A liga 718 é a liga de níquel que mantém alta resistência em temperatura elevada. Ela obtém essa resistência de um tratamento térmico, e não apenas da prensa: um tratamento de solubilização seguido de um ciclo controlado de envelhecimento precipita partículas finas por todo o metal, e essas partículas bloqueiam o movimento que, de outra forma, deixaria a peça deformar. No estado envelhecido, atinge cerca de 830 a 1000 N/mm² de tensão de prova e 32 a 40 HRC, com resistência à corrosão que se mantém em água do mar.
A Longrui Forging forja, solubiliza e envelhece a liga 718 na própria planta, no condado de Yunhe, Zhejiang, China: corpos e tampas de válvula, flanges, cubos e peças sob medida, de 5 kg a 520 kg por peça, na prensa multidirecional de 6.000 T. Forjamento conforme ASTM B564.
O que é a liga 718
O grau é designado como Alloy 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668). Inconel 718 é a marca registrada da Special Metals para ele, portanto desenhos, registros de corrida e certificados aqui trazem o nome da liga e o número UNS, e não a marca de um produtor.
| Elemento | Composição típica (%) |
|---|---|
| Níquel | 50,0 – 55,0 |
| Cromo | 17,0 – 21,0 |
| Nióbio + tântalo | 4,70 – 5,50 |
| Molibdênio | 2,80 – 3,30 |
| Titânio | 0,65 – 1,15 |
| Alumínio | 0,20 – 0,80 |
| Ferro | Restante |
Um pouco de contexto que explica por que o grau continua aparecendo: a liga 718 foi desenvolvida para usinas termelétricas a vapor, depois adotada pela indústria aeroespacial por sua resistência à oxidação em temperatura elevada, e hoje é o grau mais especificado da família do níquel, inclusive em petróleo e gás. É efetivamente não magnética, e sua faixa de fusão é de cerca de 1260 a 1340 °C.
Como a liga 718 obtém sua resistência
Três adições de liga fazem o trabalho: nióbio, titânio e alumínio. Durante o tratamento de solubilização, elas se dissolvem na base de níquel, e durante o ciclo de envelhecimento que se segue voltam a precipitar como partículas muito finas, dispersas por todo o metal. Os precipitados ancoram as características microestruturais que, de outra forma, deslizariam sob carga, e é isso que transforma uma liga de níquel de resistência moderada em uma de alta resistência.
Duas consequências para o comprador:
- O tratamento térmico faz parte da especificação. A liga 718 é cotada em vários níveis de resistência, dependendo de até onde se leva o envelhecimento, portanto o desenho ou a especificação de compra deve indicar a condição. Trabalhamos no nível exigido pela especificação e registramos o ciclo.
- A resistência tem um teto, e ele não é o limite de oxidação. A maior parte da resistência mecânica é mantida até cerca de 650 °C; acima disso, o grau é escolhido pela resistência à oxidação e não pela resistência mecânica, e a fluência passa a ser o caso de projeto. As fichas técnicas apresentam valores mais altos para exposição de curta duração, por isso vale indicar a temperatura de serviço e o código de projeto, em vez de escolher o maior número de uma tabela.
O que a liga 718 exige na forja
Como as demais ligas de níquel, a 718 mantém boa parte da resistência a quente, de modo que a prensa trabalha mais e a janela de temperatura utilizável é mais estreita do que para aço-carbono ou inoxidável. Além disso, este grau exige uma etapa adicional após o forjamento: tratamento de solubilização e, em seguida, envelhecimento.
Em um trabalho com 718, mantemos o tarugo dentro da janela que o grau permite, com a temperatura monitorada em vez de estimada, depois realizamos a solubilização e o envelhecimento da peça até o nível de resistência indicado pela especificação, registrando o ciclo para que o certificado possa comprová-lo. Os ensaios abrangem composição química, propriedades de tração, impacto a baixa temperatura, dureza e inspeção por ultrassom, todos realizados no local; o que cada etapa deixa registrado está descrito na página de controle de qualidade.
Usinagem e Soldagem do Inconel 718
A usinagem é o ponto em que os clientes mais pedem orientação, porque a 718 é um material difícil de cortar:
- Ela sofre encruamento durante o corte, então as forças de corte aumentam e a ferramenta precisa ser avançada em vez de friccionada.
- Sua condutividade térmica é baixa, o que retém o calor na ponta da ferramenta em vez de conduzi-lo para o cavaco.
- Os precipitados que conferem resistência à liga são abrasivos, então o desgaste da ferramenta é rápido e as velocidades e avanços são definidos de forma conservadora.
Dois pontos práticos que repassamos: a 718 é mais fácil de usinar no estado solubilizado e proporciona melhor acabamento superficial no estado envelhecido, razão pela qual peças complexas costumam ser desbastadas antes do envelhecimento e acabadas depois. A soldagem é simples em comparação com a usinagem, normalmente com metal de adição compatível.
A Liga 718 em Óleo e Gás
A combinação que coloca a 718 nos desenhos de cabeça de poço e de fundo de poço é alta resistência aliada à resistência à fissuração por corrosão sob tensão em serviço ácido e com cloretos. As especificações que a acompanham:
- API 6A e API 6A CRA para equipamentos de cabeça de poço e árvore de natal
- NACE MR0175 / ISO 15156-3, que estabelece os requisitos de material e dureza para serviço com sulfeto de hidrogênio
- AMS 5662 e AMS 5663 quando a peça é para aplicação aeroespacial: 5662 abrange o estado solubilizado, 5663 a mesma peça após o envelhecimento
Quando há um limite de dureza associado ao estado, trabalhamos dentro desse limite e o confirmamos no certificado de ensaio.
