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Inconel X-750

Uma liga de níquel-cromo de alta resistência, resistente à corrosão e à oxidação, ideal para componentes CNC de turbinas, nuclear e aeroespacial expostos a temperaturas elevadas contínuas ou cíclicas.

Introdução ao Inconel X-750

O Inconel X-750 é uma liga níquel-cromo endurecível por precipitação, reconhecida por sua excepcional resistência em altas temperaturas, resistência à oxidação e resistência à corrosão sob tensão (SCC). Reforçada pela precipitação de gama prime (γ′) por meio de adições de alumínio e titânio, essa liga oferece propriedades mecânicas estáveis em temperaturas de até 700°C e exposição intermitente de até 980°C.

Com origens em aplicações de motores a jato e do setor nuclear, o Inconel X-750 é amplamente utilizado em molas, fixadores, pás de turbinas a gás e componentes de vasos de pressão. Está disponível nas formas trabalhada (wrought) e fundida (cast) e, normalmente, é usinado por CNC nas condições tratada em solução ou endurecida por envelhecimento, dependendo dos requisitos de desempenho da aplicação final.

Propriedades Químicas, Físicas e Mecânicas do Inconel X-750

O Inconel X-750 (UNS N07750 / AMS 5667 / ASTM B637) é fornecido em múltiplas condições de tratamento térmico, incluindo solubilizado, envelhecido ou aliviado de tensões (stress-equalized), para componentes estruturais e críticos à fadiga.

Composição Química (Típica)

Elemento	Faixa de Composição (peso %)	Função Principal
Níquel (Ni)	≥70,0	Elemento base; garante resistência em altas temperaturas e resistência à corrosão
Cromo (Cr)	14,0–17,0	Fornece resistência à oxidação e estabilidade de passivação
Ferro (Fe)	5,0–9,0	Contribui para eficiência de custo e tenacidade estrutural
Titânio (Ti)	2,25–2,75	Forma precipitados de reforço γ′
Alumínio (Al)	0,40–1,0	Combina-se com Ti para aumentar a resistência em alta temperatura
Manganês (Mn)	≤1,0	Melhora a trabalhabilidade a quente
Silício (Si)	≤0,5	Melhora a resistência à oxidação
Cobre (Cu)	≤0,5	Mantido baixo para evitar risco de corrosão
Carbono (C)	≤0,08	Controlado para ductilidade e soldabilidade
Enxofre (S)	≤0,01	Minimizado para evitar trincas a quente
Nióbio (Nb+Ta)	0,5–1,0	Promove estabilidade estrutural sob tensão

Propriedades Físicas

Propriedade	Valor (Típico)	Norma/Condição de Ensaio
Densidade	8,28 g/cm³	ASTM B311
Faixa de Fusão	1390–1430°C	ASTM E1268
Condutividade Térmica	11,2 W/m·K a 100°C	ASTM E1225
Resistividade Elétrica	1,25 µΩ·m a 20°C	ASTM B193
Expansão Térmica	13,3 µm/m·°C (20–1000°C)	ASTM E228
Capacidade Calorífica Específica	460 J/kg·K a 20°C	ASTM E1269
Módulo de Elasticidade	214 GPa a 20°C	ASTM E111

Propriedades Mecânicas (Envelhecido, AMS 5667)

Propriedade	Valor (Típico)	Norma de Ensaio
Resistência à Tração	1000–1200 MPa	ASTM E8/E8M
Limite de Escoamento (0,2%)	750–900 MPa	ASTM E8/E8M
Alongamento	≥15% (corpo de prova 25 mm)	ASTM E8/E8M
Dureza	320–370 HB	ASTM E10
Resistência à Ruptura sob Tensão	≥120 MPa @ 704°C, 1000 h	ASTM E139

Principais Características do Inconel X-750

Alta Resistência à Fluência e à Ruptura sob Tensão: mantém propriedades mecânicas durante exposição prolongada a 600–700°C, ideal para turbinas a jato e aplicações de molas.
Excelente Resistência à Oxidação e à Corrosão: resiste ao ataque por cloretos e sulfetos, com desempenho comprovado em ambientes marinhos e nucleares.
Versatilidade de Endurecimento por Envelhecimento: as propriedades mecânicas podem ser ajustadas por tratamentos de solubilização e envelhecimento conforme a aplicação.
Usinabilidade CNC: requer controle cuidadoso da ferramenta, mas oferece precisão e estabilidade para componentes críticos com tolerâncias de até ±0,01 mm e Ra ≤ 1,0 µm.

Desafios e Soluções de Usinagem CNC para Inconel X-750

Desafios de Usinagem

Alta Taxa de Encruamento (Work Hardening)

A liga aumenta rapidamente a dureza superficial durante a usinagem, levando ao desgaste da ferramenta e à imprecisão dimensional se avanços e velocidades não forem otimizados.

Fases de Reforço Abrasivas

γ′ precipitado e carbonetos (especialmente na condição envelhecida) desgastam arestas e revestimentos das ferramentas, particularmente em cortes interrompidos.

Retenção de Calor

A baixa condutividade térmica concentra calor na zona de corte, exigindo refrigeração de alta pressão e materiais de ferramenta avançados.

Estratégias de Usinagem Otimizadas

Seleção de Ferramentas

Parâmetro	Recomendação	Justificativa
Material da Ferramenta	Metal duro com revestimento PVD ou ferramentas CBN	Resistem à fadiga térmica e às fases abrasivas
Revestimento	AlTiN ou TiSiN (2–5 µm)	Reduz atrito e prolonga a vida da ferramenta
Geometria	Ângulo de saída 10–12°, aresta brunida ou chanfrada	Melhora a evacuação de cavacos e reduz a força de corte

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	40–60	0,05–0,10	0,5–1,0	100–150

Tratamento de Superfície para Peças de Inconel X-750 Usinadas

Prensagem Isostática a Quente (HIP)

HIP aumenta a resistência à fluência-ruptura e à fadiga em peças de Inconel X-750 fundidas ou fabricadas por manufatura aditiva ao eliminar porosidade.

Tratamento Térmico

Tratamento Térmico inclui solubilização a 1095°C seguida de envelhecimento a 705°C por 16–20 horas para otimizar a precipitação de γ′ e a resistência à tração.

Soldagem de Superligas

Soldagem de Superligas emprega GTAW com aporte térmico controlado e metal de adição de solda Inconel X para reduzir a suscetibilidade a microtrincas.

Revestimento de Barreira Térmica (TBC)

Revestimento TBC aplica 125–250 µm de YSZ para proteger anéis de turbina e escudos térmicos operando acima de 900°C.

Usinagem por Descarga Elétrica (EDM)

EDM permite abertura de ranhuras e perfilamento de precisão em X-750 endurecido, com tolerâncias de até ±0,01 mm.

Furação Profunda

Furação Profunda suporta canais internos de refrigeração em atuadores aeroespaciais e sistemas de molas para reatores com L/D ≥ 40:1.

Ensaios e Análise de Materiais

Ensaios de Materiais incluem ensaio de ruptura sob tensão (ASTM E139), análise de estrutura de grão (ASTM E112) e qualificação de corrosão (NACE, ASTM G28).