Diferencia entre Incoloy e Inconel

Inconel e Incoloy son familias distintas de aleaciones con base de níquel que comparten algunos puntos en común, pero que desempeñan funciones técnicas diferentes. Las aleaciones Inconel son superaleaciones ricas en níquel diseñadas para ofrecer una gran solidez y una resistencia excepcional a la oxidación y a los ataques corrosivos a temperaturas elevadas; suelen contener más del 50% de níquel y otros elementos reforzantes como niobio, molibdeno o cobalto. Las aleaciones Incoloy combinan níquel, hierro y cromo en un equilibrio que proporciona una excelente resistencia a la carburación, la nitruración y muchos entornos químicos corrosivos, al tiempo que mantienen el coste y la estabilidad térmica optimizados para un servicio prolongado a temperaturas de moderadas a altas. Para aplicaciones estructurales de alta temperatura y medios corrosivos severos, suele elegirse el Inconel. Para hornos industriales, calentadores petroquímicos y algunos equipos de procesos químicos en los que la resistencia a la carburación y la economía son importantes, los grados Incoloy suelen tener más sentido.

1. Comparación rápida

Esta instantánea refleja las tendencias generales; para el uso en diseño, consulte las fichas técnicas específicas.

2. Marca y antecedentes históricos

Ambos nombres funcionan hoy como marcas registradas en la industria que hacen referencia a familias de aleaciones de níquel de ingeniería con distintas historias de desarrollo. La marca INCONEL se originó con la investigación de aleaciones de níquel-cromo desarrolladas para resistir la oxidación y la corrosión en entornos oxigenados de alta temperatura. La familia INCOLOY tiene su origen en los esfuerzos por crear aleaciones de níquel-hierro-cromo con una estabilidad térmica equilibrada y resistencia a la carburación y la oxidación para hornos y equipos de proceso. Los fabricantes, proveedores de materiales y comités de normalización publican hojas de datos y boletines técnicos que describen la composición química, las propiedades mecánicas y las aplicaciones recomendadas para cada grado.

3 Grados representativos y números UNS

En la práctica, los ingenieros se refieren a grados concretos y no sólo al apellido. Selecciones representativas:

• Inconel grados comunes

  • Inconel 625: UNS N06625. Alta resistencia y resistencia a la corrosión con rango de servicio desde criogénico hasta aproximadamente 982°C en muchas atmósferas.

  • Inconel 718: UNS N07718. Endurecible por envejecimiento, alta resistencia hasta aproximadamente 700°C; muy utilizado en la industria aeroespacial y en piezas sometidas a grandes esfuerzos.

  • Inconel C-276: UNS N10276. Excepcional resistencia a la corrosión en medios químicos altamente oxidantes y reductores.

• Incoloy grados comunes

  • Incoloy 800 / 800H / 800HT: UNS N08800, N08810, N08811. Serie de níquel-hierro-cromo diseñada para la estabilidad térmica y la resistencia a la carburación a alta temperatura.

  • Incoloy 825: UNS N08825. Buena resistencia al ataque ácido y a la corrosión bajo tensión en muchos entornos de proceso.

Al comparar, consulte siempre el número UNS o W.Nr exacto para conocer los límites mecánicos y la composición química.

4 Química y estrategia de aleación

Diferentes objetivos de diseño crean distintas químicas. A continuación se muestra una tabla de composición simplificada que compara grados típicos y representativos. Los porcentajes son límites aproximados extraídos de las hojas de datos del fabricante; consulte el estándar exacto para tomar decisiones de adquisición.

Notas: los límites exactos varían según la especificación y la forma del producto. Los ingenieros de Inconel confían en elementos como el niobio y el molibdeno para proporcionar una solución sólida y un refuerzo por precipitación, así como una resistencia beneficiosa a la corrosión localizada. La composición química del Incoloy mantiene el níquel más bajo y el hierro más alto para equilibrar el coste, la expansión térmica y el rendimiento en entornos de carburación.

5. Microestructura y mecanismos de refuerzo

• Inconel Las calidades endurecidas por precipitación, como el 718, dependen de un tratamiento térmico controlado para producir precipitados gamma prime y gamma double prime que proporcionan un elevado límite elástico y resistencia a la fluencia. Los elementos en solución sólida, como el Mo y el Nb, proporcionan estabilidad a altas temperaturas y resistencia a las picaduras. Las calidades sin precipitación, como el 625, obtienen su resistencia del endurecimiento por solución sólida y el trabajo en frío.

• Incoloy aleaciones como las de la serie 800 son generalmente austeníticas y se basan en la solución sólida y la estabilidad microestructural para resistir la formación de la fase sigma bajo exposición prolongada. Las 800H y 800HT se modifican para mejorar la resistencia a la fluencia mediante el control del carbono y pequeñas adiciones de titanio y aluminio. La estabilidad microestructural del Incoloy a altas temperaturas prolongadas es una ventaja clave en el servicio de hornos.

Comprender la microestructura es esencial para especificar el tratamiento térmico, el procedimiento de soldadura y la vida útil esperada en servicios térmicos de fluencia o cíclicos.

6. Propiedades mecánicas y límites de temperatura

A continuación se indican valores mecánicos representativos para condiciones comerciales comunes. Los valores varían según la forma del producto, el tratamiento térmico y el método de ensayo.

Los diseñadores deben consultar la hoja de datos del proveedor y el código aplicable para conocer las tensiones específicas admisibles a temperatura.

7 Resistencia a la corrosión y entornos de servicio

• Corrosión general y picaduras: Los grados de Inconel con mayor contenido de níquel y molibdeno suelen presentar una resistencia superior a los ácidos clorados y reductores. Inconel C-276 y 625 destacan por su resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en agua de mar y muchos ácidos.

• Atmósferas de carburación y nitruración: La familia Incoloy 800 se comporta bien en los entornos de carburación y nitruración comunes en hornos y algunos procesos químicos, debido al equilibrio de la aleación que minimiza los carburos de fragilización y la fase sigma. Esto hace que el Incoloy sea una elección frecuente para tubos de calentadores, muflas y otros componentes de hornos.

• Agrietamiento por corrosión bajo tensión: Para determinados entornos con cloruros y altas tensiones de tracción, el Inconel rico en níquel puede ofrecer mejor resistencia, pero la selección debe referirse a los datos de ensayo y al historial de campo. El Incoloy 825 se ha especificado para el servicio en entornos de gas ácido y ricos en cloruros en los que se necesita inmunidad a la corrosión localizada y a la SCC a temperaturas moderadas.

La selección del material debe basarse en la química real del proceso, la temperatura, el régimen de flujo y la tensión mecánica prevista.

8 Fabricación, soldadura, conformado y unión

• Soldadura: Muchos grados de Inconel e Incoloy se sueldan fácilmente con aleaciones de aportación adecuadas. El Inconel 718 requiere ciclos térmicos controlados y tratamiento térmico posterior a la soldadura para restaurar el endurecimiento por envejecimiento; las especificaciones del procedimiento de soldadura son críticas para piezas sometidas a grandes esfuerzos. Inconel 625 y C-276 son generalmente más fáciles de soldar con buena resistencia a la corrosión en la ZAT.

• Formando: La serie 800 de Incoloy tiene buenas características de conformado en frío y puede estirarse o laminarse en tubos y chapas. Las aleaciones Inconel que son endurecibles por precipitación pueden ser más limitadas para el conformado en frío pesado en su estado endurecido; el recocido en solución y las secuencias de envejecimiento importan.

• Tratamiento térmico: En el caso del Inconel 718, los tratamientos específicos de recocido en solución y envejecimiento proporcionan la máxima resistencia. Los Incoloy 800H y 800HT se someten esencialmente a tratamiento térmico para estabilizar la estructura del grano y optimizar la resistencia a la fluencia más que para producir endurecimiento por precipitación. Siga los boletines técnicos de los proveedores para conocer los ciclos recomendados.

Las buenas prácticas de fabricación incluyen procedimientos de soldadura cualificados, control de las temperaturas entre pasadas y alivio de tensiones tras la fabricación cuando sea necesario.

9. Normas, especificaciones y requisitos de ensayo

Al especificar una u otra familia, incluya las normas y los números térmicos correctos. Los documentos de referencia típicos son:

• Boletines técnicos y hojas de datos del fabricante para el UNS específico.

• Especificaciones de materiales AMS y ASTM para piezas a presión y herrajes aeroespaciales. Ejemplo: AMS 5666 para datos y adquisición de Inconel 625.

• Normas nacionales e internacionales para ensayos, por ejemplo ASTM E8 para tracción, ASTM G48 para evaluación de corrosión por picaduras y grietas, ASTM G28 para corrosión en medios específicos. Consulte los comités de códigos para conocer las tensiones admisibles de los recipientes a presión a temperatura.

• Los certificados de proveedores y los informes de pruebas de laminación según la norma EN 10204/3.1 o 3.2 son habituales en la contratación pública.

