Aleaciones base niquel y cobalto

Cátedra: ACEROS INOXIDABLES Y ALEACIONES ESPECIALES
Departamento: INGENIERÍA MECÁNICA
ALEACIONES BASE NIQUEL Y COBALTO
Aleaciones Ni-Cu
El níquel y el cobre son completamente solubles uno en el otro en todas
proporciones. De todas estas aleaciones posibles, las más utilizada son las que
presentan aproximadamente 67% Ni y 33%Cu, que se denominan “Monel”.
Se utilizan en componentes sometidosa corrosión por ácidos y oxidación
(válvulas, bombas, insertos de asientos de válvula, etc.)
La Tabla 1 lista las composiciones químicas de las aleaciones Monel
Tabla 1: Composición química de aleaciones Ni-Cu
Aleación %Ni
%Cu
%Al
%Ti
400
66.5
31.5
404
54.5
44.0
R-405
66.5
31.5
0.045
K-500
66.5
29.5
3.0
0.6
El Monel 400 presenta alta resistencia, soldabilidad, excelenteresistencia a la
corrosión y tenacidad en un amplio rango de temperaturas. Presenta muy buen
comportamiento en agua de mar, en medios con cloruros, en ácido sulfúrico y
varios otros ácidos y en casi todos los medios alcalinos. Pueden utilizarse hasta
los 538ºC en atmósferas oxidantes y a más altas temperaturas en ambientes
reductores.
El Monel R-405 es similar al Monel 400, pero el agregado deazufre le mejora las
características de maquinabilidad.
El Monel K-500 tiene 3% de Al y 0.6% de Ti para formar, por envejecimiento,
precipitados de Ni3(Al,Ti). El trabajado en frío, anterior al envejecimiento, le
mejora la resistencia.
Aleaciones Ni-Cr
El Cromo es un elemento de aleación importante en las aleaciones resistentes a
la corrosión y a la oxidación. Tiene una alta solubilidad enNíquel
(aproximadamente 30%, a temperatura ambiente).
La Tabla 2 lista las composiciones químicas de las aleaciones Ni-Cr
Tabla 2: Composición química de aleaciones Ni-Cr
Aleación
%Ni
%Cr
%Fe
%Mn %Si
Otros
Inconel 600 75.0
15.5
8.0
0.5
0.2
Inconel 601 60.5
23.0
14.1
0.5
0.2
1.4%Al
Inconel 625 61.0
21.5
2.5
0.2
0.2
9.0%Mo,
3.6%Cb

El Inconel 600 es una aleacióningenieril estándar para ambiente muy corrosivos
y elevadas temperaturas. Esta aleación no es tratable térmicamente, y puede
endurecerse por trabajo en frío.
La presencia de Al en la aleación Inconel 601, incrementa su resistencia a la
oxidación con respecto a la Inconel 600, como puede observarse en la Figura 1.

Figura 1: Resultados de ensayos de oxidación a 1205ºC, en aleaciones Inconel

Laaleación Inconel 625 presenta mayor resistencia debido al endurecimiento por
solución sólida que le confieren los contenidos de Mo y Cb. Presenta alta
resistencia al picado en presencia iones cloruros, debido al elevado contenido de
Cr y la adición de 9% de Mo. El agregado de Cb hace a la aleación soldable,
debido a que el carbono se combina con el Cb para formar carburos de Cb,
evitando laformación de carburos de Cr, y por ende la corrosión intergranular.
Superaleaciones
Las superaleaciones fueron desarrolladas con una aplicación en mente: la turbina
de gas o turbojet (Figura 2).

Figura 2: Representación esquemática de una turbina de avión

Los componentes de esta turbina están expuestos a condiciones extremas (altas
temperaturas, gases corrosivos, vibración, elevadas cargasmecánicas debidas a
fuerzas centrífugas). Los componentes del compresor deben poder soportar
cargas aerodinámicas y los alabes del rotor (turbina), debido a las altas
temperaturas y las fuerzas centrífugas, deben presentar alta resistencia al creep.
Los componentes de la cámara de combustión, los cuales tienen una
construcción mas intrincada, deben ser fáciles de conformar y soldar, y debenresistir la fatiga térmica (falla debido a repetidas expansiones y contracciones
durante ciclos de alta y baja temperatura), la corrosión y la distorsión a altas
temperaturas. Las aleaciones de la cámara de combustión no necesitan ser
particularmente resistentes, pero sí deben mantener su resistencia a
temperaturas tan altas como 1000°C. Los componentes de la turbina tienen
esencialmente...