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Inconel 718

Una superaleación de níquel de alta resistencia, resistente a la corrosión y al calor, optimizada para aplicaciones aeroespaciales, energéticas y de generación de energía, con excelente comportamiento frente al creep, la fatiga y la soldadura.

Introducción al Inconel 718

El Inconel 718 es una aleación de níquel-cromo endurecible por precipitación, reconocida por su excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y soldabilidad. Capaz de operar hasta 704°C (1300°F) con un desempeño sobresaliente en tracción, fatiga y rotura por fluencia, el Inconel 718 se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial, de generación de energía y de petróleo y gas.

Esta aleación contiene cantidades significativas de níquel (50–55%), cromo (17–21%), niobio (4.75–5.50%), molibdeno (2.80–3.30%) y hierro (bal.). Su mecanismo de endurecimiento único—endurecimiento por envejecimiento mediante Ni₃Nb (fase γ″) y Ni₃(Al, Ti) (fase γ′)—proporciona una resistencia excepcional y estabilidad dimensional incluso bajo ciclos térmicos prolongados.

Propiedades químicas, físicas y mecánicas del Inconel 718

El Inconel 718 (UNS N07718 / AMS 5662, AMS 5663, ASTM B637) está disponible en formas forjada, colada y de metalurgia de polvos, y normalmente se somete a tratamiento térmico hasta la condición de solubilizado y envejecido.

Composición química (ASTM B637)

Elemento	Rango de composición (p.% en peso)	Función clave
Níquel (Ni)	50.0–55.0	Elemento base; resistencia a alta temperatura
Cromo (Cr)	17.0–21.0	Resistencia a la corrosión y a la oxidación
Hierro (Fe)	Balance	Soporte estructural, control de costes
Niobio (Nb) + Tántalo (Ta)	4.75–5.50	Refuerza mediante precipitación de γ″
Molibdeno (Mo)	2.80–3.30	Mejora la resistencia a la fluencia y a la corrosión
Titanio (Ti)	0.65–1.15	Refuerzo por fase γ′
Aluminio (Al)	0.20–0.80	Forma precipitados γ′ para resistencia a alta temperatura
Cobalto (Co)	≤1.00	Mejora la resistencia en caliente (opcional)
Carbono (C)	≤0.08	Controlado para soldabilidad y tenacidad
Manganeso (Mn)	≤0.35	Mejora la trabajabilidad en caliente
Silicio (Si)	≤0.35	Control de oxidación
Azufre (S)	≤0.015	Minimiza el agrietamiento en caliente

Propiedades físicas

Propiedad	Valor (típico)	Norma/condición de ensayo
Densidad	8.19 g/cm³	ASTM B311
Rango de fusión	1260–1336°C	ASTM E1268
Conductividad térmica	11.4 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividad eléctrica	1.23 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansión térmica	13.0 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
Capacidad calorífica específica	435 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo elástico	200 GPa a 20°C	ASTM E111

Propiedades mecánicas (AMS 5662/5663 – condición envejecida)

Propiedad	Valor (típico)	Norma de ensayo
Resistencia a la tracción	1240–1380 MPa	ASTM E8/E8M
Límite elástico (0.2%)	1030–1180 MPa	ASTM E8/E8M
Elongación	≥12% (longitud calibrada de 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	330–380 HB	ASTM E10
Resistencia a rotura por fluencia	≥160 MPa @ 650°C, 1000 h	ASTM E139

Características clave del Inconel 718

Resistencia a alta temperatura: mantiene la resistencia mecánica por encima de 1000 MPa hasta 650°C y resistencia a la fluencia a 700°C durante periodos prolongados, lo que lo hace ideal para turbinas aeroespaciales y sistemas energéticos.
Excelente resistencia a la corrosión: resiste la picadura por cloruros, la corrosión bajo tensión por sulfuros y medios ácidos/alcalinos—adecuado para herramientas de fondo de pozo y equipos marinos.
Microestructura estable: la precipitación de doble fase (γ′ + γ″) garantiza integridad mecánica a largo plazo y estabilidad de fases bajo ciclos térmicos.
Soldabilidad: a diferencia de muchas superaleaciones, el Inconel 718 se suelda fácilmente sin agrietamiento gracias a su bajo carbono y al equilibrio elevado de Nb/Al/Ti.

Desafíos y soluciones de mecanizado CNC para el Inconel 718

Desafíos de mecanizado

Alta tasa de endurecimiento por deformación

Se endurece rápidamente por deformación (n ≈ 0.4), aumentando la dureza superficial en >30% durante el corte, acelerando el desgaste de la herramienta y la deflexión.

Problemas de gestión térmica

La baja conductividad térmica (11.4 W/m·K) hace que las temperaturas de corte superen los 900°C, provocando desgaste por cráter y reducción de la precisión dimensional.

Filo recrecido (BUE) y muescado

El flujo dúctil combinado con la abrasividad de los precipitados de carburo genera muescas en las transiciones de profundidad de corte y astillado del filo de la herramienta.

Estrategias de mecanizado optimizadas

Selección de herramientas

Parámetro	Recomendación	Justificación
Material de herramienta	Carburo (recubierto por PVD), cerámica para operaciones de alta velocidad	Alta dureza en caliente, resistencia al desgaste
Recubrimiento	TiAlN, AlCrN o TiSiN, 3–6 µm	Reduce la transferencia de calor y el desgaste
Geometría	Ángulo de desprendimiento positivo (8–12°), preparación de filo robusta	Reduce el endurecimiento por deformación y el BUE

Parámetros de corte (ISO 3685)

Operación	Velocidad (m/min)	Avance (mm/rev)	DOC (mm)	Presión de refrigerante (bar)
Desbaste	20–30	0.20–0.30	2.0–3.0	80–100
Acabado	40–60	0.05–0.10	0.3–0.8	100–150

Tratamiento superficial para piezas mecanizadas en Inconel 718

Prensado isostático en caliente (HIP)

HIP elimina la porosidad y mejora la vida a fatiga hasta un 30% en piezas coladas para turbinas de alta presión y aplicaciones aeroespaciales.

Tratamiento térmico

Tratamiento térmico implica recocido de solución a 980–1065°C y envejecimiento a 718°C para optimizar la precipitación de γ′/γ″ y las propiedades mecánicas.

Soldadura de superaleaciones

Soldadura de superaleaciones utiliza GTAW o soldadura por haz de electrones (EB) con aportes estabilizados con Nb para mantener la integridad microestructural sin agrietamiento post-soldadura.

Recubrimiento barrera térmica (TBC)

Recubrimiento TBC aplica recubrimientos cerámicos de 125–300 µm mediante APS o EB-PVD, reduciendo la temperatura superficial y mejorando la resistencia a la fatiga térmica.

Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

EDM garantiza tolerancia de ±0.01 mm y excelente acabado en Inconel 718 endurecido o envejecido, ideal para ranuras de refrigeración y detalles de molde.

Taladrado profundo

Taladrado profundo alcanza L/D ≥ 40:1 con alta rectitud y acabado superficial requeridos en perforaciones de motor y tubería.

Ensayos y análisis de materiales

Ensayos de materiales incluyen análisis de tracción, fatiga, ultrasonidos y metalografía (ASTM E112, E139, AMS 5663) para garantizar fiabilidad de grado aeroespacial.