel 625 poseen una excelente resistencia a la corrosión gracias a su capa de óxido rica en cromo, estable y protectora, ciertos posprocesos son críticos para garantizar que ese rendimiento se mantenga y no se vea comprometido por artefactos de fabricación. Estos tratamientos están diseñados para optimizar la química superficial, la microestructura y el estado físico del componente.
Procesos Posteriores Críticos para Mejorar la Resistencia a la Corrosión
Los siguientes posprocesos son esenciales para maximizar la resistencia a la corrosión de los componentes de Inconel, especialmente aquellos fabricados mediante fabricación aditiva o mecanizado CNC.
1. Tratamiento Térmico (Estabilización Microestructural)
El tratamiento térmico es fundamental para el Inconel, ya que cumple una doble función: aliviar tensiones y crear una microestructura homogénea y estable.
Alivio de Tensiones y Recocido de Solución: Las tensiones residuales derivadas del mecanizado o de la rápida solidificación del DMLS pueden generar zonas localizadas con mayor energía, haciéndolas más susceptibles al agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC). Un ciclo adecuado de alivio de tensiones o recocido de solución disuelve fases secundarias empobrecidas en cromo y homogeneiza los elementos de aleación, garantizando la formación de una capa pasiva uniforme.
Envejecimiento (Endurecimiento por Precipitación): En aleaciones como Inconel 718, el envejecimiento precipita las fases de refuerzo gamma prima y gamma doble prima. Un ciclo de envejecimiento correcto evita la formación de fases perjudiciales como la delta o las fases Laves en los límites de grano, que podrían generar microceldas galvánicas y vías de ataque corrosivo.
2. Prensado Isostático en Caliente (HIP) - Integridad para Piezas Aditivas
Para componentes fabricados mediante DMLS, el prensado isostático en caliente (HIP) suele ser obligatorio. Este proceso somete la pieza a alta temperatura y presión de gas isostática, deformando plásticamente el metal para cerrar poros internos, vacíos y defectos de falta de fusión. Estos defectos internos pueden actuar como puntos de iniciación de corrosión por picadura o en grieta, atrapando medios corrosivos y creando entornos localmente agresivos. El HIP elimina estas amenazas ocultas y mejora significativamente la resistencia a la corrosión localizada.
3. Acabado Superficial y Densificación
La condición superficial es la primera línea de defensa. Una superficie lisa y continua minimiza los sitios donde pueden iniciarse picaduras.
Electropulido: Es altamente eficaz para Inconel. Disuelve anodicamente la superficie, eliminando preferentemente micro-picos e impurezas, y produce un acabado liso y brillante a nivel microscópico. Además, enriquece la superficie en cromo, lo que mejora la formación y estabilidad de la capa pasiva de óxido.
Arenado o Granallado Fino: Aunque genera un acabado mate, es útil para eliminar contaminantes superficiales y cascarilla. Sin embargo, debe ir seguido de una etapa de pasivación para restaurar la capa pasiva, ya que el arenado puede incrustar partículas o distorsionar la superficie.
Pulido Mecánico: Para requisitos estéticos o funcionales, el pulido mecánico crea una superficie muy lisa a la que los agentes corrosivos les resulta difícil adherirse.
4. Pasivación Química
La pasivación es un tratamiento químico esencial que refuerza la resistencia inherente a la corrosión del Inconel. Consiste en sumergir el componente limpio en una solución ácida oxidante (típicamente ácido nítrico). Este proceso:
Elimina hierro libre y otros contaminantes exógenos incrustados en la superficie durante el mecanizado o la manipulación.
Disuelve partículas microscópicas del metal base que podrían actuar como sitios de iniciación para la corrosión galvánica.
Permite que el cromo de la aleación reaccione con el oxígeno para formar una capa pasiva de óxido (Cr₂O₃) más gruesa, uniforme y protectora.
5. Recubrimientos Avanzados para Entornos Extremos
Para los entornos más agresivos, como los de procesamiento químico o petróleo y gas, se pueden aplicar recubrimientos adicionales de barrera protectora.
Recubrimientos PVD: El depósito físico de vapor puede aplicar recubrimientos cerámicos delgados, extremadamente duros e inertes (por ejemplo, CrN, TiAlN), que proporcionan una resistencia excepcional al desgaste y la corrosión.
Recubrimientos por Proyección Térmica: Se pueden aplicar recubrimientos más gruesos de materiales aún más resistentes para componentes expuestos a erosión-corrosión severa.
Guías de Ingeniería para una Resistencia Óptima a la Corrosión
Establecer una Secuencia de Posprocesado Robusta: Una secuencia típica y efectiva para una pieza crítica de Inconel fabricada por DMLS sería: alivio de tensiones > HIP > recocido de solución y envejecimiento > mecanizado de superficies críticas > electropulido o pulido > pasivación.
Priorizar la Integridad Interna en Piezas Aditivas: Para cualquier componente fabricado aditivamente, el HIP es indispensable para lograr una resistencia a la corrosión comparable a la del material forjado.
Especificar los Requisitos de Acabado Superficial: Definir claramente la rugosidad superficial (Ra) requerida según el entorno de servicio. Un valor de Ra más bajo (superficie más lisa) generalmente se correlaciona con una mejor resistencia a la corrosión.
Validar mediante Ensayos: Para aplicaciones críticas, el rendimiento frente a la corrosión debe validarse mediante pruebas estandarizadas como ASTM G48, para evaluar la resistencia a la corrosión por picadura y en grieta.
