La aleación 718 es la aleación de níquel que mantiene alta resistencia a temperatura. Obtiene esa resistencia de un tratamiento térmico y no solo de la prensa: un tratamiento de solubilización seguido de un ciclo de envejecimiento controlado precipita partículas finas en todo el metal, y esas partículas bloquean el movimiento que, de otro modo, dejaría que la pieza se deformara. En estado envejecido alcanza aproximadamente 830–1000 N/mm² de límite elástico y 32–40 HRC, con una resistencia a la corrosión que aguanta en agua de mar.
Longrui Forging forja, solubiliza y envejece la aleación 718 en sus instalaciones, en el condado de Yunhe, Zhejiang, China: cuerpos y tapas de válvula, bridas, cubos y piezas personalizadas, de 5 kg a 520 kg por pieza, en la prensa multidireccional de 6.000 T. Forja según ASTM B564.
Qué es la aleación 718
El grado se designa como aleación 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668). Inconel 718 es la marca registrada de Special Metals para este material, por lo que los planos, los registros de colada y los certificados aquí llevan los nombres de la aleación y del UNS en lugar de una marca de fabricante.
| Elemento | Composición típica (%) |
|---|---|
| Níquel | 50.0 – 55.0 |
| Cromo | 17.0 – 21.0 |
| Niobio + tantalio | 4.70 – 5.50 |
| Molibdeno | 2.80 – 3.30 |
| Titanio | 0.65 – 1.15 |
| Aluminio | 0.20 – 0.80 |
| Hierro | Resto |
Algo de contexto que explica por qué este grado sigue apareciendo: el 718 se desarrolló para centrales térmicas de vapor, luego lo adoptó la industria aeroespacial por su resistencia a la oxidación a temperatura, y hoy es el grado más especificado de la familia del níquel, incluso en petróleo y gas. Es prácticamente no magnético, y su intervalo de fusión es de aproximadamente 1260–1340 °C.
Cómo obtiene el 718 su resistencia
Tres adiciones de aleación hacen el trabajo: niobio, titanio y aluminio. Durante el tratamiento de solubilización se disuelven en la base de níquel, y durante el ciclo de envejecimiento posterior vuelven a precipitar como partículas muy finas, dispersas por todo el metal. Los precipitados fijan los rasgos microestructurales que, de otro modo, se deslizarían bajo carga, y eso es lo que convierte una aleación de níquel de resistencia moderada en una de alta resistencia.
Dos consecuencias para el comprador:
- El tratamiento térmico es parte de la especificación. El 718 se cotiza en varios niveles de resistencia según hasta dónde se lleve el envejecimiento, por lo que el plano o la especificación de compra debe indicar la condición. Trabajamos al nivel que pide la especificación y registramos el ciclo.
- La resistencia tiene un techo, y no es el límite de oxidación. La mayor parte de la resistencia mecánica se conserva hasta unos 650 °C; por encima de eso, el grado se elige por su resistencia a la oxidación y no por su resistencia, y la fluencia pasa a ser el caso de diseño. Las fichas técnicas citan cifras más altas para exposición a corto plazo, así que conviene indicar la temperatura de servicio y el código de diseño en lugar de elegir el número más alto de una tabla.
Qué exige el 718 en la forja
Como las demás aleaciones de níquel, el 718 conserva gran parte de su resistencia en caliente, por lo que la prensa trabaja más y la ventana de temperatura utilizable es más estrecha que para el acero al carbono o el inoxidable. Además, esta aleación exige un paso adicional después de la forja: solubilización y, después, envejecimiento.
En un trabajo con 718 mantenemos la palanquilla dentro de la ventana que permite la aleación, con la temperatura monitorizada en lugar de estimada, y después sometemos la pieza a solubilización y envejecimiento hasta el nivel de resistencia que indica la especificación, registrando el ciclo para que el certificado pueda reflejarlo. Los ensayos cubren composición química, propiedades de tracción, impacto a baja temperatura, dureza e inspección por ultrasonidos, todos realizados en planta; lo que deja cada etapa se detalla en la página de control de calidad.
