Escolhendo a Liga Inconel Certa para Fundição de Precisão de Alta Temperatura

Se você precisa de peças que suportem altas temperaturas, oxidação e produtos químicos corrosivos, considere fundi-las por precisão em Inconel. Inconel é uma superliga à base de níquel que resiste à oxidação e mantém sua resistência a temperaturas acima de 538 °C (1.000 °F). É produzida em diversas composições diferentes, sendo algumas mais fundidas por precisão do que outras.

Esta publicação examina o Inconel. Discute os vários tipos e composições e explica os benefícios de fabricar peças de Inconel pelo processo de fundição de precisão.

Introdução ao Inconel e Superligas

Inconel é uma marca registrada da Special Metals Corporation. Se você especifica que uma peça deve ser feita de Inconel, está pedindo um de seus produtos. Outras empresas fabricam superligas semelhantes, mas não podem colocar o nome Inconel nelas.

"Superliga" descreve um metal que mantém sua resistência à medida que se aproxima de seu ponto de fusão. Não-superligas como aço inoxidável tornam-se progressivamente mais fracas à medida que esquentam, mas uma superliga tem sua resistência total quando está a 90% de sua temperatura de fusão.

O Inconel tem uma característica particular que o torna extremamente útil para ambientes oxidantes: à medida que esquenta, forma uma camada de óxido passivante na superfície. Isso resiste à oxidação que rapidamente encurta a vida de peças feitas de outras ligas.

Superligas dividem-se em três tipos: à base de níquel, à base de cobalto e um grupo menor à base de ferro. O Inconel é cerca de 60% níquel, 18% cromo e 19% ferro, mais quantidades traço de cobalto, molibdênio, alumínio e titânio. As proporções exatas são o que diferenciam os vários tipos de Inconel e as superligas equivalentes.

Por Que Fundir Inconel por Precisão?

Dureza, tenacidade e resistência a alta temperatura tornam as superligas à base de níquel extremamente difíceis de usinar. A fundição de precisão evita este problema produzindo peças precisas near-net-shape. Embora os processos para fazer modelos de cera e núcleos cerâmicos sejam complicados, as fundições de precisão precisam de pouca usinagem final. Isso torna a fundição de precisão econômica para peças mais complexas requeridas em volumes maiores.

Nos primórdios das superligas, as peças eram forjadas em vez de fundidas. No entanto, o desenvolvimento da fundição de precisão sob vácuo eliminou os problemas de porosidade que assolaram as primeiras tentativas de fundição. Hoje, quase toda fundição de precisão de superligas é realizada sob vácuo.

Tratamento Térmico Correto é Essencial

Superligas como Inconel obtêm sua resistência da maneira como a liga cristaliza. O processo de tratamento térmico pós-fundição é parte integral disso.

O problema com superligas é que os muitos elementos que compõem a liga solidificam em temperaturas diferentes. Isso pode levá-los a se separar. O tratamento térmico resolve isso re-homogeneizando a liga.

O tratamento térmico envolve recozimento de solução por imersão a cerca de 982 °C (1.800 °F), após o qual a liga é têmpera em água. Isso pode ser seguido por endurecimento por precipitação, que envolve uma série de imersões em temperaturas progressivamente mais baixas. Graus de Inconel endurecidos por precipitação tendem a ter a maior resistência a alta temperatura e resistência à corrosão.

Tipos de Inconel para Fundição de Precisão

Mais de 20 tipos de superligas à base de níquel são vendidos sob o nome Inconel. Os mais frequentemente fundidos por precisão são 600, 625, 713 e 718. No entanto, outros tipos como 617 e 690 também podem ser fundidos desta forma. (Nota: 600 e 625 não são adequados para endurecimento por precipitação.)

Para projetos precisando de um tipo específico de Inconel, consulte um especialista em fundição antes de se comprometer com o processo de fundição de precisão.

Para alternativas ao Inconel, uma indicação é quando ligas são descritas pelo mesmo número. Por exemplo, Inconel 718 é frequentemente descrito mais genericamente como "Liga 718". Além disso, Haynes 230, Rene 41 e MAR-M200 (da Martin Marietta) são semelhantes em composição.

Conselhos de Seleção de Superliga para Seu Projeto

Superligas à base de níquel como Inconel oferecem resistência excepcional a alta temperatura. A maioria também resiste à oxidação e ataque químico, tornando-as adequadas para uma série de aplicações de processamento químico e "down hole" da indústria de petróleo. No entanto, esta resistência as torna muito difíceis de usinar.

Alguns tipos de Inconel são adequados para forjamento. Para geometrias complexas, porém, o processo de fundição de precisão é uma alternativa melhor. Sua alta precisão minimiza a quantidade de usinagem necessária, o que tem o benefício adicional de manter os custos totais de fabricação competitivos.

A Impro é experiente com fundição de precisão de Inconel e outras superligas. Para aconselhamento sobre o tipo de metal mais adequado para sua aplicação, entre em contato conosco.