Solución y edad: Aleaciones de níquel.

¿Qué hacemos?

Solución y envejecimiento: Aleaciones de níquel

El tratamiento en solución consiste en calentar una aleación a una temperatura adecuada, mantenerla a esa temperatura el tiempo suficiente para que uno o varios constituyentes entren en una solución sólida y, a continuación, enfriarla con la rapidez suficiente para mantener esos constituyentes en solución. Los tratamientos térmicos de precipitación posteriores permiten la liberación controlada de estos constituyentes de forma natural (a temperatura ambiente) o artificial (a temperaturas más elevadas).

Beneficios de la solución y la edad: Aleaciones de níquel

Existe una multitud de aleaciones de níquel fundidas y forjadas que pueden tener diversas características deseables mejoradas mediante tratamiento en solución o mediante tratamiento en solución y endurecimiento por envejecimiento por precipitación. Características como la resistencia mecánica a temperatura ambiente y/o a temperaturas elevadas, la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación suelen mejorarse con estos tratamientos térmicos.

Materiales y aplicaciones

Las propiedades de las aleaciones de níquel tratables térmicamente pueden mejorarse seleccionando los parámetros de tratamiento térmico adecuados. Con las aleaciones de níquel se utiliza habitualmente el tratamiento en disolución solo o seguido de endurecimiento por envejecimiento por precipitación.

Tratamiento de la solución

• Durante el proceso de fabricación, la mayoría de los materiales pueden endurecerse por deformación, lo que limita la capacidad de procesamiento posterior del material. El tratamiento en solución durante el proceso (alivio de tensiones) puede reducir esta condición de endurecimiento por deformación para permitir el procesamiento posterior.
• Los procesos de fabricación, como la soldadura fuerte, la soldadura blanda o el revestimiento, pueden tener un impacto indeseable en las propiedades del material, que puede invertirse mediante el tratamiento en disolución antes de su transformación posterior.
• Los procesos de fabricación pueden dar lugar a un inicio prematuro del proceso final de endurecimiento por envejecimiento por precipitación, que puede invertirse mediante un tratamiento de re-solución previo al tratamiento posterior.
• Muchas aleaciones a base de níquel desarrollan sus propiedades deseadas únicamente mediante el proceso de tratamiento en solución. Se consideran aleaciones sólidas reforzadas por disolución. Algunos ejemplos son Hastelloy X, INCO 625 y HA 230.

Endurecimiento por precipitación

• El desarrollo de las propiedades finales del material necesarias para satisfacer los criterios de diseño específicos de la pieza suele requerir que el material (fundición/material forjado) se someta a un largo ciclo de tratamiento térmico a baja temperatura para desarrollar una microestructura específica de la aleación mediante el endurecimiento por envejecimiento por precipitación.
• Normalmente, este paso se realiza al final o cerca del final del proceso de fabricación, ya que el proceso de tratamiento térmico produce un aumento significativo de la dureza del material y se produce una cantidad predecible de cambio de tamaño (contracción) que debe tenerse en cuenta. Los costes de mecanizado pueden aumentar drásticamente si se requiere un mecanizado posterior al endurecimiento por envejecimiento.
• Ejemplos típicos de materiales son: INCO 718, INCO 738, Mar-M-247, Waspaloy y C263.

Solución y edad: Detalles del proceso de las aleaciones de níquel

• El tratamiento por disolución se realiza normalmente a temperaturas que oscilan entre 1800 y 2450 °F en vacío, seguido de un enfriamiento rápido con ventilador de gas hasta temperatura ambiente. Muchos materiales tienen velocidades de enfriamiento específicas que deben alcanzarse para garantizar la microestructura metalúrgica adecuada en el producto final.
• El endurecimiento por envejecimiento por precipitación se realiza normalmente a temperaturas que oscilan entre 1000 y 2080 °F en vacío, atmósfera inerte o aire durante tiempos de mantenimiento que van de 2 horas a más de 40 horas, dependiendo del material exacto y de la microestructura metalúrgica especificada. También pueden ser necesarios varios pasos (con temperaturas decrecientes en cada paso) para lograr los resultados finales deseados.
• Las especificaciones industriales aplicables incluirían SAE AMS 2773 y AMS 2774.