Superaleaciones PDF
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1
PROFESOR: PAUL P. LEAN SIFUENTES
MATERIALES METLICOS NO
FERROSOS
MAESTRA EN INGENIERA Y CIENCIA DE LOS
MATERIALES
2
SUPERALEACIONES
PROFESOR: PAUL P. LEAN SIFUENTES
3
El trmino superaleacin (superalloy) se utiliz por primera vez poco
despus de la Segunda Guerra Mundial, para describir un grupo de
aleaciones desarrolladas para su uso en fabricacin de turbinas que
requieren un alto rendimiento a altas temperaturas.
La gama de aplicaciones para las que se utilizan las
superaleaciones, se ha ampliado a otros muchos campos y en la
actualidad incluye parte de los motores de los aviones, motores de
cohetes, plantas qumicas y de petrleo, industria nuclear, etc.
Son especialmente adecuados para estas aplicaciones exigentes,
debido a su capacidad para retener buena parte de su resistencia,
incluso despus de largos tiempos de exposicin por encima de 650C.
INTRODUCCIN
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Las condiciones ms crticas a las que se puede someter un material
son:
Cargas elevadas
Alta temperatura
Ambiente agresivo
Se tiene que considerar factores como:
Fluencia (Creep)
Esfuerzos trmicos
Oxidacin y corrosin
Influencia de la temperatura en las propiedades mecnicas
(disminucin de la dureza y resistencia mecnica) y propiedades
fsicas del material (coeficiente de dilatacin).
SUPERALEACIONES
Por largos periodos de tiempo
5
Las superaleaciones satisfacen estos requisitos de exigencia.
Un problema es que son materiales muy caros.
Su aplicacin se ha ido extendiendo debido a sus elevadas
caractersticas.
Por ejemplo, entre 1950 y 1980, el empleo de superaleaciones en los
motores de los aviones aument desde un 10 % hasta un 50 % en
peso.
En general son importantes en aplicaciones de alta temperatura. Este
grupo lo constituyen aquellas aleaciones diseadas para alto
desempeo a elevadas temperaturas.
Tambin empleadas en medios muy agresivos como: cido
hidroclrico y fosfrico, cido sulfrico y ntrico.
SUPERALEACIONES
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Las superaleaciones constituyen una categora que sobrepasa a los
metales ferrosos y no ferrosos como: aceros inoxidables, aleaciones de
magnesio, de aluminio, titanio, etc.
Contienen cantidades sustanciales de tres o ms metales, ms que
un solo metal con elementos de aleacin.
La resistencia mecnica a temperatura ambiente no es usualmente el
criterio importante para la seleccin de estos metales.
Los distingue su desempeo
a altas temperaturas
ambientes corrosivos muy agresivos
SUPERALEACIONES
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Se emplean en:
Motores de cohetes y turbinas a vapor y a gas
Herramientas y dados para trabajo en caliente de los metales
En la industria nuclear, qumica y petroqumica
Por lo tanto deben presentar:
Excelente resistencia mecnica a alta temperatura
Dureza a alta temperatura
Resistencia a la corrosin y a la oxidacin
Resistencia al desgaste
Resistencia a la termofluencia (resistencia al creep)
Bajo coeficiente de dilatacin trmica
SUPERALEACIONES
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TURBINA DE GAS
La eficiencia de una turbina de gas aumenta con la
temperatura a la cual funciona.
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Rendimiento de una turbohlice en funcin de la temperatura
TURBINA DE GAS
El consumo de
combustible
disminuye
conforme
aumenta la
temperatura
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TURBINA DE GAS
Potencia de una turbohlice en funcin de la temperatura
La potencia
aumenta
linealmente
conforme
aumenta la
temperatura
Aproximadamente un alabe fabricado de una superaleacin base nquel cuesta unos 900 dlares.
Un rotor puede contener 100 alabes (costo 90 000 dlares)
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DADO DE TREFILADO
Trefilado de barras (alambres).
