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Inconel 718C

Una superaleación de níquel endurecible por precipitación y optimizada para fundición, que ofrece excelente resistencia a la fatiga térmica, a la oxidación y estabilidad dimensional en componentes de turbinas aeroespaciales e industriales.

Introducción al Inconel 718C

El Inconel 718C es una variante de la superaleación base de níquel Inconel 718, optimizada específicamente para procesos de fundición, manteniendo las propiedades mecánicas a alta temperatura, la resistencia a la corrosión y la capacidad de endurecimiento por precipitación que hacen de la aleación original un estándar en aplicaciones aeroespaciales, energéticas y de ingeniería de alto rendimiento. Diseñado para componentes near-net-shape mediante fundición de precisión (investment casting), el Inconel 718C es adecuado para piezas grandes o geométricamente complejas que requieren mecanizado CNC final.

Con níquel (50–55%), cromo (17–21%), niobio (4.75–5.50%), molibdeno (2.80–3.30%) y hierro (balance), el Inconel 718C obtiene su resistencia a partir de la precipitación de fases γ′ y γ″ tras el envejecimiento. Ofrece un rendimiento mecánico estable hasta 704°C (1300°F), y su colabilidad lo hace ideal para álabes guía de turbina, anillos de combustor y otras piezas estructurales sometidas a esfuerzos tanto mecánicos como térmicos.

Propiedades químicas, físicas y mecánicas del Inconel 718C

El Inconel 718C (UNS N07718C / grado colado ASTM B670) se entrega generalmente en condición colada, solubilizada y envejecida, cumpliendo exigencias rigurosas para aplicaciones aeroespaciales y de turbinas de gas industriales.

Composición química (análisis típico en colada)

Elemento	Rango de composición (p.% en peso)	Función clave
Níquel (Ni)	50.0–55.0	Elemento base; resistencia mecánica a alta temperatura
Cromo (Cr)	17.0–21.0	Aporta resistencia a la oxidación y a la corrosión
Hierro (Fe)	Balance	Soporte estructural y estabilidad
Niobio (Nb) + Tántalo (Ta)	4.75–5.50	Clave para el refuerzo y la estabilidad de γ″
Molibdeno (Mo)	2.80–3.30	Resistencia a la fluencia y refuerzo por solución sólida
Titanio (Ti)	0.65–1.15	Forma fase γ′ para endurecimiento adicional por precipitación
Aluminio (Al)	0.20–0.80	Forma fase γ′ con Ti para resistencia a alta temperatura
Cobalto (Co)	≤1.00	Opcional para mayor resistencia en caliente
Carbono (C)	≤0.08	Controlado para reducir el riesgo de agrietamiento en caliente
Manganeso (Mn)	≤0.35	Mejora la colabilidad
Silicio (Si)	≤0.35	Mejora la resistencia a la oxidación
Azufre (S)	≤0.015	Minimizado para evitar grietas y defectos de soldadura

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	11.0 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	198 GPa a 20°C	ASTM E111

Propiedades mecánicas (condición colada + envejecida)

Propiedad	Valor (típico)	Norma de ensayo
Resistencia a la tracción	1120–1260 MPa	ASTM E8/E8M
Límite elástico (0.2%)	960–1100 MPa	ASTM E8/E8M
Elongación	≥6–10% (longitud calibrada de 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	320–360 HB	ASTM E10
Resistencia a rotura por fluencia	≥160 MPa @ 650°C, 1000 h	ASTM E139

Características clave del Inconel 718C

Resistencia mecánica a alta temperatura: conserva más de 1100 MPa de resistencia a la tracción y una estructura de precipitados γ′/γ″ estable hasta 704°C, adecuada para entornos térmicos y estructurales exigentes.
Colabilidad e integridad: excelente para fundición de precisión; menor agrietamiento en caliente y mejor comportamiento de alimentación en comparación con variantes forjadas.
Resistencia a la corrosión: excelente resistencia a la picadura por cloruros, a la corrosión bajo tensión por sulfuros y a entornos de oxidación a alta presión.
Mecanizabilidad post-fundición: el mecanizado CNC se emplea típicamente para lograr tolerancias dimensionales finales (±0.02 mm) y acabados superficiales (Ra ≤ 0.8 µm).

Desafíos y soluciones de mecanizado CNC para el Inconel 718C

Desafíos de mecanizado

Alta resistencia en condición envejecida

Una dureza del material de hasta 360 HB provoca altas tasas de desgaste de herramienta y limita las velocidades de corte, especialmente en operaciones de acabado.

Limitaciones de conductividad térmica

Genera zonas de calor intensas durante el corte, lo que requiere una entrega eficaz de refrigerante y herramientas resistentes al choque térmico.

Sensibilidad a muescas y filo recrecido (BUE)

El comportamiento dúctil pero abrasivo conduce a acumulación en el filo y muescado, especialmente en las transiciones de profundidad de corte.

Estrategias de mecanizado optimizadas

Selección de herramientas

Parámetro	Recomendación	Justificación
Material de herramienta	Plaquitas de carburo de alto rendimiento o cerámicas	Soporta el calor y mantiene el filo
Recubrimiento	Recubrimientos PVD TiAlN, AlCrN (3–6 µm)	Mejora la resistencia térmica y la vida al desgaste
Geometría	Ángulo de desprendimiento positivo (8–12°), perfiles con filo pulido (edge-honed)	Controla fuerzas de corte y evita fallos del filo

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	35–50	0.05–0.10	0.3–0.8	100–150

Tratamiento superficial para piezas mecanizadas en Inconel 718C

Prensado isostático en caliente (HIP)

HIP elimina la porosidad de fundición y aumenta la resistencia a la fatiga hasta un 25%, siendo crítico para la integridad de grado aeroespacial.

Tratamiento térmico

Tratamiento térmico incluye recocido de solución a 980–1065°C y envejecimiento a ~718°C para optimizar el endurecimiento γ′/γ″ y la estabilidad dimensional.

Soldadura de superaleaciones

Soldadura de superaleaciones con metales de aporte estabilizados con Nb y control preciso del arco permite uniones resistentes sin microfisuración ni agrietamiento en la ZAC.

Recubrimiento barrera térmica (TBC)

Recubrimiento TBC aplica capas cerámicas YSZ (125–300 µm) para extender la vida a fatiga térmica en entornos de gas de alta velocidad.

Mecanizado por descarga eléctrica (EDM)

EDM es ideal para el conformado final de segmentos de turbina, orificios de refrigeración y contornos finos con precisión de ±0.01 mm.

Taladrado profundo

Taladrado profundo permite la formación de canales de refrigeración y características tubulares con relaciones L/D ≥ 40:1 en secciones coladas.

Ensayos y análisis de materiales

Ensayos de materiales garantiza el cumplimiento total con ASTM E139, AMS 5663 y E112 para inspección mecánica, microestructural y de defectos.

Aplicaciones industriales de componentes de Inconel 718C

Turbinas de gas aeroespaciales

Álabes guía de turbina, anillos de tobera y soportes de combustión.
Ofrece alta resistencia a la fatiga y resistencia térmica en piezas rotativas y estáticas.

Generación de energía

Piezas coladas de la zona caliente de turbinas de vapor y elementos de transición.
Opera de forma continua a altas temperaturas y bajo cargas cíclicas.

Extracción de petróleo y gas

Válvulas, impulsores y componentes de sellado en herramientas de fondo de pozo.
Resiste la corrosión rica en H₂S y la picadura por cloruros en operaciones de pozos profundos.