Inconel vs acero inoxidable en usos industriales

El inconel y el acero inoxidable son aleaciones metálicas muy populares que ofrecen una estabilidad dimensional superior en entornos extremadamente corrosivos. Sin embargo, cada uno tiene diferentes áreas de aplicación. Cuando se trata de Inconel frente a acero inoxidable, entran en juego tres factores decisivos principales:costo, tolerancia a la temperatura y resistencia.

En este artículo, examinamos las propiedades de Inconel y el acero inoxidable y las aplicaciones para las que son adecuados para que pueda tomar la mejor decisión en función de los requisitos de su proyecto.

Inconel

Inconel es una superaleación a base de níquel-cromo conocida por mostrar un excelente perfil de resistencia a altas temperaturas de alrededor de 2000 °F en entornos corrosivos severos. Debido a estas propiedades únicas, Inconel se utiliza en motores a reacción, extracciones de petróleo y gas, aplicaciones de agua salada y aplicaciones de tratamiento térmico. Algunas aplicaciones populares de Inconel incluyen:

• Turbinas.
• Piezas de maquinaria pesada.
• Piezas del motor turborreactor.
• Fundición de metal.
• Tuberías de gas natural.
• impresión 3D.

Sin embargo, las aleaciones de Inconel son mucho más caras que las aleaciones de acero inoxidable.

Acero inoxidable

El cromo es el principal elemento de aleación del acero inoxidable (alrededor del 10 % al 20 %), lo que le da al acero inoxidable 200 veces más resistencia a la corrosión que incluso al acero dulce. Se puede clasificar en cinco grupos diferentes, de la siguiente manera:

1. Austenítico

• Uso más común
• Soldable, no magnético y no tratable térmicamente
• Usado en equipos de procesamiento de alimentos, utensilios de cocina y equipos médicos

1. Ferrítico

• Contiene del 12 al 17 % de cromo, menos del 0,1 % de carbono y molibdeno, aluminio y titanio
• Ofrece buena ductilidad y formabilidad
• Poca resistencia a altas temperaturas
• Magnético y no tratable con calor
• Grado más barato

1. Martensítico

• Contiene 11-17 % de cromo, 1,2 % de carbono y menos de 0,4 % de níquel
• Un mayor contenido de carbono afecta la formación y la soldadura
• Se requiere un tratamiento térmico previo y posterior para obtener otras propiedades confiables
• Utilizado para equipos dentales, quirúrgicos, cuchillos y otras herramientas de corte

1. Dúplex

• Contiene 20-25 % de cromo, 5 % de níquel, molibdeno y nitrógeno
• Mayor resistencia a la fluencia y mayor fisuración por corrosión bajo tensión por cloruro
• Usado en plantas químicas y tuberías

1. Endurecimiento por precipitación

• Tratamiento térmico de precipitación para reducir la plasticidad
• Fácil de mecanizar, muy duradero y alto límite elástico y resistencia a la tracción
• Cuatro veces más resistente que el acero austenítico
• Utilizado en las industrias de petróleo y gas, nuclear y aeroespacial

Inconel vs acero inoxidable:diferencias de aplicación

Aunque ambos metales pueden tener una apariencia física similar, son diferentes en muchos otros aspectos. Además, ambos metales vienen en diferentes grados y no hay dos aleaciones del mismo metal que tengan propiedades similares. Por ejemplo, las aleaciones de acero inoxidable de grado 316 pueden funcionar mejor bajo soluciones de cloruro que las aleaciones de acero inoxidable de grado 304. Además, la resistencia del metal puede cambiar según el tratamiento térmico recibido. Por ejemplo, la resistencia a la tracción de las barras de Inconel “en rollo” es mayor que la de las barras tratadas con solución. Incluso una ligera variación en los elementos secundarios puede alterar el perfil de resistencia final.

La siguiente tabla compara las propiedades esenciales de las dos aleaciones más populares, acero inoxidable Inconel 625 y 304.

	Inconel 625	Acero inoxidable 304
Resistencia a la tracción	135 000 psi (930 MPa)	75 000 psi (515 MPa)
Punto de fusión	2460 °F (1350 °C)	2550 °F (1400 °C)
Temperatura de funcionamiento	1800 °F (982 °C)	1697 °F (952 °C)
Límite elástico	75 000 psi (517 MPa)	30 000 psi (205 MPa)
Alargamiento	42,5 %	35 %
Maquinabilidad	Pobre	Pobre
Resistencia a la corrosión	Bueno, especialmente resistente a la corrosión por picaduras y grietas	Bueno, ofrece una excelente resistencia a la mayoría de los ácidos oxidantes

De acuerdo con la comparación anterior, las aplicaciones que requieren alta resistencia a la tracción a temperaturas elevadas, Inconel 625 sería una opción ideal sobre el acero inoxidable 304; por lo tanto, Inconel 625 se usa en intercambiadores de calor y turbinas de gas. Por otro lado, el acero inoxidable 304, debido a su bajo rango de temperatura de operación, es bueno para aplicaciones que requieren estabilidad dimensional junto con resistencia a la corrosión a bajas temperaturas.

Cuando se trata de resistencia a la corrosión, ambos tienen áreas de aplicación específicas. Inconel 625 ofrece una excelente resistencia a la corrosión por iones de cloruro y aguas marinas. Debido a su alta resistencia a la fatiga por corrosión, ofrece protección contra la corrosión por picaduras y grietas; por lo tanto, se utiliza como cable para cables de amarre, conductos de escape para embarcaciones utilitarias de la Marina y fuelles para líneas de vapor. Por otro lado, el acero inoxidable 304 resiste la corrosión de los ácidos oxidantes como el ácido sulfúrico y se usa a menudo en contenedores de productos químicos, incluidos los de transporte, y componentes aeroespaciales y automotrices.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que ambas aleaciones tienen malas características de mecanizado. Superar los desafíos de mecanizado de Inconel frente al acero inoxidable es imperativo para mantener el desperdicio de material y los costos bajo control.

Desafíos con el mecanizado de Inconel y acero inoxidable

Si bien es importante comprender las diferencias entre el Inconel y el acero inoxidable, es igualmente esencial comprender cómo las propiedades únicas de cada uno contribuyen a su maquinabilidad.

Por ejemplo, la resistencia de Inconel hace que sea difícil de mecanizar, ya que es propenso al endurecimiento por trabajo y, por lo tanto, puede dañar las herramientas o deformar la pieza de trabajo. Una de las mejores formas de superar esto es disolver las aleaciones de Inconel antes del mecanizado para liberar la tensión. También es recomendable utilizar herramientas cerámicas para lograr cortes continuos y reducir el endurecimiento durante el corte de bloques de Inconel.

Cortar acero inoxidable con precisión también es un desafío debido a su alto contenido de níquel, que conduce a una severa deformación plástica durante el proceso de mecanizado. La superficie se vuelve difícil de penetrar con los intentos posteriores. Como resultado, requiere más fuerza de corte, lo que conduce a la falla de la herramienta debido al exceso de calor por fricción. Usar sierras de cinta industriales y seguir el proceso de corte adecuado puede ayudarlo a lograr precisión de manera más rápida y sencilla.

A menos que tenga la configuración y la experiencia adecuadas para manejar estos metales desafiantes, es mejor subcontratar la tarea a un proveedor de servicios capacitado.

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