En el caso de trefilado de alambres se pueden alcanzar dimetros
hasta 0,03 mm.
(superaleacin)
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Generalmente se clasifican en tres grupos:
Superaleaciones base hierro
Incoloy 802 (Fe-Ni-Cr) y el Haynes 556 (Fe-Cr-Ni-Co-Mo).
Superaleaciones base nquel
Son aleaciones Ni-Cr-Fe-Co en mayor porcentaje, y en menor
porcentaje Mo, Nb, W, Al y Ti (alrededor del 5 %).
Incoloy 807, Inconel 718, Rene 41, Hastelloy 5 y Ninamonic 75.
Superaleaciones base cobalto
Poseen Co-Cr-Ni y en pequeas proporciones Fe, Mo y W.
Stelite 6B, Haynes 188.
CLASIFICACIN DE LAS SUPERALEACIONES
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COMPOSICIONES DE SUPERALEACIONES
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PROPIEDADES DE SUPERALEACIONES
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La mayora de las superaleaciones tienen una estructura FCC.
Formadas principalmente por Ni-Cr-Fe-Co
El cromo es esencial para otorgar resistencia a la oxidacin (a altas
temperaturas).
El contenido de carbono se encuentra entre 0,1% a 0,2%.
Para obtener alta resistencia mecnica y alta resistencia a la
termofluencia, los elementos de aleacin deben producir una
microestructura fuerte y estable a altas temperaturas.
SUPERALEACIONES
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Endurecimiento por solucin slida
Se logra mediante grandes cantidades (hasta 50%) de Ni, Cr, Fe,
Co, Mo, y W. En menores cantidades Ta, Zr, Nb y B.
Son estables y aumentan la resistencia a la termofluencia.
Endurecimiento por dispersin de carburos
Todas las superaleaciones contienen una pequea cantidad de C
Se produce una red de partculas finas de carburos estables.
La red de carburos interfiere con el movimiento de las
dislocaciones e impide el deslizamiento en los bordes de grano.
TiC, BC, ZrC, TaC, Cr
7
C
3
, Cr
23
C
6
, Mo
6
C y W
6
C.
SUPERALEACIONES
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Endurecimiento por precipitacin
Algunas contienen Al y Ti
Forman un precipitado coherente: Ni
3
Al o Ni
3
Ti durante el
envejecimiento.
Resistencia mecnica a la termofluencia a altas temperaturas.
Interfiere con el movimiento de las dislocaciones.
SUPERALEACIONES
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Base hierro
Tienen al Fe como elemento aleante principal. En algunos casos
menor al 50 %.
Generalmente contienen de:
32 % a 67 % de Fe
15 % a 22 % de Cr
9 % a 38 % de Ni
El aumento de resistencia mecnica y dureza ocurre por el
proceso de endurecimiento por precipitacin (no por
formacin de martensita).
Las aleaciones comunes son de la serie Incoloy.
SUPERALEACIONES BASE HIERRO
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Base Nquel
Presentan una de las mejores relaciones propiedades/estructura
de todas las superaleaciones en temperaturas entre 650C a
1100C.
El trmino superaleacin se aplica a ciertas aleaciones a base de
nquel:
Gran resistencia mecnica inherente
Resistencia al calor
Resistencia a la corrosin
En aplicaciones que soportan cargas a temperaturas mayores a
0,8 T
F
(temperatura de fusin) en K.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Son las ms empleadas en las partes ms calientes en los
motores de turbina para aviacin.
En la actualidad constituyen ms del 50 % del peso de los motores
de los aviones modernos.
Su resistencia mecnica inherente a alta temperatura dificulta
darles forma por mtodos de deformacin.
La mayor cantidad se producen por procesos de fundicin.
Se pueden encontrar forjadas.
