Inconel vs titanio:comprensión de los casos de uso de metales de alta especificación

Tanto el inconel como el titanio son metales de altas especificaciones adecuados para una amplia variedad de aplicaciones corrosivas y de alta tensión. Aunque ambos tienen propiedades físicas y mecánicas deseables que los hacen adecuados para condiciones extremas, el inconel y el titanio son metales muy diferentes. Aquí, veremos las principales propiedades, problemas de fabricación y casos de uso que diferencian al Inconel del titanio.

Inconel

Inconel es el nombre comercial de una familia de superaleaciones de níquel-cromo fabricadas por Special Metals Corporation. Tiene una tolerancia increíblemente alta a temperaturas extremas y puede soportar alrededor de 2000 °F (dependiendo de la aleación) sin perder fuerza. También funciona bien en temperaturas criogénicas.

Además de su desempeño en temperaturas extremas, Inconel tiene excelentes propiedades mecánicas a temperatura ambiente. Inconel 725, por ejemplo, tiene una resistencia a la tracción de hasta 180 ksi, el doble de la resistencia del acero estructural. Algunas aleaciones de Inconel, como Inconel 718, se endurecen por precipitación para aumentar aún más su resistencia. Inconel también es muy resistente a la corrosión, incluida la oxidación, las picaduras, la corrosión por grietas y el agrietamiento por corrosión.

Las propiedades de Inconel lo convierten en un metal valioso para las condiciones más exigentes. Sin embargo, como la mayoría de las superaleaciones, es significativamente más cara que los metales comunes como el acero, el aluminio y el titanio.

Mecanizado de Inconel

La resistencia que hace del Inconel un material tan valioso para condiciones extremas también lo hace difícil de mecanizar. Es excepcionalmente duro y tiende a endurecerse durante el mecanizado, lo que puede dañar las herramientas de corte y deformar la pieza de trabajo.

El Inconel que alivia la tensión mediante la solución antes del mecanizado puede ayudar a reducir la dureza de la superficie y limitar el endurecimiento por trabajo, reduciendo la tensión y el desgaste de las herramientas. Se recomienda el uso de herramientas de cerámica, ya que es capaz de realizar cortes rápidos y continuos que minimizan el endurecimiento por trabajo. También es importante evitar el picoteo, que puede aumentar el endurecimiento por trabajo.

Soldadura Inconel

La mayor parte del Inconel es difícil de soldar porque las soldaduras tienden a agrietarse. Sin embargo, ciertas aleaciones de Inconel están diseñadas para ser soldables. Estos suelen ser TIG (gas inerte de tungsteno) soldados con Inconel 625, la aleación de Inconel más soldable, como metal de aporte. Si bien la soldadura TIG generalmente no requiere un relleno, se recomienda para la soldadura Inconel debido a lo difícil que es fusionar dos piezas sin romperlas.

Aplicaciones Inconel

Debido a su alta resistencia química y a la temperatura, Inconel es ideal para una variedad de aplicaciones aeroespaciales, de petróleo y gas y marinas. Algunos casos de uso comunes de Inconel incluyen:

• Escapes de motores a reacción.
• Turbinas.
• Acoplamientos de escape.
• Montones de bengalas.
• Tuberías de gas natural.
• Palas de hélices marinas.
• Sujetadores aeroespaciales y marinos.
• Piezas de maquinaria pesada.

Inconel es un material ideal siempre que se necesite resistencia a la corrosión y a temperaturas extremas, especialmente cuando las altas temperaturas degradarían la resistencia y la resistencia a la oxidación de otros metales.

Titanio

El titanio es un metal elemental con una relación resistencia-peso excepcionalmente alta, lo que lo hace muy útil para aplicaciones donde minimizar el peso es fundamental, como los componentes estructurales aeroespaciales. El titanio es casi tan fuerte como el acero pero solo pesa la mitad. Sin embargo, estas propiedades tienen un precio más alto que los metales más comunes como el aluminio y el acero, aunque por lo general son mucho más baratos que el Inconel.

El titanio no reacciona con el oxígeno y el agua a temperatura ambiente. Al igual que el Inconel, el titanio forma una capa de oxidación pasiva en su superficie que protege el material. Esto hace que el titanio sea extremadamente resistente a la corrosión, incluso frente a ácidos fuertes como el sulfúrico y el clorhídrico. Además, el titanio también es biocompatible y no tóxico, por lo que se usa para muchas aplicaciones médicas.

El titanio está disponible en grados comercialmente puros y aleados. La aleación más común, Ti 6Al-4V, se alea con aluminio y vanadio y representa aproximadamente la mitad de todo el titanio que se usa a nivel mundial. Esta y otras aleaciones de titanio están diseñadas para ser más duras, resistentes y/o más fáciles de trabajar que el titanio puro. El titanio comercialmente puro (CP) es más blando y dúctil que la aleación de titanio, pero su resistencia a la corrosión es sobresaliente.

Mecanizado de titanio

Las propiedades que hacen del titanio un metal tan útil también lo hacen muy difícil de mecanizar. Al igual que el Inconel, el titanio es susceptible al endurecimiento por trabajo. El titanio CP también es muy gomoso cuando se mecaniza y forma virutas largas y continuas que pueden interferir con la herramienta de corte. Esta característica también lo hace susceptible a la excoriación. Esto se puede reducir utilizando mucho refrigerante a alta presión para eliminar las virutas lo antes posible y mantener las ranuras de la herramienta despejadas.

Cuando mecanice titanio, evite los cortes interrumpidos y mantenga la herramienta en movimiento en todo momento cuando entre en contacto con la pieza de trabajo. El contacto excesivo hará que la herramienta se frote, creando un exceso de calor que conduce al endurecimiento por trabajo. Mecanizar a una velocidad más baja y una tasa de avance más alta puede reducir significativamente la generación de calor.

Si bien el Inconel es extremadamente duro y rígido, el titanio es mucho más flexible, por lo que las piezas de trabajo requieren un agarre seguro y una configuración de la máquina lo más rígida posible. El titanio y sus aleaciones son muy elásticos, lo que provoca una recuperación elástica y vibración durante el mecanizado y puede dar como resultado un acabado superficial deficiente.

Titanio de soldadura

El titanio y sus aleaciones son fácilmente soldables. Las técnicas y equipos para soldar titanio son similares a los de otros metales de alta especificación, como el acero inoxidable o las aleaciones con base de níquel. El titanio, sin embargo, requiere una atención más cuidadosa a la limpieza y protección de gas inerte que otros metales. La contaminación por aire puede arruinar las soldaduras de titanio.

Aplicaciones de titanio

Las propiedades mecánicas del titanio, particularmente su relación resistencia-peso, son muy útiles en las industrias aeroespacial y automotriz. Ti 6AL-4V representa casi la mitad de todas las aleaciones utilizadas en aplicaciones aeroespaciales. También se usa comúnmente en la industria médica debido a su superior resistencia a la corrosión y biocompatibilidad.

Algunos usos comunes del titanio incluyen:

• Motores y armazones de aeronaves.
• Revestimiento de blindaje.
• Barcos navales.
• Nave espacial.
• Misiles.
• Tren de aterrizaje.
• Conductos de escape.
• Articulaciones artificiales.
• Accesorios para colocar o reparar huesos.
• Dispositivos médicos implantados.
• Equipamiento deportivo.
• Cuadros de bicicletas.

Inconel y titanio

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