Mecanizado y soldadura del Inconel 718
El mecanizado es el punto donde los clientes piden consejo con más frecuencia, porque el 718 es un material difícil de cortar:
- Se endurece por deformación al cortarlo, por lo que las fuerzas de corte aumentan y la herramienta debe avanzar con alimentación en lugar de rozar.
- Su conductividad térmica es baja, lo que atrapa el calor en la punta de la herramienta en vez de evacuarlo con la viruta.
- Los precipitados que dan su resistencia a la aleación son abrasivos, por lo que el desgaste de la herramienta es rápido y las velocidades y avances se ajustan de forma conservadora.
Dos puntos prácticos que transmitimos: el 718 se mecaniza con más facilidad en estado solubilizado y ofrece un mejor acabado superficial en estado envejecido, por lo que las piezas complejas suelen desbastarse antes del envejecimiento y acabarse después. La soldadura es sencilla en comparación con el mecanizado, normalmente con un metal de aporte equivalente.
La aleación 718 en petróleo y gas
La combinación que hace aparecer el 718 en los planos de cabezales de pozo y de fondo de pozo es alta resistencia más resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión en servicio con H₂S y cloruros. Las especificaciones que lo acompañan:
- API 6A y API 6A CRA para equipos de cabezal de pozo y árbol de válvulas
- NACE MR0175 / ISO 15156-3, que fija los requisitos de material y dureza para servicio con sulfuro de hidrógeno
- AMS 5662 y AMS 5663 cuando la pieza es para trabajo aeroespacial: 5662 cubre el estado solubilizado, 5663 la misma pieza después del envejecimiento
Cuando el estado lleva asociado un límite de dureza, trabajamos a ese límite y lo confirmamos en el certificado de ensayo.
Qué forjamos en 718
| Pieza | Rango | Suministro |
|---|---|---|
| Cuerpos y tapas de válvula de bola | 1/2″ a 12″, Class 150 a 2500 | Forjado, solubilizado y envejecido |
| Bridas y piezas de anillo | Según plano | Igual que arriba |
| Cubos, manguitos y formas personalizadas | Según plano, hasta 520 kg | Forjado bruto, mecanizado de desbaste o de acabado |
El rango de mecanizado es de Ø600 × 1000 mm. El rango de peso en la prensa va de 5 kg hasta 520 kg por pieza.
Si está eligiendo entre las dos aleaciones de alto níquel, la diferencia es breve: el 625 tiene mayor contenido de aleación y mejor resistencia a la corrosión, el 718 tiene mayor resistencia mecánica y menor costo. La comparación se detalla en la página de la aleación 625. Cuando el servicio es un ácido húmedo y no cloruros en caliente, la aleación 825 cubre la función a menor costo.
Normas, documentos y ensayos
Las piezas de 718 se forjan según ASTM B564, la especificación de forja de aleaciones de níquel, y salen con un certificado que lleva el número de colada. Cuando un proyecto exige ensayos presenciados, se puede gestionar un 3.2 con refrendo externo, cotizado como partida aparte en lugar de incluirlo en el precio de la pieza. Los pedidos aeroespaciales y de petróleo y gas suelen nombrar además especificaciones AMS o API, y el material en bruto llega con su certificado de acería. Cada pieza terminada se verifica en su identidad con un espectrómetro XRF portátil antes del embalaje.
Comprar forjas de Inconel 718: qué comprobar
A un proveedor de forjas de Inconel 718 se le pide que sostenga dos cosas a la vez, y ambas se registran en lugar de afirmarse: la aleación y el tratamiento térmico que la convierte en una pieza de alta resistencia. Cuatro comprobaciones resuelven la mayor parte.
- Trazabilidad de colada de principio a fin. El número de colada del certificado de acería debe seguir a la pieza a través del corte, la forja, el tratamiento térmico y el mecanizado hasta la expedición, de modo que la química del certificado corresponda a la pieza que está en la caja.
