Las diferencias químicas entre los grados Monel, Inconel, Incoloy y Hastelloy.

El papel de los diferentes elementos en las aleaciones de níquel

Las aleaciones de níquel son las superaleaciones más utilizadas y más fuertes. El níquel en las aleaciones de níquel es un estabilizador de austenita

que permite a las aleaciones de níquel mantener la estructura FCC, de modo que se puedan disolver más otros elementos de aleación,

mientras se mantiene una buena estabilidad estructural y plasticidad del material.

Cr, Mo, Al desempeñan el papel de anti-oxidación y anti-corrosión, y tienen un cierto efecto de fortalecimiento.

Los modos de acción de los elementos de fortalecimiento de aleaciones de níquel se pueden dividir en los siguientestres tipos:

1. Elementos de fortalecimiento por solución sólida
Debido a los diferentes radios atómicos de los átomos básicos, los elementos de fortalecimiento por solución sólida (como W, Mo, Co, Cr, V, etc.) pueden formar una deformación local de la red en la estructura Ni-Fe para lograr el efecto de fortalecer el material.

2. Elementos de refuerzo por precipitación
Los elementos de fortalecimiento por precipitación, como Al, Ti, Nb, Ta, etc., pueden formar un compuesto intermetálico ordenado de tipo A3B, como Ni3 (Al, Ti) y otras fases de fortalecimiento (γ'), de modo que la aleación pueda ser efectivamente fortalecida y obtener una mayor resistencia a alta temperatura que las aleaciones base de hierro y cobalto.

3. Elementos de fortalecimiento de límites de grano
Los elementos de fortalecimiento de límites de grano, como B, Zr, Mg, elementos de tierras raras, etc., pueden mejorar el rendimiento a alta temperatura de la aleación.

Diferencias entre las calidades Monel, Inconel, Incoloy y Hastelloy

Típicamente, las calidades de las aleaciones de níquel son nombradas por el fabricante que las desarrolló. Ej:

Las aleaciones Ni-Cu también se conocen como aleaciones Monel, como Monel 400 y Monel K-500.

Las aleaciones Ni-Cr se llaman generalmente aleaciones Inconel, como Inconel 600 e Inconel 625, que son aleaciones de níquel resistentes al calor comunes. Se utilizan principalmente en condiciones de medios oxidantes.

Si se añade más hierro para reemplazar el níquel en la aleación Inconel, se convertirá en aleación Incoloy, como Incoloy 800, Incoloy 825, etc. No son tan resistentes a altas temperaturas como las aleaciones de níquel de endurecimiento por precipitación, pero son menos costosas. Se utilizan en componentes criogénicos de motores a reacción y reactores en plantas petroquímicas.

Si se añaden elementos de fortalecimiento por precipitación (Ti, Al, Nb, etc.) a Inconel e Incoloy, se convierte en una aleación de níquel de endurecimiento por precipitación como Inconel 718 e Incoloy A-286, que aún pueden mantener una buena resistencia mecánica y resistencia a la corrosión a altas temperaturas. Se utilizan principalmente en componentes de motores a reacción.

La aleación Ni-Cr-Mo(-W)(-Cu) se llama Hastelloy, en la que Ni-Cr-Mo se utiliza principalmente para reducir la corrosión en medios. Las calidades representativas de Hastelloy son Hastelloy C-276, C-2000, etc.

La siguiente figura resume la relación elemental entre diferentes calidades de aleaciones de níquel para su referencia.: