Incoloy 825 vs Inconel 625 ¿cuál es mejor?

Incoloy 825 y Inconel 625 son aleaciones de base níquel que se utilizan cuando la resistencia a la corrosión y la fiabilidad del servicio son importantes, pero están optimizadas para entornos diferentes. Elija Inconel 625 cuando necesite mayor resistencia, mayor resistencia a las picaduras, al ataque por intersticios y al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducida por cloruros, o cuando el rendimiento mecánico a temperaturas elevadas sea crítico. Elija el Incoloy 825 cuando los principales requisitos sean la resistencia a los ácidos reductores (especialmente los ácidos sulfúrico y fosfórico), una buena resistencia general a la corrosión en medios mixtos oxidantes/reductores y rentabilidad para muchos casos de servicio químico acuoso.

1. Antecedentes y contexto familiar de la aleación

Ambas aleaciones son materiales austeníticos de base níquel desarrollados para ofrecer resistencia a la corrosión y rendimiento en aplicaciones químicas, marinas y energéticas exigentes. Se crearon para satisfacer necesidades de servicio concretas:

• Inconel 625 (UNS N06625) es una aleación de níquel, cromo y molibdeno estabilizada con niobio, desarrollada para ofrecer una gran resistencia a las picaduras, la corrosión por intersticios y el agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros. Se utiliza ampliamente en entornos de procesos químicos, marinos, aeroespaciales y de petróleo y gas en los que el ataque localizado y la resistencia mecánica a temperaturas elevadas son motivo de preocupación.

• Incoloy 825 (UNS N08825) es una aleación de níquel, hierro y cromo con adición de molibdeno, cobre y titanio, desarrollada para resistir a los ácidos oxidantes y reductores y a la corrosión bajo tensión por cloruros en muchos entornos acuosos. Suele especificarse para el procesamiento de ácidos, el reprocesamiento nuclear, las líneas de decapado, los sistemas de tuberías de aleación y algunas aplicaciones de petróleo y gas que hacen hincapié en la resistencia al ataque de los ácidos sulfúrico y fosfórico.

Estas aleaciones de alto contenido en níquel no son aceros inoxidables. Su estrategia de aleación utiliza el níquel como formador de la matriz más adiciones deliberadas (Mo, Nb, Cu, Ti) para adaptar la resistencia a la corrosión localizada, la resistencia mecánica y la soldabilidad.

2. Resumen comparativo rápido

Este resumen resume la diferenciación práctica que la mayoría de los ingenieros utilizan a la hora de elegir entre las dos aleaciones. Las fuentes y hojas de datos a las que se hace referencia a continuación proporcionan los datos numéricos sobre química y rendimiento.

3. Composición química y metalurgia

Composición química nominal (tabla comparativa)

A continuación se indican los intervalos de composición típicos utilizados en las especificaciones; confirme siempre los certificados de fábrica del material adquirido.

Notas:

• Se trata de intervalos representativos redondeados; consulte las fichas técnicas de los productos o el certificado de ensayo de la fábrica para conocer los límites exactos de un calor determinado. Las fichas técnicas de los fabricantes incluyen tablas de composición y son la fuente autorizada para comprobar la adquisición.

Funciones metalúrgicas de los principales elementos

• Níquel estabiliza la matriz austenítica, proporciona ductilidad y resistencia general a la corrosión.

• Cromo proporciona resistencia a la oxidación y una base para la resistencia a la corrosión.

• Molibdeno aumenta fuertemente la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en cloruros. El mayor contenido de Mo en el 625 es una de las principales razones de su mayor resistencia a la corrosión localizada.

• Niobio (Nb) en 625 aglutina el carbono y ayuda a crear un refuerzo sólido-solución; evita la sensibilización durante la soldadura.

• Cobre en el 825 contribuye a la resistencia al ácido sulfúrico y a las condiciones reductoras.

• Titanio en 825 estabiliza los carburos y reduce el riesgo de ataque intergranular tras la soldadura.

4. Microestructura y mecanismos de refuerzo

Ambas aleaciones son soluciones sólidas austeníticas de base níquel, pero su refuerzo y estabilidad microestructural difieren:

• Inconel 625: La resistencia se debe principalmente al refuerzo de la solución sólida (Mo, Nb) y a la presencia de carburos finos o precipitados intermetálicos en determinados tratamientos térmicos. El niobio también forma carburos estables y regiones ricas en niobio que resisten la sensibilización de los límites de grano y permiten una mayor resistencia a la temperatura. Esto confiere a la aleación 625 una elevada resistencia a la tracción y a la fluencia.

• Incoloy 825: Se trata de una aleación austenítica estabilizada (adición de Ti) con un moderado refuerzo en solución sólida de Mo y Cu. No es un material endurecible por precipitación en servicio normal; la microestructura permanece dúctil y resistente a la corrosión en una amplia gama de temperaturas. La estabilización con Ti reduce la susceptibilidad a la corrosión intergranular después de la soldadura.