Indique el UNS completo, la forma del material y el tratamiento térmico en los pedidos de compra para garantizar un control correcto del material.

10. Aplicaciones típicas y ejemplos de casos industriales

• Usos típicos del Inconel

  • Componentes de turbinas de gas y motores aeronáuticos en los que la resistencia a altas temperaturas y la resistencia a la oxidación son obligatorias.

  • Equipos de procesos químicos que manipulan ácidos fuertes, entornos con haluros y medios oxidantes en los que las picaduras son un problema, por ejemplo, Inconel C-276 en reactores químicos.

  • Sistemas marinos y submarinos que requieren una resistencia superior a la corrosión localizada.

• Usos típicos de Incoloy

  • Componentes de hornos, tubos radiantes y accesorios de tratamiento térmico por su resistencia a la carburización y estabilidad dimensional.

  • Intercambiadores de calor y tuberías en plantas petroquímicas donde el contenido equilibrado de níquel y la buena resistencia a la temperatura hacen que Incoloy sea rentable.

  • Algunas aplicaciones de procesos químicos en las que el coste y una resistencia adecuada a la corrosión son fundamentales, por ejemplo Incoloy 825 en entornos de gas ácido.

Ejemplo: un calentador de refinería puede utilizar tubos de Incoloy 800HT para una larga vida útil bajo gases de combustión carburizantes, mientras que puede elegir revestimientos o pernos de Inconel cuando el riesgo de corrosión localizada es elevado.

11 Criterios de selección y matriz de decisión

A la hora de elegir entre las dos familias, sopesa los siguientes factores:

• Química de procesos: Las corrientes altamente oxidantes o ricas en haluros favorecen los grados Inconel de alto contenido en Ni y Mo. Las atmósferas de carburación o nitruración favorecen a la serie Incoloy 800.

• Temperatura de funcionamiento: Para cargas mecánicas extremas por encima de ~600°C, los grados Inconel endurecidos por precipitación pueden ofrecer una mayor resistencia a la fluencia. Para la estabilidad térmica a largo plazo en el rango de 600 °C a 850 °C, donde la carburación es un problema, el Incoloy 800H/HT a menudo gana.

• Carga mecánica: Las cargas estáticas o cíclicas elevadas a temperatura elevada suelen justificar el uso de Inconel 718 o aleaciones similares de alta resistencia.

• Fabricación y soldadura: Considere si el relleno, el procedimiento de soldadura y el tratamiento térmico postsoldadura son prácticos.

• Costes y adquisiciones: El contenido de níquel determina el coste de la materia prima. Muchos proyectos equilibran el coste del ciclo de vida y los intervalos de mantenimiento con el precio inicial.

Matriz de decisión (simplificada)

Confirmar siempre con pruebas de corrosión, datos del proveedor y códigos.

12. Consideraciones relativas al suministro, los costes y la adquisición

El precio y la disponibilidad del níquel en el mercado influyen en la selección de la aleación. Los grados de Inconel con más níquel y elementos de aleación críticos como el niobio suelen costar más por kilogramo que la serie 800 de Incoloy. Para grandes volúmenes, los proveedores cotizarán el material con plazos de entrega que reflejen la demanda y las existencias. En el caso de piezas críticas, deben especificarse informes de pruebas de laminación e inspección por terceros. Para los equipos a presión, exija certificaciones trazables y el cumplimiento de las normas AMS/ASTM cuando proceda.

13. Consideraciones medioambientales, de ciclo de vida y de reparación

El reciclado de aleaciones de níquel es habitual, pero consume mucha energía. Los procedimientos de reparación de componentes sobre el terreno suelen utilizar aleaciones de relleno adecuadas y procedimientos de soldadura cualificados. Los tratamientos superficiales, el revestimiento y los recubrimientos pueden prolongar la vida útil cuando la selección de la aleación base por sí sola es marginal. En algunas plantas químicas, el revestimiento o recubrimiento de acero al carbono con Inconel resultó más económico que fabricar el componente completo de una superaleación. Evalúe los costes de todo el ciclo de vida, incluidos los tiempos de inactividad, las piezas de repuesto y la posibilidad de reparación.

