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Inconel 718C

Uma superliga de níquel endurecível por precipitação e otimizada para fundição, que oferece elevada resistência à fadiga térmica, à oxidação e excelente estabilidade dimensional em componentes de turbinas aeroespaciais e industriais.

Introdução ao Inconel 718C

O Inconel 718C é uma variante da superliga à base de níquel Inconel 718 padrão, otimizada especificamente para processos de fundição, preservando as propriedades mecânicas em alta temperatura, a resistência à corrosão e a capacidade de endurecimento por precipitação que tornam a liga base um padrão em aplicações aeroespaciais, de energia e de engenharia de alto desempenho. Projetado para componentes near-net-shape por fundição de precisão (investment casting), o Inconel 718C é bem indicado para peças grandes ou geometricamente complexas que exigem usinagem CNC final.

Contendo níquel (50–55%), cromo (17–21%), nióbio (4,75–5,50%), molibdênio (2,80–3,30%) e ferro (balanço), o Inconel 718C ganha resistência a partir da precipitação das fases γ′ e γ″ após o envelhecimento. Ele entrega desempenho mecânico estável até 704°C (1300°F), e sua fundibilidade o torna ideal para palhetas de turbina, anéis de combustor e outras peças estruturais submetidas a tensões mecânicas e térmicas.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Inconel 718C

O Inconel 718C (UNS N07718C / grau fundido ASTM B670) geralmente é fornecido na condição fundida, solubilizada e envelhecida, atendendo a exigências rigorosas para aplicações aeroespaciais e de turbinas a gás industriais.

Composição Química (Análise Típica de Fundição)

Elemento	Faixa de Composição (em massa, %)	Função Principal
Níquel (Ni)	50,0–55,0	Elemento base; resistência mecânica em alta temperatura
Cromo (Cr)	17,0–21,0	Fornece resistência à oxidação e à corrosão
Ferro (Fe)	Balanço	Suporte estrutural e estabilidade
Nióbio (Nb) + Tântalo (Ta)	4,75–5,50	Essencial para reforço e estabilidade da γ″
Molibdênio (Mo)	2,80–3,30	Resistência à fluência e reforço por solução sólida
Titânio (Ti)	0,65–1,15	Forma fase γ′ para endurecimento adicional por precipitação
Alumínio (Al)	0,20–0,80	Forma fase γ′ com Ti para resistência em alta temperatura
Cobalto (Co)	≤1,00	Opcional para reforço adicional a quente
Carbono (C)	≤0,08	Controlado para reduzir risco de trincas a quente
Manganês (Mn)	≤0,35	Melhora a fundibilidade
Silício (Si)	≤0,35	Melhora a resistência à oxidação
Enxofre (S)	≤0,015	Minimizado para evitar trincas e defeitos de solda

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8,19 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1260–1336°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	11,0 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	1,23 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	13,0 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
Capacidade Calorífica Específica	435 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	198 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Condição Fundida + Envelhecida)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Resistência à Tração	1120–1260 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	960–1100 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	≥6–10% (comprimento de medida 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	320–360 HB	ASTM E10
Resistência à Ruptura por Fluência	≥160 MPa @ 650°C, 1000 h	ASTM E139

Principais Características do Inconel 718C

Resistência Mecânica em Alta Temperatura: Mantém resistência à tração acima de 1100 MPa e estrutura de precipitados γ′/γ″ estável até 704°C, adequada para ambientes térmicos e estruturais exigentes.
Fundibilidade e Integridade: Excelente para fundição de precisão (investment casting); menor tendência a trincas a quente e melhor alimentação (feeding) em comparação com variantes forjadas.
Resistência à Corrosão: Excelente resistência à corrosão por pite em cloretos, corrosão sob tensão por sulfetos e oxidação em ambientes de alta pressão.
Usinabilidade Pós-Fundição: A usinagem CNC é normalmente utilizada para atingir tolerâncias dimensionais finais (±0,02 mm) e acabamentos superficiais (Ra ≤ 0,8 µm).

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para o Inconel 718C

Desafios de Usinagem

Alta Resistência na Condição Envelhecida

Dureza do material de até 360 HB causa altas taxas de desgaste da ferramenta e limita velocidades de corte, especialmente em operações de acabamento.

Limitações de Condutividade Térmica

Gera zonas de calor intenso durante o corte, exigindo entrega eficaz de refrigerante e ferramentas resistentes a choque térmico.

Sensibilidade a Entalhe e Aresta Postiça (BUE)

O comportamento dúctil, porém abrasivo, leva ao acúmulo de material na aresta e ao entalhe, especialmente nas transições de profundidade de corte.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro de alto desempenho ou pastilhas cerâmicas	Suporta calor e mantém a aresta afiada
Revestimento	Revestimentos PVD TiAlN, AlCrN (3–6 µm)	Melhora resistência térmica e vida ao desgaste
Geometria	Ângulo de saída positivo (8–12°), perfis com aresta brunida (edge-honed)	Controla forças de corte e evita falhas de aresta

Parâmetros de Corte (ISO 3685)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	DOC (mm)	Pressão do Refrigerante (bar)
Desbaste	20–30	0,20–0,30	2,0–3,0	80–100
Acabamento	35–50	0,05–0,10	0,3–0,8	100–150

Tratamentos de Superfície para Peças de Inconel 718C Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP elimina porosidade de fundição e aumenta a resistência à fadiga em até 25%, tornando-o crítico para integridade de nível aeroespacial.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico inclui solubilização a 980–1065°C e envelhecimento a ~718°C para otimizar o endurecimento γ′/γ″ e a estabilidade dimensional.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas com consumíveis estabilizados com Nb e controle preciso do arco permite juntas resistentes sem microfissuração ou trincas na ZTA (HAZ).

Revestimento Barreira Térmica (TBC)

Revestimento TBC aplica camadas cerâmicas YSZ (125–300 µm) para prolongar a vida em fadiga térmica em ambientes de gás de alta velocidade.

Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

EDM é ideal para o acabamento final de segmentos de turbina, furos de refrigeração e contornos finos com precisão de ±0,01 mm.

Furação Profunda

Furação Profunda suporta a formação de canais de refrigeração e geometrias tubulares com relações L/D ≥ 40:1 em seções fundidas.

Ensaios e Análise de Materiais

Ensaios de Materiais asseguram plena conformidade com ASTM E139, AMS 5663 e E112 para inspeção mecânica, microestrutural e de defeitos.

Aplicações Industriais de Componentes em Inconel 718C

Turbinas a Gás Aeroespaciais

Palhetas de turbina, anéis de bocal e suportes de combustão.
Entrega alta resistência à fadiga e resistência térmica em peças rotativas e estáticas.

Geração de Energia

Fundidos da zona quente de turbinas a vapor e peças de transição.
Opera continuamente em altas temperaturas e sob cargas cíclicas.

Extração de Petróleo & Gás

Válvulas, impelidores e componentes de vedação em ferramentas de fundo de poço.
Resiste à corrosão rica em H₂S e à corrosão por pite em cloretos em operações de poços profundos.