- El ciclo de envejecimiento, nombrado en el certificado. La resistencia del 718 proviene del tratamiento de solubilización y del envejecimiento posterior, no solo de la prensa. Si la condición no se nombra y se registra, el nivel de resistencia de la pieza no se conoce.
- La norma de forja y el alcance de los ensayos. ASTM B564 es la especificación de forja. La inspección por ultrasonidos, los ensayos de tracción y dureza sobre la propia pieza, y los ensayos de impacto cuando el servicio los exige, son lo que suele nombrar una especificación de compra.
- Una verificación de identidad antes de la expedición. Una lectura de XRF portátil tomada sobre la pieza terminada, cotejada con el número de colada, cierra el círculo entre lo que se pidió y lo que se envía.
Dónde una forja se amortiza sola
Esta es la aleación donde una forja rinde más. El 718 cuesta más por kilo que los aceros que lo rodean, y los mecanizadores lo sitúan entre los más difíciles de cortar, así que llegar cerca de la forma final, y desbastado antes del envejecimiento, quita coste a la operación más cara del taller. Como la forja, el tratamiento de solubilización, el envejecimiento y el acabado se hacen aquí, el registro de colada, el resultado de dureza y las dimensiones mecanizadas pertenecen a un solo pedido y a un solo número de colada en lugar de pasar entre proveedores. Las prensas van de 2.000 a 6.000 toneladas, con piezas de 5 kg a 520 kg.
Lecturas relacionadas
- Forja en acero dúplex, inoxidable y especial
- Forjas de grado 91 (ASTM A182 F91)
- Certificados de material
Preguntas frecuentes
¿Pueden forjar cuerpos de válvula de aleación 718?
Sí. Las forjas de cuerpo y tapa en 718 son trabajo habitual aquí, y como el ciclo de envejecimiento queda registrado, los resultados de dureza y mecánicos viajan con las piezas.
¿Qué resistencia alcanza la aleación 718?
En condición envejecida, típicamente de 830 a 1000 N/mm² de límite elástico con una resistencia a la tracción superior a 1000 N/mm² y una dureza de 32 a 40 HRC, según el ciclo de envejecimiento y el tamaño de sección. La condición debe indicarse en el plano o en la especificación de compra.
¿Es la aleación 718 adecuada para servicio ácido?
Es una de las aleaciones usadas para servicio con sulfuro de hidrógeno, y NACE MR0175 / ISO 15156-3 es la especificación que lo rige. Cuando la norma fija un límite de dureza para la condición, trabajamos conforme a él y reportamos el resultado.
¿Cuál es la diferencia entre la aleación 718 y la aleación 625?
718 está endurecido por envejecimiento, por lo que alcanza mayor resistencia y cuesta menos. 625 es una aleación de solución sólida con mayor contenido de molibdeno, por lo que resiste mejor la corrosión en la mayoría de los entornos. La comparación completa está en la página de la aleación 625.
¿Emiten documentos EN 10204 con piezas de 718?
Sí. Un certificado 3.1 se entrega de serie, trazable a la colada. Un 3.2, refrendado por un inspector externo a nuestra organización, se proporciona cuando la especificación requiere ensayos presenciados, y se cotiza por separado.
¿Cuál es la composición del Inconel 718?
Níquel 50.0 a 55.0%, cromo 17.0 a 21.0%, niobio más tantalio 4.70 a 5.50%, molibdeno 2.80 a 3.30%, titanio 0.65 a 1.15%, aluminio 0.20 a 0.80%, hierro resto, como se indica en la tabla anterior. El grado también se escribe UNS N07718 o 2.4668. Una entrega aquí viene con el análisis de la colada en lugar de cifras típicas, por lo que los valores se pueden verificar con la norma.
Envíe el plano, la especificación y las condiciones de servicio; la cotización seguirá.