Elección de la aleación Inconel adecuada para fundición a la cera perdida a alta temperatura

Si necesita piezas que soporten altas temperaturas, oxidación y productos químicos corrosivos, considere fundirlas a la cera perdida en Inconel. Inconel es una superaleación a base de níquel que resiste la oxidación y retiene su resistencia a temperaturas superiores a 1.000 °F. Se produce en varias composiciones diferentes, siendo algunas fundidas a la cera perdida más que otras.

Esta publicación examina el Inconel. Discute los diversos tipos y composiciones y explica los beneficios de fabricar piezas de Inconel mediante el proceso de fundición a la cera perdida.

Introducción al Inconel y las superaleaciones

Inconel es una marca registrada propiedad de Special Metals Corporation. Si especifica que una pieza debe hacerse de Inconel, está pidiendo uno de sus productos. Otras empresas fabrican superaleaciones similares, pero no pueden poner el nombre Inconel en ellas.

"Superaleación" se usa para describir un metal que retiene su resistencia a medida que se acerca a su punto de fusión. Las no superaleaciones como el acero inoxidable se vuelven progresivamente más débiles a medida que se calientan, pero una superaleación tiene su resistencia total cuando está al 90% de su temperatura de fusión.

El Inconel tiene una característica particular que lo hace extremadamente útil para entornos oxidantes: a medida que se calienta, forma una capa de óxido pasivante en la superficie. Esto resiste la oxidación que acorta rápidamente la vida de piezas hechas de otras aleaciones.

Las superaleaciones se dividen en tres tipos: las que son a base de níquel, las que son a base de cobalto y un grupo menor que son a base de hierro. El Inconel es alrededor de 60% níquel, 18% cromo y 19% hierro, más cantidades traza de cobalto, molibdeno, aluminio y titanio. Las proporciones exactas son lo que diferencia los diversos tipos de Inconel y las superaleaciones equivalentes.

¿Por qué fundir Inconel a la cera perdida?

La dureza, tenacidad y resistencia a alta temperatura hacen que las superaleaciones a base de níquel sean extremadamente difíciles de mecanizar. La fundición a la cera perdida evita este problema produciendo piezas precisas de forma casi neta (near-net shape). Aunque los procesos para hacer modelos de cera y núcleos cerámicos son complicados, las fundiciones a la cera perdida necesitan poco mecanizado final. Esto hace que la fundición a la cera perdida sea rentable para piezas más complejas requeridas en volúmenes más altos.

En los primeros días de las superaleaciones, las piezas se forjaban en lugar de fundirse. Sin embargo, el desarrollo de la fundición a la cera perdida bajo vacío eliminó los problemas de porosidad que plagaron los primeros intentos de fundición. Hoy casi toda la fundición a la cera perdida de superaleaciones se realiza bajo vacío.

El tratamiento térmico correcto es esencial

Las superaleaciones como el Inconel obtienen su resistencia de la forma en que la aleación cristaliza. El proceso de tratamiento térmico post-fundición es una parte integral de esto.

El problema con las superaleaciones es que los muchos elementos que componen la aleación se solidifican a diferentes temperaturas. Esto puede llevar a que se separen. El tratamiento térmico aborda esto re-homogeneizando la aleación.

El tratamiento térmico implica recocido de solución por mantenimiento a alrededor de 1.800 °F, tras lo cual la aleación se templa en agua. Esto puede seguirse de endurecimiento por precipitación que implica una serie de mantenimientos a temperaturas progresivamente más bajas. Los grados de Inconel endurecidos por precipitación tienden a tener la mayor resistencia a alta temperatura y resistencia a la corrosión.

Tipos de Inconel para fundición a la cera perdida

Más de 20 tipos de superaleaciones a base de níquel se venden bajo el nombre Inconel. Los que más a menudo se funden a la cera perdida son 600, 625, 713 y 718. Sin embargo, otros tipos como 617 y 690 también pueden fundirse de esta manera. (Nota: 600 y 625 no son adecuados para endurecimiento por precipitación.)

Para proyectos que necesitan un tipo específico de Inconel, consulte a un especialista de fundición antes de comprometerse a usar el proceso de fundición a la cera perdida.

Para alternativas al Inconel, una indicación es cuando las aleaciones se describen con el mismo número. Por ejemplo, Inconel 718 a menudo se describe más generalmente como "Aleación 718". Además, Haynes 230, Rene 41 y MAR-M200 (de Martin Marietta) son similares en composición.

Consejos de selección de superaleación para su proyecto

Las superaleaciones a base de níquel como Inconel ofrecen una resistencia excepcional a alta temperatura. La mayoría también resisten la oxidación y el ataque químico, lo que las hace adecuadas para una serie de aplicaciones de procesamiento químico y de la industria petrolera "down hole". Sin embargo, esta resistencia las hace muy difíciles de mecanizar.

Algunos tipos de Inconel son adecuados para forja. Para geometrías complejas, sin embargo, el proceso de fundición a la cera perdida es una mejor alternativa. Su alta precisión minimiza la cantidad de mecanizado necesario, lo que tiene el beneficio adicional de mantener los costes totales de fabricación competitivos.

Impro tiene experiencia en fundición a la cera perdida de Inconel y otras superaleaciones. Para asesoramiento sobre el tipo de metal más adecuado para su aplicación, contáctenos.