Inconel, Hastelloy y Rene 41.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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SUPERALEACIONES BASE NQUEL
22
Base cobalto
El cobalto es un metal alotrpico.
A temperaturas menores a 467C es HCP (fase ) y a mayores
temperaturas es FCC (fase ).
Temperatura de fusin: 1495C
Contienen de:
35 % a 65 % de Co
19 % a 30 % de Cr
Hasta 30 % de Ni
Los elementos como Ni y Fe, estabilizan la fase a
temperatura ambiente.
SUPERALEACIONES BASE COBALTO
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Base cobalto
Frente a las superaleaciones base Ni presentan:
Son menos resistentes (mecnicamente)
Mayor temperatura de fusin
Mayor resistencia a la corrosin y a la oxidacin en
caliente, debido a su mayor contenido de Cr (19% al 30%)
SUPERALEACIONES BASE COBALTO
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SUPERALEACIONES
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SUPERALEACIONES BASE NIQUEL
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Es un metal:
Duro (110 HB)
Tenaz (buena resistencia mecnica y ductilidad)
Maleable
De color blanco plateado.
PRESENTA EXCEPCIONAL RESISTENCIA A LA CORROSIN Y LA
OXIDACIN A TEMPERATURA AMBIENTE Y ALTAS
TEMPERATURAS.
Es un metal magntico (es atrado por los imanes).
Su estructura cristalina es cbica centrada en las caras (FCC).
NQUEL
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Tiene una densidad ligeramente superior al hierro, lo que algunas
veces limita su uso.
Se emplea:
Como elemento primordial en las aleaciones de nquel
Como elemento de aleacin en:
Aceros inoxidables
Aceros de baja aleacin y para aplicaciones criognicas
Aleaciones de nquel-cobre (monel)
Como recubrimiento anticorrosivo de otros metales.
Recubrimiento en piezas sometidas a desgaste (con Cr).
NQUEL
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NQUEL
Producto % del consumo
Acero inoxidable 57,0
Aleaciones base nquel 13,0
Enchapado (recubrimiento) 10,4
Acero aleado 9,5
Fundicin 4,4
Aleaciones base cobre 2,3
Otros 3,3
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PROPIEDAD UNIDADES NQUEL HIERRO
Estructura cristalina FCC BCC
Densidad g/cm
3
8,89 7,87
Temperatura de Fusin C 1 453 1 535
Coeficiente de Expansin
Trmica
1/ C 13,3 x 10
-6
12,6 x 10
-6
Conductividad Trmica W/(m * K) 92 71
Resistividad Elctrica * cm 9,7 9,7
Mdulo de Rigidez GPa 204 210
Resistencia a la Traccin
(recocido)
MPa 462 280
Limite de Fluencia MPa 148 180
Alargamiento % 50 40
NQUEL
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Presentan una de las mejores relaciones propiedades/estructura de
todas las superaleaciones en el rango de temperaturas entre 650 C y
1100 C.
Retienen buena parte de sus propiedades mecnicas a elevada
temperatura.
Alta resistencia mecnica, algunas aleaciones superan una resistencia
de 1 400 MPa (a temperatura ambiente).
Resistencia a fatiga trmica a altos y bajos ciclos.
Gran tenacidad y ductilidad a bajas temperaturas como a 150 C.
La conductividad elctrica del Ni, no es tan alta como la del Cu o
Al; pero, es satisfactoria para fabricar conductores y terminales de
corriente en muchas aplicaciones electrnicas.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
6
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TURBINA DE GAS
32
LABE DE TURBINA
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RESISTENCIA ESPECIFICA - TEMPERATURA
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La mayor parte de las superaleaciones para forja contienen:
50 % a 60 % de Ni
15 % a 20 % Cr
Fe
Co y otros elementos
A fin de optimizar su endurecimiento por precipitacin se les
aade:
Aluminio
Titanio
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Las superaleaciones base nquel estn formadas esencialmente de tres
fases principales:
Una matriz de austenita gamma () que es una solucin slida
FCC, donde el solvente es el nquel.
