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Inconel 718LC

Uma superliga de níquel de baixo teor de carbono e fundível, projetada para componentes de turbinas aeroespaciais e industriais de alta precisão que exigem boa soldabilidade, resistência à oxidação e elevado desempenho mecânico em altas temperaturas.

Introdução ao Inconel 718LC

O Inconel 718LC é uma variante de baixo carbono da amplamente utilizada superliga Inconel 718, projetada para melhorar a soldabilidade, reduzir a segregação e aumentar a integridade estrutural em fundidos críticos para aplicações aeroespaciais e de turbinas a gás industriais. Ao reduzir o teor de carbono e de determinados elementos traço, o Inconel 718LC minimiza trincas a quente e facilita soldagem e fundição sem defeitos em componentes de grande seção que exigem acabamento CNC preciso.

Com base em níquel (50–55%) e adições de cromo (17–21%), nióbio (4,75–5,50%), molibdênio (2,80–3,30%) e ferro (balanço), o Inconel 718LC oferece excelente resistência mecânica e resistência à corrosão até 704°C (1300°F). Sua compatibilidade com a fundição de precisão (investment casting) e com processos de pós-usinagem o torna uma escolha confiável para peças de alto desempenho e estabilidade dimensional.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Inconel 718LC

O Inconel 718LC (UNS N07718LC / AMS 5383) é normalmente fornecido nas condições fundida, solubilizada por tratamento térmico e endurecida por envelhecimento, atendendo aos exigentes requisitos de desempenho de componentes aeroespaciais, nucleares 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 para resistência térmica e à corrosão
Cromo (Cr)	17,0–21,0	Aumenta a resistência à oxidação e à corrosão
Ferro (Fe)	Balanço	Matriz estrutural e eficiência de custo
Nióbio (Nb) + Tântalo (Ta)	4,75–5,50	Reforço por formação do precipitado γ″
Molibdênio (Mo)	2,80–3,30	Melhora a resistência à fluência em alta temperatura
Titânio (Ti)	0,65–1,15	Forma a fase γ′ para retenção de resistência
Alumínio (Al)	0,20–0,80	Contribui para a precipitação da fase γ′
Carbono (C)	≤0,02	Reduz sensibilidade a trincas a quente e a segregação
Cobalto (Co)	≤1,00	Melhora a resistência em temperatura elevada (opcional)
Manganês (Mn)	≤0,35	Melhora a fundibilidade
Silício (Si)	≤0,35	Resistência à oxidação em altas temperaturas
Enxofre (S)	≤0,010	Controlado para soldabilidade e ductilidade a quente

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	11,2 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	1100–1250 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	950–1080 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	≥6–10% (comprimento de medida 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	310–360 HB	ASTM E10
Resistência à Ruptura por Fluência	≥160 MPa @ 650°C, 1000 h	ASTM E139

Principais Características do Inconel 718LC

Vantagem do Baixo Carbono: Reduz o risco de trincas a quente durante fundição e soldagem, ao mesmo tempo em que melhora a soldabilidade e a homogeneidade microestrutural em componentes de grande seção.
Desempenho em Alta Temperatura: Mantém resistência à tração e ao escoamento >1100 MPa e ≥950 MPa, respectivamente, em temperaturas elevadas até 704°C.
Endurecimento por Precipitação: Duplo endurecimento via fases γ′ (Ni₃(Al, Ti)) e γ″ (Ni₃Nb) permite retenção de resistência a longo prazo sob cargas térmicas e mecânicas cíclicas.
Usinabilidade Após a Fundição: Suporta tolerâncias CNC rigorosas (±0,02 mm) e acabamento superficial fino (Ra ≤ 0,8 µm) quando usinado com parâmetros e ferramental otimizados.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para o Inconel 718LC

Desafios de Usinagem

Alta Resistência e Endurecimento por Envelhecimento

Dureza Brinell de até 360 HB na condição envelhecida reduz a vida da ferramenta e exige setups rígidos com baixas tolerâncias de deflexão.

Retenção de Calor e Desgaste da Ferramenta

Baixa condutividade térmica (~11 W/m·K) leva a altas temperaturas na ponta da ferramenta, exigindo sistemas de refrigerante de alta pressão e revestimentos resistentes ao desgaste.

Acabamento Superficial e Entalhe

Os precipitados γ′ e γ″ contribuem para aresta postiça e entalhe se forem usadas geometrias de ferramenta inadequadas ou pastilhas desgastadas.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro revestido ou cerâmica SiAlON para operações em alta temperatura	Mantém dureza e estabilidade sob calor
Revestimento	TiAlN, AlCrN (PVD 3–6 µm)	Resiste a desgaste, oxidação e difusão
Geometria	Ângulo de saída positivo (8–12°), aresta brunida/chanfrada	Reduz forças de corte e evita lascamento da 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 718LC Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP fecha porosidade interna em estruturas fundidas e aumenta a resistência à fadiga em 25–30%, crucial para peças aeroespaciais e de turbina.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico envolve solubilização a 980–1065°C e envelhecimento próximo de 718°C para precipitar as fases γ′/γ″ e otimizar propriedades em alta temperatura.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas emprega soldagem TIG/EB com consumíveis à base de Ni de baixo carbono para união sem defeitos e mínima trinca na ZTA (HAZ).

Revestimento Barreira Térmica (TBC)

Revestimento TBC aplica 125–300 µm de YSZ via APS ou EB-PVD para proteger contra ciclos térmicos e oxidação.

Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

EDM entrega precisão de ±0,01 mm para furos de refrigeração, encaixes tipo fir-tree e detalhes complexos de fundição.

Furação Profunda

Furação Profunda cria recursos de furo precisos com L/D ≥ 40:1 para sistemas de refrigeração de turbinas e fundidos estruturais.

Ensaios e Análise de Materiais

Ensaios de Materiais incluem END mecânicos, ultrassom e raios X, além de análise metalográfica conforme AMS 5383 e ASTM E112.

Aplicações Industriais de Componentes em Inconel 718LC

Motores Aeroespaciais

Palhetas de turbina, anéis de estator e fundidos de guia de bocal.
Opera de forma confiável sob ciclos de alta tração/empuxo, estresse térmico e oxidação.