Características y aplicaciones del Inconel en diferentes ambientes

Introducción

El Inconel es una familia de aleaciones de níquel-cromo que ha demostrado ser indispensable en diversas industrias, especialmente aquellas que operan en condiciones extremas. Su capacidad para mantener su integridad estructural y propiedades mecánicas bajo temperaturas elevadas y en ambientes corrosivos lo convierte en un material de elección para aplicaciones críticas. En este artículo, se exponen las características principales de esa aleación, con un enfoque en las variantes Inconel 625 e Inconel 718, y sus aplicaciones en diferentes sectores industriales.

¿Qué es el Inconel y cuáles son sus principales propiedades?

Son aleaciones de níquel que contienen cromo, molibdeno y otros elementos que mejoran sus propiedades mecánicas y sus resistencias a la corrosión. Las aleaciones de Inconel son conocidas por su excepcional resistencia en ambientes de alta temperatura y su capacidad para resistir la oxidación y la corrosión. Estos materiales son fundamentales en aplicaciones donde se requiere durabilidad y rendimiento en condiciones adversas.

Composición química

La composición química varía según la aleación específica. Por ejemplo, el 625 está compuesto aproximadamente por un 58% de níquel, 21-23% de cromo, 8-10% de molibdeno, y pequeñas cantidades de hierro, niobio y tantalio. Esta combinación le otorga una resistencia excepcional a la corrosión y la oxidación, así como una notable estabilidad térmica.

Por otro lado, el 718, otra aleación destacada, contiene entre 50-55% de níquel, 17-21% de cromo, 4.75-5.5% de niobio, además de molibdeno, aluminio y titanio. La presencia de niobio y titanio permite que este material específico sea reforzado mediante tratamiento térmico, mejorando sus propiedades mecánicas, especialmente en aplicaciones de muy alta temperatura.

Propiedades mecánicas

Estas propiedades son un aspecto determinante de su valor en aplicaciones industriales. El Inconel 625, por ejemplo, presenta alta resistencia a la tracción, resistencia a la fluencia y una excelente ductilidad, incluso en ambientes extremadamente corrosivos; lo cual lo caracteriza para aplicaciones en la industria química, marina y de generación de energía.

El Inconel 718, en contraste, tiene una combinación de alta resistencia mecánica y resistencia a la fluencia, siendo útil en aplicaciones aeroespaciales y en la industria de turbinas de gas. A temperaturas de 700 °C, permaneces estable; por lo cual, es una opción ideal para componentes de motores de aeronaves y otros sistemas de alta temperatura.

¿Por qué el Inconel es ideal para ambientes de alta temperatura y corrosivos?

Su resistencia a la corrosión y a las altas temperaturas es una de las principales propiedades para ser considerado en aplicaciones críticas, como condiciones severas que destruirían otros materiales. A continuación, analizamos los factores que los hace una opción preferida en estos ambientes.

• Resistencia a la corrosión: Esta superaleación muestra una resistencia sobresaliente a diversos tipos de corrosión como: picaduras, grietas e intergranular. Esto se debe a la formación de una capa pasiva de óxidos de cromo en la superficie del material, que actúa como una barrera protectora contra los agentes corrosivos. En ambientes marinos, por ejemplo, el Inconel 625 es ampliamente utilizado en agua salada, como componentes de estructuras submarinas y sistemas de propulsión naval.
• Comportamiento a altas temperaturas: A altas temperaturas, el Inconel mecánicamente es resistente a la oxidación y al desgaste, por lo que aleaciones como el Inconel 718 es utilizado en aplicaciones aeroespaciales a temperaturas mayores de 700 °C.

Aplicaciones en ambientes agresivos

Las aleaciones de Inconel son especialmente valoradas en industrias donde los materiales están expuestos a ambientes altamente corrosivos y temperaturas extremas. La industria petroquímica, por ejemplo, lo utiliza en sistemas de procesamiento de gases ácidos, donde la resistencia a la corrosión y a la oxidación es crítica para la seguridad y la eficiencia operativa.

Aplicaciones industriales 

La versatilidad de este material se refleja en su uso en una amplia gama de industrias. A continuación, exploramos algunas de las aplicaciones más comunes en diferentes sectores.