Se produce por la adicin de gran cantidad de elementos de
aleacin (hasta un 50 % en peso): Cr, Fe, Co, W y Mo.
Son estables y aumentan la resistencia a la termofluencia.
Partculas de carburo, debido a la adicin de pequeas cantidades
de C y elementos aleantes. Carburos como: TiC, BC, Cr
7
C
3
, Cr
23
C
6
,
Mo
6
C, W
6
C, etc.
Estabilizan los lmites de grano a altas temperaturas.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Carburos
(zonas
claras)
Matriz
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Evita la fluencia por deslizamiento en los bordes de grano.
Presentan alta dureza.
Una fase de precipitacin de Ni
3
Al y Ni
3
Ti, denominada gamma
primaria ().
Se forma durante el envejecimiento.
Proporciona resistencia mecnica a elevada temperatura y
estabilidad de estas aleaciones (resistencia al creep).
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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SUPERALEACIONES BASE NQUEL
(Ni
3
Al y Ni
3
Ti) grandes
Altas temperaturas de
envejecido
Bajas temperaturas
de envejecido
(Ni
3
Al y Ni
3
Ti) pequeos
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Las aleaciones de nquel pueden clasificarse en dos tipos:
No tratables trmicamente:
Nquel cobre (Monel 400)
Nquel cromo
Nquel cromo hierro
Nquel molibdeno
Nquel cromo molibdeno
Debido a la forma en como los elementos de aleacin incrementan
su resistencia mecnica se les suele llamar: ALEACIONES
ENDURECIDAS POR SOLUCIN SLIDA.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
40
Tratables trmicamente:
Nquel cobre (Monel K-500)
Nquel cromo
Nquel cromo hierro
Adems: molibdeno, cobalto
Todas contienen Ti y Al.
El tratamiento trmico se realiza para endurecer y aumentar la
resistencia mecnica.
Es similar al tratamiento trmico realizado en las aleaciones de
aluminio y aleaciones Cu-Be.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
41
Se realiza en tres etapas:
calentamiento (solubilizacin)
enfriamiento rpido (temple) y
envejecimiento a temperatura ambiente (natural) o a mayor
temperatura dependiendo del tipo de aleacin (artificial en
horno).
Los precipitados que endurecen a las aleaciones tratables
trmicamente son:
Ni
3
Al y
Ni
3
Ti
Precipitan uniformemente sobre toda la aleacin (llegando a
ocupar en algunas aleaciones hasta el 70% volumen).
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
42
ALEACIONES ENDURECIBLES POR PRECIPITACIN
(Ni3Al y Ni3Ti)
8
43
ALEACIONES ENDURECIBLES POR PRECIPITACIN
Hierro Nquel Aluminio Magnesio Titanio
17-4 PH
Inconel X 2014 AZ 80 A Ti-6Al-4V
17-7 PH Rene 41 2024 ZK 60 A Ti-4Al-3Mo-1V
PH 15-7 Mo Udimet 500 6061 HM 21 A Ti-16V-2,5Al
AM 350 Waspaloy 7002 ZE 41 A Ti-6Al-6V-6Sn
19-9 DL Inconel 700 7039 ZH 62 A
Ti-13V-11Cr-3Al
A 286
M 252
7075 EZ 33 A
44
La ASTM emplea un sistema de numeracin de tres dgitos.
MUCHOS FABRICANTES APLICAN ORDINARIAMENTE SU NOMBRE
COMERCIAL PARTICULAR DELANTE DEL NMERO DE TRES
DGITOS.
Monel 400, Inconel 600, Inconel X750, Hastelloy X, etc.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
45
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
46
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
47 48
9
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Caractersticas del Nquel 200/201(Ni mnimo 99,0%)
Muy buena resistencia a varios reductores
qumicos.
