Inconel vs. Aço Inoxidável em Usos Industriais

Inconel e aço inoxidável são ligas metálicas altamente populares que oferecem estabilidade dimensional superior em ambientes extremamente corrosivos. No entanto, cada um tem diferentes áreas de aplicação. Quando se trata de Inconel versus aço inoxidável, três fatores decisivos importantes entram em jogo:custo, tolerância à temperatura e resistência.

Neste artigo, examinamos as propriedades do Inconel e do aço inoxidável e as aplicações para as quais eles são adequados para que você possa tomar a melhor decisão com base nos requisitos do seu projeto.

Inconel

Inconel é uma superliga à base de níquel-cromo conhecida por apresentar um excelente perfil de resistência em altas temperaturas de cerca de 2.000°F sob ambientes corrosivos severos. Devido a essas propriedades exclusivas, o Inconel é usado em motores a jato, extrações de petróleo e gás, aplicações de água salgada e aplicações de tratamento térmico. Algumas aplicações populares do Inconel incluem:

• Turbinas.
• Peças de máquinas pesadas.
• Peças do motor turbojato.
• Fundição de metal.
• Tubulação de gás natural.
• Impressão 3D.

No entanto, as ligas de Inconel são muito mais caras do que as ligas de aço inoxidável.

Aço inoxidável

O cromo é o principal elemento de liga no aço inoxidável (cerca de 10%-20%), o que confere ao aço inoxidável 200 vezes mais resistência à corrosão do que o aço macio. Ele pode ser classificado em cinco grupos diferentes, como segue:

1. Austenítico

• Mais usado
• Soldável, não magnético e não tratável termicamente
• Usado em equipamentos de processamento de alimentos, utensílios de cozinha e equipamentos médicos

1. Ferrítico

• Contém 12-17% de cromo, menos de 0,1% de carbono e molibdênio, alumínio e titânio
• Oferece boa ductilidade e formabilidade
• Tem pouca resistência em altas temperaturas
• Magnético e não tratável termicamente
• Nota mais barata

1. martensítico

• Contém 11-17% de cromo, 1,2% de carbono e menos de 0,4% de níquel
• O maior teor de carbono afeta a conformação e a soldagem
• É necessário pré e pós-tratamento térmico para obter outras propriedades confiáveis
• Usado para equipamentos odontológicos, cirúrgicos, facas e outras ferramentas de corte

1. Dúplex

• Contém 20-25% de cromo, 5% de níquel, molibdênio e nitrogênio
• Maior resistência ao escoamento e maior rachadura por corrosão sob tensão de cloreto
• Usado em plantas químicas e tubulações

5. Endurecimento por precipitação

• Tratamento térmico por precipitação para reduzir a plasticidade
• Fácil de usinar, altamente durável e com alta resistência ao escoamento e resistência à tração
• Quatro vezes mais resistente que o aço austenítico
• Usado nas indústrias de petróleo e gás, nuclear e aeroespacial

Inconel x aço inoxidável:diferenças de aplicação

Embora ambos os metais possam ter uma aparência física semelhante, eles são diferentes em muitos outros aspectos. Além disso, ambos os metais vêm em graus diferentes e duas ligas do mesmo metal não têm propriedades semelhantes. Por exemplo, ligas de aço inoxidável grau 316 podem ter melhor desempenho sob soluções de cloreto do que ligas de aço inoxidável grau 304. Além disso, a resistência do metal pode mudar dependendo do tratamento térmico recebido. Por exemplo, a resistência à tração das barras Inconel “como laminadas” é maior do que as barras tratadas com solução. Mesmo uma pequena variação nos elementos secundários pode alterar o perfil de resistência final.

A tabela abaixo compara as propriedades essenciais das duas ligas mais populares, o aço inoxidável Inconel 625 e o 304.

	Inconel 625	Aço inoxidável 304
Resistência à tração	135.000 psi (930 MPa)	75.000 psi (515 MPa)
Ponto de fusão	2.460°F (1350°C)	2.550°F (1400°C)
Temperatura de operação	1.800°F (982°C)	1.697°F (952°C)
Força de rendimento	75.000 psi (517 MPa)	30.000 psi (205 MPa)
Alongamento	42,5%	35%
Usinabilidade	Pobre	Pobre
Resistência à corrosão	Bom, especialmente resistente à corrosão por pites e fendas	Bom, oferece excelente resistência à maioria dos ácidos oxidantes

De acordo com a comparação acima, aplicações que exigem alta resistência à tração em temperaturas elevadas, o Inconel 625 seria a escolha ideal em relação ao aço inoxidável 304; portanto, o Inconel 625 é utilizado em trocadores de calor e turbinas a gás. Por outro lado, o aço inoxidável 304, devido à sua baixa faixa de temperatura de operação, é bom para aplicações que exigem estabilidade dimensional aliada à resistência à corrosão em baixas temperaturas.

Quando se trata de resistência à corrosão, ambos possuem áreas de aplicação específicas. O Inconel 625 oferece excelente resistência à corrosão por íons cloreto e água do mar. Devido à sua resistência à fadiga de alta corrosão, oferece proteção contra corrosão por pites e frestas; assim, é usado como cabo de fiação para cabos de amarração, dutos de exaustão para barcos utilitários da Marinha e foles de linha de vapor. Por outro lado, o aço inoxidável 304 resiste à corrosão de ácidos oxidantes, como o ácido sulfúrico, e é frequentemente usado em recipientes de produtos químicos, incluindo os de transporte, e componentes automotivos e aeroespaciais.

No entanto, é importante notar que ambas as ligas têm características de usinagem ruins. Superar os desafios de usinagem do Inconel versus aço inoxidável é fundamental para manter o desperdício de material e os custos sob controle.

Desafios com Usinagem Inconel e Aço Inoxidável

Embora seja importante entender as diferenças entre o Inconel e o aço inoxidável, também é essencial entender como as propriedades únicas de cada um contribuem para sua usinabilidade.

Por exemplo, a resistência do Inconel dificulta a usinagem, pois é propenso ao trabalho de endurecimento e, portanto, pode danificar as ferramentas ou deformar a peça. Uma das melhores maneiras de superar isso é resolver as ligas Inconel antes da usinagem para liberar o estresse. Também é aconselhável usar ferramentas cerâmicas para obter cortes contínuos e reduzir o endurecimento durante o corte de blocos de Inconel.

O corte de aço inoxidável com precisão também é um desafio devido ao seu alto teor de níquel, que leva a uma severa deformação plástica durante o processo de usinagem. A superfície fica difícil de penetrar com tentativas subsequentes. Como resultado, requer mais força de corte, o que leva à falha da ferramenta devido ao excesso de calor de atrito. Usar serras de fita industriais e seguir o processo de corte adequado pode ajudá-lo a obter precisão com mais rapidez e facilidade.

A menos que você tenha a configuração e a experiência corretas para lidar com esses metais desafiadores, é melhor terceirizar a tarefa para um provedor de serviços experiente.

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