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Inconel 925

Uma liga de níquel endurecida por precipitação e resistente à corrosão, projetada para peças usinadas em CNC de alta resistência em aplicações de petróleo e gás, marítimas e químicas que exigem resistência a gases ácidos e cloretos.

Introdução ao Inconel 925

O Inconel 925 é uma liga níquel-ferro-cromo endurecível por precipitação que combina alta resistência mecânica e excelente resistência à corrosão em ambientes agressivos. Projetado para equipamentos de petróleo & gás em poços (downhole), aplicações marítimas e processos químicos, o Inconel 925 apresenta desempenho excepcional em serviço ácido (H₂S), meios ricos em cloretos e condições de alta pressão e alta temperatura (HPHT).

Sua resistência à corrosão é fornecida pelo cromo e pelo molibdênio, enquanto o reforço por precipitação é obtido por adições controladas de alumínio e titânio. A liga é comumente usinada por CNC após solubilização e envelhecimento, permitindo a produção de componentes de alta precisão, como packers, válvulas e conectores tubulares, utilizados em aplicações offshore e submarinas severas.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Inconel 925

O Inconel 925 (UNS N09925 / ASTM B805 / NACE MR0175) é fornecido nas condições solubilizada e envelhecida (endurecida por precipitação) para componentes que exigem alta resistência e superior resistência à corrosão em meios contendo H₂S e cloretos.

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (peso %)	Função Principal
Níquel (Ni)	42,0–46,0	Liga base; fornece resistência à corrosão sob tensão e à fragilização por hidrogênio
Cromo (Cr)	19,5–23,5	Melhora a resistência à oxidação e à corrosão por pite induzida por cloretos
Ferro (Fe)	Balanço (~22–27%)	Matriz estrutural, contribui para a tenacidade
Molibdênio (Mo)	2,5–3,5	Melhora a resistência à corrosão por fresta e ao ataque localizado
Cobre (Cu)	1,5–3,0	Aumenta a resistência ao ácido sulfúrico e à salmoura
Alumínio (Al)	0,15–0,50	Forma a fase γ′ de reforço com o titânio
Titânio (Ti)	1,9–2,4	Contribui para o endurecimento por precipitação
Carbono (C)	≤0,03	Controlado para evitar sensibilização e corrosão intergranular
Manganês (Mn)	≤1,0	Melhora a trabalhabilidade a quente
Silício (Si)	≤0,5	Melhora a resistência à oxidação
Enxofre (S)	≤0,01	Mantido baixo para melhorar a ductilidade a quente

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8,14 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1343–1380°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	11,5 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	1,08 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	13,0 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
Calor Específico	420 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	195 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Condição Envelhecida)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Resistência à Tração	760–930 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	510–690 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	≥25% (corpo de prova 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	250–310 HB	ASTM E10
Tenacidade ao Impacto	≥80 J (Charpy V-Notch, TA)	ASTM E23

Principais Características do Inconel 925

Resistência por Endurecimento por Precipitação: atinge altos valores de escoamento e tração por meio do envelhecimento (precipitação da fase Ni₃(Al,Ti)).
Resistência Excepcional à Corrosão: adequado para gás ácido, água do mar e meios com cloretos; em conformidade com NACE MR0175.
Resistência à Corrosão Sob Tensão & à Trinca por Sulfetos: mantém integridade mecânica sob exposição a sulfeto de hidrogênio (H₂S) e fluidos ácidos de poços.
Usinabilidade CNC: desempenho estável em torneamento, fresamento e rosqueamento, com tolerâncias finais de ±0,01 mm e Ra ≤ 1,0 µm.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Inconel 925

Desafios de Usinagem

Alta Resistência Após o Envelhecimento

O Inconel 925 envelhecido apresenta dureza elevada (até 310 HB), causando desgaste mais rápido da ferramenta e lascamento da aresta de corte em condições inadequadas.

Encruamento e Aderência de Cavacos

Forte tendência ao encruamento e à formação de aresta postiça (BUE) durante operações de baixo avanço ou interrompidas.

Acúmulo de Calor

A baixa condutividade térmica contribui para calor excessivo na interface ferramenta–peça, exigindo estratégias de refrigeração otimizadas.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro com revestimento CVD ou PVD, cermets ou CBN	Resiste a temperaturas elevadas e ao desgaste
Revestimento	TiAlN ou AlCrN (2–4 µm)	Minimiza aderência e amolecimento térmico
Geometria	Saída positiva (10–12°), arestas brunidas ou chanfradas	Melhora o controle de cavacos e reduz as forças de corte

Parâmetros de Corte (ISO 3685)

Operação	Velocidade (m/min)	Avanço (mm/rev)	DOC (mm)	Pressão do Refrigerante (bar)
Desbaste	20–35	0,20–0,30	2,0–3,0	80–100
Acabamento	40–65	0,05–0,10	0,5–1,0	100–150

Tratamento de Superfície para Peças de Inconel 925 Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP remove vazios internos e melhora propriedades mecânicas, especialmente em componentes fundidos ou forjados submarinos e com classificação de pressão.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico envolve solubilização a 940–980°C seguida de envelhecimento a 620–660°C por 6–8 horas para otimizar o endurecimento por precipitação.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas utiliza GTAW com baixo aporte térmico e arame de adição NiCrMo-3 para garantir resistência à corrosão sob tensão pós-soldagem.

Revestimento de Barreira Térmica (TBC)

Revestimento TBC é aplicado para proteger peças em Inconel 925 em ambientes de alto calor, como conjuntos de turbinas geotérmicas ou offshore.

Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

EDM é ideal para criar roscas profundas, ranhuras e cavidades internas sem induzir tensão mecânica em seções endurecidas.

Furação Profunda

Furação Profunda permite L/D ≥ 40:1 para mandris, subs e canais de fluxo tubulares de ferramentas de poço com resistência à pressão interna.

Ensaios e Análise de Materiais

Ensaios de Materiais incluem ensaios SSC e HIC (NACE TM0177), verificação de propriedades mecânicas e avaliação macro/microestrutural.

Aplicações Industriais de Componentes em Inconel 925

Petróleo e Gás (Serviço Ácido)

Suportes de tubing (tubing hangers), packers de poço, subs e válvulas.
Suporta exposição a sulfeto de hidrogênio e CO₂ em alta pressão em plataformas offshore e poços profundos.

Engenharia Marinha

Trocadores de calor resfriados por água do mar, válvulas e conectores de risers.
Excelente resistência a cloretos e bioincrustação sob imersão em água salgada.

Processamento Químico e Petroquímico

Torres de scrubbers, aquecedores de salmoura e equipamentos de manuseio de ácidos.
Resiste à corrosão por pite e por fresta em meios de processo ácidos e ricos em cloretos.