¿Cuáles son las desventajas del Inconel 718?
Inconel 718 es una superaleación de alto rendimiento a base de níquel, hierro y cromo desarrollada originalmente por Eiselstein de Inconel a finales de la década de 1950 para su uso en motores de turbina de gas. Contribuye significativamente a cumplir los requisitos de los motores de turbina de gas avanzados. Se utiliza ampliamente en el campo aeroespacial debido a su buena soldabilidad y propiedades mecánicas superiores a otros grados de superaleaciones. La alta resistencia térmica de la aleación Inconel 718 se logra principalmente mediante la precipitación de las fases primaria-[Ni3Ti, Ni3Al)] y doble primaria-[Ni3Nb]. General Electric utiliza un 34 por ciento de aleación Inconel 718 en el motor CF6 del Boeing 787, que se utiliza para fabricar componentes de motores aeroespaciales. Se utiliza en partes calientes de cohetes y turbinas de gas, como palas, discos y carcasas en las áreas de alta presión de compresores y discos, así como algunas palas en piezas de turbinas con resistencia a altas temperaturas, excelentes propiedades de fluencia y ruptura por tensión. . , los principales requisitos son una buena resistencia a la corrosión en caliente y a la oxidación. Implica dos métodos de fortalecimiento: fortalecimiento por solución sólida (los átomos de Fe, Cr, Mo, Nb reemplazan al Ni en la matriz de Ni) y fortalecimiento por precipitación de los precipitados ′ y ″. A una temperatura cercana a los 650 grados, el Nb se combina con el Ni formando la fase ″ (Ni3Nb), proporcionando excelentes propiedades mecánicas a temperaturas muy altas.
Para mejorar continuamente la eficiencia, el rendimiento en campo y reducir el mantenimiento de los motores de turbina de gas industriales, se requiere una aplicación generalizada de la aleación Inconel 718. Pueden soportar mayores tensiones a altas temperaturas de hasta 650 grados durante períodos prolongados, lo que demuestra su viabilidad para su uso en tecnología avanzada de motores de turbina de gas. Después de 1950, comenzó la era de los motores a reacción y los cohetes, que jugó un papel importante en el desarrollo de motores de alto empuje. Sin superaleaciones a base de níquel, los aviones volarían con menos potencia y a velocidades más lentas. La forma más eficaz de acelerar el empuje de un motor de avión es aumentar su temperatura de funcionamiento. Está limitado por la resistencia a altas temperaturas de los metales utilizados en los componentes de los motores aeroespaciales. Debe ser más duro y resistente a la corrosión, oxidación y deformación a altas temperaturas. La mayoría de los materiales experimentan una fluencia acelerada a temperaturas 30-40% de su punto de fusión. Por ejemplo, las aleaciones de titanio se deslizan rápidamente por encima de los 360 grados. La superaleación Inconel 718 tiene una excelente resistencia a la fluencia y, por lo tanto, se puede utilizar a temperaturas de hasta 860 grados, que es un 70% por encima de su punto de fusión (Tm=1430 grados). En las últimas dos décadas, la propulsión de los motores de turbina de gas ha aumentado un 60 por ciento, mientras que el consumo de combustible ha disminuido un 20 por ciento. Extiende los límites operativos de las superaleaciones a 1300 grados, contribuyendo a la creación de potentes motores a reacción.
La soldadura es de gran importancia en la industria aeroespacial en la fabricación de componentes de motores de aviones. La competencia extrema en el mercado aeroespacial obliga a los fabricantes a modificar sus procesos de fabricación, rediseñando así grandes componentes estructurales y mecánicos para evitar costosos procesos de fundición y mecanizado y el posterior transporte del proveedor al fabricante. Una mejora en el diseño y fabricación de componentes estructurales es la fabricación de subestructuras y su unión mediante adecuados procesos de soldadura avanzados. Además, la reparación por soldadura de componentes de motores aeroespaciales se está volviendo cada vez más importante como medio para extender la vida útil del motor y reducir los costos asociados con el reemplazo de componentes. El proceso de soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) se utiliza específicamente para soldar la aleación Inconel 718 porque proporciona uniones limpias, precisas y de alta calidad. Es económico, tiene un ambiente de taller amigable y es más adecuado para operaciones de soldadura en sitio. Sin embargo, también tiene algunas desventajas, como un alto aporte de calor y una menor penetración de la soldadura debido a la columna de arco más ancha, lo que resulta en porosidad debido al gas protector atrapado, distorsión y velocidades de soldadura más lentas. Además, la soldadura de placas delgadas dificulta la formación de uniones buenas y sin defectos. La aleación Inconel 718 es susceptible a una serie de problemas metalúrgicos durante la soldadura por fusión, en particular la segregación de niobio y el desarrollo de una fase de red de Laves más gruesa en la zona de fusión (FZ). Deteriora significativamente las propiedades mecánicas de las uniones soldadas. Además, la licuefacción de la fase rica en niobio en la zona afectada por el calor (ZAT) puede provocar problemas de microfisuras. El metal de soldadura lento de la aleación Inconel 718 no sangra ni se moja como el metal de soldadura del acero al carbono y del acero inoxidable. Por tanto, se producirán diversos defectos de soldadura, como poros, grietas de solidificación, etc.