Gran resistencia a los lcalis custicos.
Buena conductividad elctrica.
Excelente resistencia a la corrosin en agua
destilada y aguas naturales.
Resistencia a soluciones salinas neutras o
alcalinas.
Excelente resistencia al flor seco.
Ampliamente usado para manejar la soda custica.
Buenas propiedades trmicas y elctricas.
Ofrece algo de resistencia al cido hidroclorhdrico
y sulfrico a temperaturas y concentraciones
moderadas.
www.megamex.com/span/nickel_200_201.htm
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
50
Aleacin Ni Fe Cu C Mn S Si
Tmx
C
200 99.0 min 0.40 max 0.25 max 0.15 max 0.35 max 0.01 max 0.35 max < 315
201 99.0 min 0.40 max 0.25 max 0.02 max 0.35 max 0.01 max 0.35 max > 315
Composicin Qumica Nquel 200/201 (UNS N02200/02201)
www.megamex.com/span/nickel_200_201.htm
La aleacin Nquel 201 contiene
menos carbono.
Le previene fragilidad a
temperaturas mayores a 315 C.
Menor tendencia a la fragilidad
(grafitizacin).
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones Ni-Cu
El cobre es completamente soluble en el nquel, se le aade al
nquel para aumentar su formabilidad, disminuir el precio y retener
la resistencia a la corrosin del nquel.
El Monel es la ms importante de las aleaciones Ni-Cu, contiene
67,0 % de Ni y 33,0 % de Cu.
Tiene alta resistencia a los cidos, lcalis, salmueras,
productos alimenticios y a la atmsfera.
Presenta propiedades mecnicas mayores que las de los latones y
bronces, pero menores que las de los aceros aleados.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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L
L
+
SOLUCIN SLIDA SUSTITUCIONAL
( )
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Tambin tiene buena tenacidad y resistencia a la fatiga.
Encuentra considerables aplicaciones a elevadas temperaturas.
El Monel R, contiene azufre para mejorar la maquinabilidad, para
hacer tornillos.
El Monel K contiene aproximadamente 3 % de Al, el cual hace a la
aleacin tratable trmicamente, mediante envejecimiento por
precipitacin (Monel K 500).
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Monel K 500
Las zonas oscuras
son precipitados de
Ni
3
Al (y Ni
3
Ti).
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Caractersticas y aplicaciones de las aleaciones de nquel
Las aleaciones de nquel presentan adems caractersticas especiales
(propiedades fsicas nicas) para diferentes fines de aplicacin.
Entre las aleaciones para aplicaciones especiales se tienen:
Aleaciones resistentes al calor
Aleaciones de bajo coeficiente de expansin
Aleaciones para resistencia elctrica
Aleaciones magnticas
Aleaciones con memoria de forma
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Resistentes al calor
Las aleaciones base nquel se utilizan en muchas aplicaciones donde se
encuentran sometidas a ambientes hostiles a altas temperaturas.
Aleaciones de Ni-Cr que contengan ms de 15% Cr se utilizan para
proporcionar resistencia a la oxidacin a temperaturas superiores a
760C.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Bajo coeficiente de expansin
La adicin del nquel en el hierro tiene un efecto profundo sobre la
expansin trmica del hierro.
Estas aleaciones pueden ser diseadas para que presenten muy baja
expansin trmica o mostrar una expansin uniforme y previsible sobre
ciertos rangos de temperatura.
Existen aleaciones de bajo coeficiente de expansin trmica para
aplicaciones de hasta 650 C.
La aleacin Invar (Hierro y 36% de nquel), presenta la menor
expansin de las aleaciones Fe-Ni.
La adicin de cobalto, a la matriz Fe-Ni, produce aleaciones con un bajo
coeficiente de dilatacin y de mayor resistencia mecnica.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Efecto del nquel sobre el coeficiente de expansin trmica lineal de las
aleaciones Fe-Ni a temperatura ambiente.
