Inconel X750 Polvo
El polvo de Inconel X750 es una aleación de níquel-cromo utilizada principalmente en aplicaciones de alta temperatura que requieren resistencia a la corrosión y a la oxidación. Tiene una excelente resistencia, tenacidad y resistencia a la fatiga hasta 704°C (1300°F). Sus principales características son:
- Resistencia a altas temperaturas y a la corrosión
- Excelente resistencia a la oxidación hasta 982°C (1800°F)
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Índice
Visión general
El polvo de Inconel X750 es una aleación de níquel-cromo utilizada principalmente en aplicaciones de alta temperatura que requieren resistencia a la corrosión y a la oxidación. Tiene una excelente resistencia, tenacidad y resistencia a la fatiga hasta 704°C (1300°F). Sus principales características son:
- Resistencia a altas temperaturas y a la corrosión
- Excelente resistencia a la oxidación hasta 982°C (1800°F)
- Buena soldabilidad y conformabilidad.
- Se utiliza en turbinas de gas, naves espaciales, reactores nucleares y equipos de tratamiento térmico.
El polvo de Inconel X750 puede utilizarse en diversas técnicas pulvimetalúrgicas, como el prensado isostático en caliente, el moldeo por inyección de metales, la fabricación aditiva y la fusión por láser o haz de electrones para fabricar piezas complejas.
Tabla 1: Tipos y características del polvo de Inconel X750
| Tipo | Tamaños | Morfología | Densidad aparente | Fluidez | Densidad sinterizada |
|---|---|---|---|---|---|
| Gas atomizado | 15-45 μm | Esférica | Alta | Bien | >98% |
| Agua atomizada | 150-300 μm | Irregular | Medio | Feria | 96-98% |
| Plasma atomizado | 10-22 μm | Mayormente esférico | Muy alta | Excelente | >99% |
Composición
A continuación se indica la composición nominal del polvo de Inconel X750:
Tabla 2: Composición química del polvo de Inconel X750
| Elemento | Peso % |
|---|---|
| Níquel (Ni) | 72.0 min |
| Cromo (Cr) | 14.0-17.0 |
| Hierro (Fe) | 5.0-9.0 |
| Niobio (Nb) + Tántalo (Ta) | 0.7-1.2 |
| Titanio (Ti) | 0.7-1.7 |
| Aluminio (Al) | 0.5-1.2 |
| Cobalto (Co) | 1,0 máx. |
| Manganeso (Mn) | 1,0 máx. |
| Silicio (Si) | 1,0 máx. |
| Carbono (C) | 0,1 máx. |
| Boro (B) | 0.006-0.02 |
| Circonio (Zr) | 0,05 máx. |
El resto es níquel e impurezas incidentales. La mezcla de niobio, tantalio, titanio y aluminio confiere al Inconel X750 excelentes propiedades mecánicas a altas temperaturas gracias al refuerzo por precipitación.
Propiedades
Tabla 3: Propiedades físicas y mecánicas del Inconel X750
| Propiedad | Valores |
|---|---|
| Densidad | 8,25 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1315-1370°C |
| Conductividad térmica | 11,2 W/m-K |
| Módulo de elasticidad | 205 GPa |
| Relación de Poisson | 0.29 |
| Resistencia a la tracción | 1310 MPa (recocido) |
| Límite elástico | 1110 MPa (recocido) |
| Alargamiento | 16% (recocido) |
| Dureza | 390 HB |
Aplicaciones
Algunas de las principales aplicaciones del polvo de Inconel X750 son:
Tabla 4: Aplicaciones del polvo de Inconel X750
| Industria | Componentes |
|---|---|
| Aeroespacial | Álabes de turbina, cámaras de combustión, álabes de tobera |
| Petróleo y gas | Componentes de cabezal de pozo, herramientas de fondo de pozo |
| Automoción | Ruedas del turbocompresor, componentes de las válvulas |
| Turbinas de gas industriales | Conductos de transición, cestas de cámara de combustión |
| Nuclear | Intercambiadores de calor, cuerpos de válvulas |
Ventajas de utilizar polvo de Inconel X750 para estas aplicaciones:
- Excelentes propiedades mecánicas a altas temperaturas hasta 1300°F
- Mantiene la resistencia y la dureza a temperaturas de funcionamiento elevadas
- Excelente resistencia a la corrosión y a la oxidación a altas temperaturas
- Las piezas mantienen estrechas tolerancias dimensionales durante el servicio
- Componentes con buen acabado superficial y geometrías complejas
Tabla 5: Procesos de fabricación aditiva para Inconel X750
| Proceso | Propiedades | Aplicaciones |
|---|---|---|
| Fusión láser en lecho de polvo (L-PBF) | Alta densidad, acabado superficial y precisión moderados | Componentes aeroespaciales, utillaje |
| Fusión por haz de electrones (EBM) | Piezas totalmente densas, microestructura anisótropa | Piezas estructurales, componentes del motor |
| Deposición de energía dirigida (DED) | Baja porosidad, buena integridad estructural | Reparación y revestimiento de piezas de gran valor |
