Español

Nimonic 75

Nimonic 75 es una aleación de níquel-cromo para altas temperaturas, utilizada en piezas mecanizadas por CNC que requieren resistencia a la oxidación, estabilidad mecánica y resistencia moderada a la fluencia en entornos térmicos de hasta 1000 °C.

Introducción a Nimonic 75

Nimonic 75 es una superaleación a base de níquel-cromo conocida por su excelente resistencia a la oxidación, resistencia moderada y una estabilidad térmica sobresaliente a temperaturas de hasta 1000°C. Desarrollada originalmente para componentes de turbinas de gas, desde entonces se ha adoptado ampliamente en las industrias aeroespacial, de tratamiento térmico y nuclear, donde es esencial un rendimiento mecánico fiable en entornos de alta temperatura y oxidantes.

Gracias a su composición equilibrada y a unas adiciones de refuerzo relativamente bajas en comparación con otros grados Nimonic, Nimonic 75 es más fácil de fabricar y mecanizar. A menudo se conforma, suelda y se acaba con alta precisión mediante mecanizado CNC para producir componentes de tolerancia ajustada como soportes, estructuras de escape, piezas de hornos y herrajes de control.

Propiedades químicas, físicas y mecánicas de Nimonic 75

Nimonic 75 (UNS N06075 / W.Nr. 2.4951 / ASTM B409, B462) es una aleación reforzada por solución sólida con una matriz Ni-Cr simple, diseñada para resistencia a la oxidación y estabilidad dimensional en entornos con ciclos térmicos.

Composición química (típica)

Elemento	Rango de composición (en % peso)	Función clave
Níquel (Ni)	Balance (≥76.0)	Elemento base para la resistencia a la corrosión y la estabilidad térmica
Cromo (Cr)	18.0–21.0	Aporta resistencia a la oxidación mediante la formación de una capa de Cr₂O₃
Hierro (Fe)	≤5.0	Elemento residual; mejora la resistencia y la eficiencia de costes
Titanio (Ti)	0.2–0.6	Mejora la resistencia a la fluencia y a la rotura a alta temperatura
Manganeso (Mn)	≤1.0	Mejora la trabajabilidad en caliente
Silicio (Si)	≤1.0	Ayuda a la resistencia a la oxidación
Carbono (C)	≤0.08	Controla la precipitación de carburos y las propiedades de fluencia
Cobre (Cu)	≤0.5	Se limita para evitar la fragilidad en caliente
Azufre (S)	≤0.015	Minimiza el agrietamiento en caliente durante la soldadura

Propiedades físicas

Propiedad	Valor (típico)	Norma/condición de ensayo
Densidad	8.37 g/cm³	ASTM B311
Rango de fusión	1345–1380°C	ASTM E1268
Conductividad térmica	11.0 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividad eléctrica	1.02 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansión térmica	13.4 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
Capacidad calorífica específica	430 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo elástico	205 GPa a 20°C	ASTM E111

Propiedades mecánicas (condición recocida)

Propiedad	Valor (típico)	Norma de ensayo
Resistencia a la tracción	760–880 MPa	ASTM E8/E8M
Límite elástico (0.2%)	300–370 MPa	ASTM E8/E8M
Elongación	≥35%	ASTM E8/E8M
Dureza	150–190 HB	ASTM E10
Resistencia a rotura por fluencia	140 MPa a 800°C (1000 h)	ASTM E139
Resistencia a la oxidación	Excelente hasta 1000°C	ASTM G111

Características clave de Nimonic 75

Resistencia superior a la oxidación: Soporta una exposición prolongada a atmósferas oxidantes y ciclos térmicos hasta 1000°C.
Buena conformabilidad y soldabilidad: Más fácil de procesar que las superaleaciones endurecidas por precipitación; adecuada para soldadura y mecanizado CNC en formas complejas.
Propiedades mecánicas estables a altas temperaturas: Mantiene la estabilidad dimensional y bajas tasas de fluencia en componentes expuestos al calor durante periodos prolongados.
Resistencia a la corrosión en entornos químicos suaves: Ofrece resistencia a ácidos diluidos, niebla salina y corrosión atmosférica.

Retos y soluciones de mecanizado CNC para Nimonic 75

Retos de mecanizado

Endurecimiento por deformación

La tendencia de la aleación a endurecerse rápidamente durante el corte puede incrementar el desgaste de la herramienta y las inexactitudes dimensionales.

Filo de aportación (BUE)

La adhesión del material de la pieza a la herramienta de corte en condiciones de alta fricción afecta a la calidad superficial y a la vida útil de la herramienta.

Conductividad térmica moderada

Esto provoca concentración de calor en la interfaz herramienta-pieza, aumentando el riesgo de microastillado y daño superficial.

Estrategias de mecanizado optimizadas

Selección de herramientas

Parámetro	Recomendación	Justificación
Material de la herramienta	Carburo de grano fino (K20–K30) o herramientas HSS recubiertas	Mantiene la estabilidad del filo bajo calor
Recubrimiento	AlTiN o TiAlCrN (PVD de 3–5 µm)	Mejora la resistencia al calor y reduce el BUE
Geometría	Ángulo positivo, bisel de filo de 0.03–0.05 mm	Reduce las fuerzas de corte y mejora el acabado superficial

Parámetros de corte (conformes a ISO 3685)

Operación	Velocidad (m/min)	Avance (mm/rev)	Profundidad de corte (mm)	Presión de refrigerante (bar)
Desbaste	20–30	0.20–0.25	1.5–2.5	70–100
Acabado	40–55	0.05–0.10	0.5–1.0	100–150

Tratamientos superficiales para piezas de Nimonic 75 mecanizadas

Prensado isostático en caliente (HIP)

HIP elimina la porosidad interna y mejora la vida a fatiga y fluencia en piezas fundidas o de fabricación aditiva (AM).

Tratamiento térmico

Tratamiento térmico mejora la uniformidad del grano y la estabilidad mecánica a temperaturas de servicio superiores a 800°C.

Soldadura de superaleaciones

Soldadura de superaleaciones permite uniones robustas utilizando varillas de aporte Nimonic equivalentes para ensamblajes resistentes a presión y calor.