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Invar
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones para resistencia elctrica
Aleaciones base nquel o que contengan alto nquel se utilizan en la
fabricacin de resistencias elctricas.
Se utilizan en los hornos y aparatos para generar calor.
Aleaciones para resistencia de calefaccin
Ni-Cr aleaciones que contengan un 65 % a 80% de Ni
Ni-Cr-Fe aleaciones que contengan un 35 % a 70% de Ni
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones Ni-Cr-Fe
Una variedad de aleaciones binarias Ni-Cr y ternarias Ni-Cr-Fe se
emplean como aleaciones para resistencia elctrica.
Algunas composiciones nominales son 80Ni20Cr (Chromel A,
Nichrome V).
Empleadas como elementos elctricos de calefaccin para aparatos
caseros y hornos industriales.
60Ni-16Cr-24Fe (Chromel C, Nichrome)
Empleada como elemento elctrico de calefaccin para tostadoras,
cafeteras, planchas, secadoras para pelo, calentadores para agua.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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El Inconel, con una composicin nominal de 76Ni-16Cr-8Fe
Combina la resistencia a la corrosin, la resistencia mecnica y la
tenacidad del nquel, con la resistencia extra del cromo a la
oxidacin a alta temperatura.
El Inconel es relevante por su capacidad para soportar
calentamiento y enfriamiento repetidos en el intervalo de
20 C a 870 C sin hacerse frgil.
El Inconel X es endurecible por envejecimiento. Se le adiciona de
2,25 % a 2,75 % de Ti y de 0,4 % a 1,0 % de Al. Por lo que una
porcin de su alta resistencia a temperatura ambiente se retiene a
temperaturas de hasta 815 C.
ALEACIONES DE NQUEL
62
La aviacin norteamericana construy el
cascaron del avin X-15 de un Inconel
conocido como Inconel HX
http://www.megamex.com/span/inconel.htm
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones magnticas
El Fe y Ni son magnticos (Co tambin)
Se han desarrollado materiales magnticos Ni-Fe-Mo
Por ejemplo la aleacin alto Ni
contiene alrededor de 79% Ni
4 % a 5% Mo
resto de Fe
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Las aleaciones Permalloy incluyen diversas aleaciones Ni-Fe
(promedio 78 % de Ni) tienen alta permeabilidad magntica, bajo
la influencia de muy dbiles fuerzas de magnetizacin.
Tambin tienen bajas prdidas por histresis y baja resistividad
elctrica.
Se emplean como bobinas de almacenamiento en circuitos
elctricos de comunicacin.
Se denomina permeabilidad magntica a la capacidad de un material para
atraer y hacer pasar a travs de s los campos magnticos, la cual est dada
por la relacin entre la intensidad del campo magntico existente y la
induccin magntica que aparece en el interior de dicho material.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones con memoria de forma
Son materiales metlicos que tienen la posibilidad de regresar a su
forma original al ser calentados.
La forma original se defini previamente mediante un tratamiento
trmico.
Aleaciones de nquel-titanio (50 Ni-50 Ti) es una de las pocas
aleaciones comercialmente importantes con memoria de forma.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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El Nitinol es una aleacin al 50 por ciento (equimolar) de Nquel y
Titanio.
Si un alambre de esta aleacin se le deforma, al aplicarle un ligero calor
recupera la forma original de una manera sorprendentemente rpida.
Sus aplicaciones son muchas, como en medicina, ingeniera o
mecnica.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones Ni-Si-Cu
La aleacin de este grupo ms conocida es la Hastelloy D.
Contiene 10 % de Si y 3 % de Cu.
Es una aleacin de fundicin: alta resistencia mecnica, tenaz y
dura.
Puede maquinarse solo con dificultad y generalmente se termina
mediante esmerilado.