Especificaciones
El polvo de Inconel X750 está disponible en diversas distribuciones de tamaño y morfologías para adaptarse a diferentes procesos de fabricación aditiva:
Tabla 6: Especificaciones del polvo de Inconel X750
| Descripción | Especificación |
|---|---|
| Tamaños | 10-45 μm |
| Química | AMS 5667, AMS 5699 |
| Forma de las partículas | Esférica, irregular |
| Fabricación | Gas atomizado, agua atomizada, plasma atomizado |
| Densidad aparente | Hasta 65% para polvos sueltos |
| Densidad del grifo | Hasta 75% para polvo envasado |
| Caudal | >30 s/50 g |
| Contenido de oxígeno | <100 ppm |
| Contenido en nitrógeno | <40 ppm |
Proveedores
Tabla 7: Proveedores de polvo de Inconel X750
| Empresa | Ubicación |
|---|---|
| Sandvik | Suecia |
| AP&C | Canadá |
| Tecnología Carpenter | Estados Unidos |
| Erasteel | Suecia |
| Powder Alloy Corporation | Estados Unidos |
Precio típico del polvo de Inconel X750 en función del tamaño, la forma y la cantidad:
- Esférico atomizado con gas - $80-150 por kg
- Agua atomizada irregular - $30-60 por kg
- Cantidades para investigación/prototipos - Más pequeñas, podrían ser el doble de comerciales
Tabla 8: Comparación entre Inconel X750 e Inconel 718
| Parámetro | Inconel X750 | Inconel 718 |
|---|---|---|
| Densidad | Más alto | 8,19 g/cm3 |
| Resistencia a la tracción | Más alto | 1275 MPa |
| Resistencia a la fluencia | Baja | Mejor en ~100°C |
| Resistencia a la oxidación | Más alto | Hasta 1800°F |
| Coste | ~2X más caro | Menos costoso |
| Maquinabilidad | Más difícil de mecanizar | Más fácil |
| Soldabilidad | Menor debido al endurecimiento por precipitación | Mejor |
Limitaciones
Algunos de los inconvenientes y retos que plantea el uso de polvo de Inconel X750 son:
- La aleación cara aumenta considerablemente el coste de los componentes
- Difícil de densificar completamente sin prensado isostático en caliente
- Propenso a agrietarse si no se procesa correctamente
- Requiere alivio de tensiones para evitar grietas durante el servicio
- Menor resistencia a la rotura por fluencia que Inconel 718
- Sujeto a fragilización por deformación a bajas temperaturas
La dispersión adecuada de las partículas de refuerzo requiere tratamiento térmico en solución y envejecimiento para lograr propiedades óptimas. Susceptible a la oxidación por encima de 1800 °F, lo que requiere revestimientos protectores.
Preguntas frecuentes
¿Para qué se utiliza Inconel X750?
El Inconel X750 se utiliza para fabricar componentes para aplicaciones de alta temperatura que requieren una buena resistencia mecánica, resistencia a la fluencia, resistencia a la fatiga térmica y resistencia a la corrosión hasta 1300°F. Los usos típicos incluyen álabes de turbinas de gas, componentes de cámaras de combustión, naves espaciales y piezas de reactores nucleares.
¿Qué métodos de fabricación aditiva pueden utilizar Inconel X750?
El polvo de Inconel X750 puede procesarse mediante los métodos de fusión de lecho de polvo por láser (L-PBF), fusión por haz de electrones (EBM) y deposición por energía dirigida (DED). Cada proceso produce piezas con microestructuras y propiedades mecánicas diferentes.
¿Inconel X750 requiere prensado isostático en caliente?
Para obtener piezas totalmente densas de la máxima calidad con propiedades óptimas, los componentes de Inconel X750 fabricados por AM requieren un postratamiento HIP. Sin embargo, en algunas aplicaciones pueden optimizarse los parámetros para lograr una densidad >99% directamente tras el tratamiento térmico.
¿Es soldable el Inconel X750?
El Inconel X750 tiene menor soldabilidad que la serie Inconel 600 debido a sus características de endurecimiento por precipitación. Para evitar grietas y zonas debilitadas en la soldadura, es necesario soldar metales de aportación que coincidan con la composición básica, junto con un recocido en solución y un envejecimiento adecuados.
¿Cuál es el acabado superficial típico de las piezas de Inconel X750 AM?
En los procesos de fusión de lecho de polvo, como L-PBF y EBM, las piezas de Inconel X750 suelen tener una rugosidad superficial de 8-12 μm. El acabado adicional, como el esmerilado, el fresado o la electroerosión, puede mejorar aún más el acabado. Las piezas DED suelen requerir un amplio mecanizado para alcanzar las tolerancias finales.
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