O Que Forjamos em 718
| Peça | Faixa | Fornecido como |
|---|---|---|
| Corpos e tampas de válvula de esfera | 1/2″ a 12″, Class 150 a 2500 | Forjado, solubilizado e envelhecido |
| Flanges e peças em anel | Conforme desenho | Como acima |
| Cubos, luvas e formatos personalizados | Conforme desenho, até 520 kg | Como forjado, desbastado ou acabado por usinagem |
O envelope de usinagem é Ø600 × 1000 mm. A faixa de peso na prensa vai de 5 kg a 520 kg por peça.
Se você estiver escolhendo entre os dois graus de alto níquel, a diferença é breve: a 625 tem maior teor de liga e melhor resistência à corrosão, a 718 tem maior resistência e menor custo. A comparação está apresentada na página da Liga 625. Onde o serviço envolve ácido úmido em vez de cloretos a quente, a Liga 825 atende à aplicação com menor custo.
Normas, Documentos e Ensaios
As peças de 718 são forjadas conforme a ASTM B564, a especificação de forjamento de ligas de níquel, e saem com um certificado que contém o número da corrida. Quando um projeto exige ensaios testemunhados, um 3,2 com contra-assinatura externa pode ser providenciado, cotado como item separado, em vez de incluído no preço da peça. Pedidos aeroespaciais e de óleo e gás frequentemente especificam adicionalmente normas AMS ou API, e o material bruto chega com seu certificado de usina. Cada peça acabada tem sua identidade verificada com um espectrômetro XRF portátil antes do empacotamento.
Compra de forjamentos de Inconel 718: o que verificar
Pede-se a um fornecedor de forjamentos de Inconel 718 que garanta duas coisas ao mesmo tempo, e ambas são registradas, em vez de apenas declaradas: a liga e o tratamento térmico que a transforma em uma peça de alta resistência. Quatro verificações resolvem a maior parte.
- Rastreabilidade da corrida de ponta a ponta. O número da corrida no certificado de usina deve acompanhar a peça ao longo do corte, forjamento, tratamento térmico e usinagem até a expedição, para que a química no certificado pertença à peça na caixa.
- O ciclo de envelhecimento, indicado no certificado. A resistência no 718 vem do tratamento de solubilização e do envelhecimento que se segue, não apenas da prensa. Se a condição não for indicada e registrada, o nível de resistência da peça não é conhecido.
- A norma de forjamento e o escopo dos ensaios. A ASTM B564 é a especificação de forjamento. Inspeção por ultrassom, ensaios de tração e dureza na própria peça, e ensaios de impacto quando a aplicação os exigir, são o que uma especificação de compra normalmente indica.
- Uma verificação de identidade antes da expedição. Uma leitura de XRF portátil feita na peça acabada, comparada com o número da corrida, fecha o ciclo entre o que foi encomendado e o que é enviado.
Onde o forjamento se paga
Este é o grau em que o forjamento rende mais. O 718 custa mais por quilo do que os aços ao seu redor, e os usinadores o classificam entre os piores de cortar, então chegar próximo da forma final, e desbastado antes do envelhecimento, reduz o custo da operação mais cara da oficina. Como o forjamento, o tratamento de solubilização, o envelhecimento e o acabamento são todos feitos aqui, o registro da corrida, o resultado de dureza e as dimensões usinadas pertencem a um único pedido e a um único número de corrida, em vez de serem repassados entre fornecedores. As prensas operam de 2.000 a 6.000 toneladas, com peças de 5 kg a 520 kg.
Leituras relacionadas
- Forjamentos em aço duplex, inox e especial
- Forjamentos grau 91 (ASTM A182 F91)
- Certificados de Material
Perguntas frequentes
Vocês podem forjar corpos de válvula em Liga 718?
Sim. Forjamentos de corpo e tampa em 718 são trabalho de rotina aqui, e como o ciclo de envelhecimento é registrado, os resultados de dureza e mecânicos acompanham as peças.
Que resistência a Liga 718 atinge?
Na condição envelhecida, tipicamente tensão de prova de 830 a 1000 N/mm² com resistência à tração acima de 1000 N/mm² e dureza de 32 a 40 HRC, dependendo do ciclo de envelhecimento e do tamanho da seção. A condição precisa ser indicada no desenho ou na especificação de compra.
A Liga 718 é adequada para serviço ácido?
É um dos graus usados para serviço com sulfeto de hidrogênio, e a NACE MR0175 / ISO 15156-3 é a especificação que o rege. Quando a norma estabelece um limite de dureza para a condição, trabalhamos conforme ele e reportamos o resultado.
Qual é a diferença entre a Liga 718 e a Liga 625?
O 718 é endurecido por envelhecimento, por isso atinge maior resistência e custa menos. O 625 é uma liga de solução sólida com maior teor de molibdênio, por isso resiste melhor à corrosão na maioria dos ambientes. A comparação completa está na página da liga 625.
Vocês emitem documentos EN 10204 com peças de 718?
Sim. Um certificado 3,1 é fornecido como padrão, rastreável à corrida. Um 3,2, contra-assinado por um inspetor externo à nossa organização, é fornecido quando a especificação exige ensaios testemunhados, e é cotado separadamente.
Qual é a composição do Inconel 718?
Níquel 50,0 a 55,0%, cromo 17,0 a 21,0%, nióbio mais tântalo 4,70 a 5,50%, molibdênio 2,80 a 3,30%, titânio 0,65 a 1,15%, alumínio 0,20 a 0,80%, ferro como balanço, conforme apresentado na tabela acima. O grau também é escrito UNS N07718 ou 2.4668. Uma remessa aqui vem com a análise da corrida em vez de valores típicos, assim, os valores podem ser conferidos em relação à norma.
Envie o desenho, a especificação e as condições de serviço; a cotação seguirá.