• Generación de energía: Una de las aplicaciones más peligrosas es la generación de energía, especialmente en plantas de energía nuclear y térmica. En estos entornos, los materiales deben soportar altas temperaturas, presión y exposición a ambientes corrosivos. En estos ambientes, el Inconel, debido a sus propiedades anticorrosivas y estabilidad térmica, es empleado como, componente en calderas, sistemas de intercambio de calor y tuberías expuestas a fluidos agresivos.
• Industria aeroespacial: El Inconel 718 es una de las aleaciones más utilizadas en la industria aeroespacial debido a su capacidad para mantener su resistencia mecánica en temperaturas extremadamente altas. Componentes críticos de motores de aeronaves, como discos de turbinas, cámaras de combustión y álabes, son fabricados con esta aleación e igualmente es utilizada en la fabricación de piezas para cohetes y otros sistemas de propulsión, donde las temperaturas pueden superar los 1000 °C.
• Industria naval: Debido a sus características y alta resistencia a los ambientes marinos, es de gran utilidad en agua de mar. Las propiedades de las aleaciones de Inconel lo hacen perfecto para fabricar ejes, componentes de válvulas, hélices, desconexión rápida para submarinos y motores de propulsión auxiliares para submarinos. 
• Industria del petróleo y el gas: Se utiliza en diferentes aplicaciones en esta industria. Debido a su gran resistencia a la corrosión y las temperaturas, se utiliza en la refinación petrolera, para la producción de gas natural licuado, en sistemas offshore, líneas de flujo para paredes submarinas, mecheros o flare stacks, cabezales de pozo, revestimiento de tuberías y tubos ascendentes.
• Industria química y petroquímica: En la industria química y petroquímica, es valorado por su resistencia a la corrosión en ambientes que contienen ácidos, sales y otros compuestos agresivos. Es ampliamente utilizado en sistemas de tuberías, válvulas, y recipientes de presión, donde la resistencia a la corrosión es indispensable. 
• Industria médica: Debido a su biocompatibilidad, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y la baja susceptibilidad magnética del 625, es utilizado para producir dispositivos médicos como implantes cardiovasculares, herramientas quirúrgicas, implantes ortopédicos, implantes dentales y equipos de diagnóstico. 
• Industria automotriz: Es utilizado en la fabricación de componentes de motores de alto rendimiento, turbocompresores y sistemas de escape que requieren resistencia a la corrosión a altas temperaturas.

Comparación entre Inconel 625 e Inconel 718

Aunque estas dos aleaciones son ampliamente utilizadas en las industrias, sus propiedades y composiciones químicas los hacen adecuados para diferentes aplicaciones.

• Inconel 625: Presenta una alta resistencia a la corrosión en una amplia variedad de medios corrosivos. Su ductilidad y manejo en soldaduras es considerado ideal para aplicaciones en la industria marina y química, donde se requiere una combinación de resistencia mecánica y resistencia a la corrosión. Además, su estabilidad térmica permite su uso en componentes expuestos a temperaturas extremas sin pérdida significativa de propiedades mecánicas.
• Inconel 718: Es preferido en aplicaciones donde se requiere una alta resistencia mecánica y resistencia a la fluencia a temperaturas elevadas. Su capacidad para ser reforzado mediante tratamiento térmico permite que mantenga su resistencia a temperaturas superiores a los 700 °C, por lo cual es de gran aplicación de acuerdo a lo antes expuesto en aplicaciones en la industria aeroespacial y de generación de energía.

Conclusión

El Inconel, en sus diferentes aleaciones y formas, es ampliamente utilizado en numerosas industrias gracias a sus propiedades térmicas y anticorrosivas, así como a su resistencia frente a condiciones extremas de temperatura y corrosión. Este material ha demostrado ser fundamental en aplicaciones que requieren altos estándares mecánicos y durabilidad a largo plazo, desde la generación de energía hasta la industria aeroespacial. Su empleo ha permitido a estas industrias operar de manera segura y eficiente en los entornos más agresivos.

Referencias

1. https://www.bhansalioverseas.com/blog/common-applications-of-inconel-625-sheets-in-medical-devices/#:~:text=Inconel%20625%20sheets%20are%20often,%2C%20surgical%20instruments%2C%20and%20prosthetics. 
2. https://www.hq-specialalloys.com/applications-of-alloy-inconel-718-wire-in-different-industries/