14. Lista práctica de especificaciones para la contratación pública

Cuando emita una orden de compra incluya lo siguiente:

1. Número UNS exacto y nombre comercial (por ejemplo Inconel 625 - UNS N06625).

2. Forma y dimensiones del producto.

3. Condición de tratamiento térmico y límites de dureza.

4. Propiedades mecánicas requeridas y métodos de ensayo (tracción ASTM E8, dureza).

5. Requisitos de los ensayos de corrosión, si procede (ASTM G48, API o ensayos especificados por el cliente).

6. Trazabilidad y nivel de certificación (EN 10204 3.1 o equivalente).

7. Especificación y requisitos de cualificación del relleno de soldadura.

8. Criterios de inspección y aceptación del estado de la superficie y las dimensiones.

El suministro de información completa reduce el riesgo de desajuste de materiales y de costosas repeticiones.

15 preguntas frecuentes

1. ¿Son intercambiables Inconel e Incoloy?
   No. Aunque comparten el níquel en su composición, tienen diferentes equilibrios de aleación y envolturas de servicio previstas. Sustitúyalos únicamente con una comparación exhaustiva de propiedades y pruebas de cualificación.

2. ¿Qué familia de aleaciones resiste mejor la carburación?
   La familia Incoloy 800 se desarrolló para entornos de carburación y nitruración, y normalmente se comporta mejor en estas condiciones de horno.

3. ¿Cuál es más fuerte a temperatura elevada?
   Ciertos grados de Inconel, especialmente los endurecibles por envejecimiento como el 718, tienen una mayor resistencia a altas temperaturas y a la fluencia cuando se someten a un tratamiento térmico correcto.

4. ¿Es el Inconel más caro que el Incoloy?
   Generalmente sí, debido al mayor contenido de níquel y a elementos de aleación estratégicos. El precio varía en función de los precios del níquel en el mercado.

5. ¿Puedo soldar Inconel 625 a Incoloy 800?
   La soldadura de aleaciones diferentes es posible con una correcta selección del material de aportación y procedimientos cualificados, pero deben tenerse en cuenta el comportamiento de la ZAT y las diferencias de dilatación térmica. Se recomienda realizar soldaduras de prueba y cualificar los procedimientos.

6. ¿Qué normas debo consultar para la especificación?
   Utilice los boletines técnicos de los fabricantes y las especificaciones industriales como las normas AMS, ASTM o EN más los números UNS para mayor claridad. En el caso del Inconel 625, se suele hacer referencia a la norma AMS 5666.

7. ¿Qué aleación es mejor en agua de mar?
   Las calidades de Inconel con alto contenido en níquel y molibdeno suelen mostrar una resistencia superior a las picaduras y al ataque de grietas en entornos con cloruros que muchas calidades de Incoloy. Se recomienda realizar pruebas de campo para usos específicos.

8. ¿Qué importancia tiene el tratamiento térmico postsoldadura para Inconel 718?
   Muy importante. El 718 alcanza su resistencia a partir de precipitados formados durante el envejecimiento controlado. Los ciclos térmicos posteriores a la soldadura y el envejecimiento restauran las propiedades mecánicas y reducen la susceptibilidad al agrietamiento.

9. ¿Resisten las aleaciones Incoloy al agrietamiento por corrosión bajo tensión?
   Algunos grados de Incoloy, como el 825, ofrecen una buena resistencia en entornos particulares de cloruros ácidos. Sin embargo, deben evaluarse la tensión, la temperatura y la composición química específica.

10. ¿Debo elegir el revestimiento o la construcción de aleación completa?
    El revestimiento de acero al carbono con una fina capa de Inconel o Incoloy puede resultar económico para algunos servicios. La elección depende de las cargas mecánicas, la gravedad de la corrosión y la constructibilidad. Consulte los modelos de costes del ciclo de vida y las recomendaciones del proveedor.

16 Recomendaciones finales para ingenieros y adquisiciones

1. Especifique el UNS exacto y la forma del producto en los documentos de contratación.

2. Adapte la selección de la aleación a la química del proceso y a la temperatura de funcionamiento más que a la familiaridad con la marca.

3. Exigir certificados de pruebas de laminación e inspecciones no destructivas adecuadas cuando se trate de seguridad o contención de presión.

4. En caso de duda, encargue cupones de corrosión a pequeña escala o pruebas en bucle en condiciones de proceso reales para validar la selección. Los servicios técnicos de los fabricantes suelen ser de gran ayuda.

Referencias autorizadas

• Boletín técnico INCONEL® aleación 625 - Special Metals Corporation
• Boletín técnico de la aleación INCOLOY® 800 - Special Metals Corporation
• Boletín técnico de la aleación INCONEL® 718 - Special Metals Corporation
• Hoja de datos de VDM Alloy 625 - VDM Metals