Presenta excelente resistencia a la corrosin al cido sulfrico
concentrado a elevadas temperaturas.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Aleaciones Ni-Mo-Fe
La aleacin Hastelloy A (57Ni-20Mo-20Fe) y la Hastelloy B (62Ni-
28Mo-5Fe) son las aleaciones de este grupo ms conocidas.
Son austenticas, y no responden al endurecimiento por
precipitacin.
Mediante trabajado en fro, es posible obtener resistencia mecnica
y ductilidad comparables a las del acero aleado.
Resistencia a la corrosin en cido hidroclrico y fosfrico.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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Hastelloy B, con recocido
de solubilizacin y
templada en agua.
El constituyente globular
es carburo.
La matriz es solucin
slida (FCC).
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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SUPERALEACIONES BASE NQUEL
Hastelloy es una marca registrada, y este nombre es usado como prefijo
para ms de veinte aleaciones diferentes, altamente resistentes a la
corrosin.
http://www.megamex.com/span/hastelloy.htm
71
Aleaciones Ni-Cr-Mo-Cu
Fueron diseadas originalmente como materiales resistentes a los
cidos sulfrico y ntrico, para un amplio intervalo de condiciones
de concentracin y exposicin.
Dos aleaciones de fundicin son la Illium B (50Ni-28Cr-5,8Mo-
5,5Cu) y la Illium C (56Ni-22,5Cr-6,5Mo-6,5Cu)
Se emplea cuando se requiere alta dureza en medios corrosivos.
SUPERALEACIONES BASE NQUEL
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SUPERALEACIONES BASE HIERRO
PROFESOR: PAUL P. LEAN SIFUENTES
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Aleaciones Fe-Ni
Las aleaciones que contienen hasta 6 % de Ni son ferrticas.
Las aleaciones que contienen entre 6 % y 30 % de Ni. Despus de
recalentar se descomponen en fases ms . Al enfriarlas
lentamente se formarn dos fases y .
La cantidad de cada fase presente depender del contenido de Ni,
del tratamiento trmico y de la cantidad de trabajo en fro.
Las aleaciones con ms de 30 % de Ni son predominantemente
austenticas y no magnticas.
ALEACIONES DE HIERRO
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SUPERALEACIN BASE HIERRO
75
La aleacin al 36 % de Ni se conoce como Invar, es decir,
invariable, y se emplea donde se desea muy poco cambio en
tamao con cambio en temperatura.
Se le emplea para fabricar patrones de longitud, cintas de medicin,
piezas de instrumentos, resortes especiales, etc.
Se pueden seleccionar aleaciones entre 30 % y 60 % de Ni, para
aplicaciones especficas donde se requiere apropiadas
caractersticas de expansin.
SUPERALEACIN BASE HIERRO
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La aleacin con 52Fe-36Ni-12Cr, conocida como Elinvar, tiene un
coeficiente termoelstico de cero; es decir, el mdulo de
elasticidad o de rigidez (E) es casi invariable sobre un extenso
rango de temperatura.
Se utiliza en resortes sumamente delgados y ruedas de volantes en
relojes y para piezas similares en instrumentos de precisin.
SUPERALEACIN BASE HIERRO
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Superaleacin : A286
UNS S66286
Fe-Ni-Cr con adiciones de Mo y Ti
Es una superaleacin base hierro empleada en la industria
espacial y nuclear a temperaturas elevadas, hasta 700C.
Endurecido por precipitacin a 730C, durante el cual se precipita
las fases coherentes FCC : Ni
3
(Al, Ti).
Presenta buena resistencia a la corrosin debido al Cr.
En motores de aviones, compresores y otras aplicaciones de alta
temperatura.
SUPERALEACIN BASE HIERRO
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SUPERALEACIN BASE HIERRO
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79
SUPERALEACIN BASE HIERRO
La resistencia a la
oxidacin de la
aleacin A-286 es
equivalente a la del
acero inoxidable tipo
AISI 310.