Implicaciones prácticas: El 625 conservará propiedades mecánicas más fuertes a temperatura elevada y bajo tensión; el 825 será más fácil de conformar en algunos casos y está más adaptado para la resistencia química que para soportar cargas a temperatura elevada.

5. Propiedades mecánicas y límites de temperatura

Datos mecánicos representativos (típicos)

Los valores dependen de la forma del producto y del tratamiento térmico. Utilice las hojas de datos del fabricante para la aceptación de la adquisición.

Estas gamas de propiedades muestran la clara ventaja de resistencia del 625 a temperatura ambiente y elevada. Para componentes estructurales o que contengan presión expuestos a temperaturas elevadas, a menudo se prefiere el 625.

6. Comportamiento de la corrosión - cómo difieren en entornos reales

Rendimiento general

• Corrosión por picaduras y grietas en ambientes clorados - El Inconel 625, con su alto contenido en molibdeno y su estabilización con niobio, supera sistemáticamente al Incoloy 825. La aleación 625 presenta una resistencia superior al ataque localizado y al agrietamiento por corrosión bajo tensión inducido por cloruros.

• Ácidos reductores como el sulfúrico y el fosfórico - El Incoloy 825 se ha utilizado durante mucho tiempo para servicios de ácido sulfúrico y fosfórico concentrado porque su combinación de Ni, Mo y Cu proporciona una buena resistencia en condiciones de ácido reductor. Para algunos servicios de ácido concentrado, el 825 es la opción más económica y de mejor rendimiento.

• Servicio agrio (H2S/CO2) - Ambas aleaciones tienen un buen rendimiento, pero la selección depende de la temperatura, las presiones parciales y la presencia de azufre elemental. Deben consultarse las guías de selección del sector y las normas NACE/ISO para comprobar la compatibilidad con NACE MR0175/ISO 15156. La guía del Instituto del Níquel proporciona tablas comparativas de comportamiento para 825 y 625 en condiciones de servicio CO2/H2S.

• Alta temperatura de oxidación - El Inconel 625 está diseñado para resistir la oxidación a temperaturas más altas y mantiene la resistencia mecánica mejor que el 825 a temperaturas de servicio elevadas. Por este motivo, el 625 se utiliza habitualmente en intercambiadores de calor, turbinas y componentes aeroespaciales.

Ejemplos prácticos de selección de la corrosión

• Agua de mar/entornos marinos: Prefiera Inconel 625 para accesorios, fijaciones y componentes submarinos que vayan a estar expuestos a cloruros, bioincrustaciones y grandes esfuerzos mecánicos. El 825 puede utilizarse para tuberías en las que no existan factores limitantes de alta resistencia y en las que los contaminantes ácidos sean mínimos.

• Líneas de ácido de plantas químicas: Para las líneas de decapado con ácido sulfúrico y el procesado con ácido fosfórico, el Incoloy 825 supera a menudo al 625 y se especifica por su resistencia a estas químicas de ácidos reductores.

• Intercambiadores de calor con cloruros mixtos y alta temperatura: Si el riesgo de picaduras y la tensión por cloruros son importantes a temperaturas elevadas, el Inconel 625 es la opción más segura y de mayor coste. Para condiciones más suaves, el 825 puede ser rentable.

7. Fabricación, soldadura y tratamiento térmico

Soldabilidad y unión

Ambas aleaciones son fácilmente soldables utilizando los procedimientos estándar de aleación de níquel, pero existen diferencias:

• Inconel 625: La adición de niobio estabiliza la aleación y reduce la sensibilización. Metales de aportación disponibles (consumibles UNS N06625 correspondientes). Métodos de soldadura habituales: GTAW, GMAW, SMAW y procesos especializados para secciones gruesas. Normalmente no se requiere precalentamiento; el tratamiento térmico posterior a la soldadura rara vez es necesario para el servicio de corrosión.

• Incoloy 825: La estabilización con titanio reduce el riesgo de ataque intergranular tras la soldadura. Se dispone de metales de aportación adecuados. Los procesos de soldadura típicos son similares a los del 625. El control del aporte de calor y la prevención de la contaminación son las mejores prácticas habituales.

Conformado y mecanizado

• Formando: Ambas aleaciones son dúctiles en estado recocido y pueden conformarse en frío, aunque el Inconel 625 es más resistente y puede requerir fuerzas mayores.

• Mecanizado: Ambos son más difíciles de mecanizar que los aceros inoxidables comunes; la mayor resistencia y el endurecimiento por deformación del 625 pueden hacer que el mecanizado sea más lento y requiera más herramientas. Utilice herramientas de metal duro, refrigerante y avances moderados.

Tratamiento térmico

• Ninguna de estas aleaciones suele reforzarse mediante un tratamiento térmico convencional de endurecimiento por precipitación para el servicio de corrosión. El 625 alcanza gran parte de su resistencia mediante reforzadores de solución sólida; se requieren ciclos térmicos cuidadosos si se espera un servicio a temperatura elevada para evitar precipitados no deseados que puedan reducir la resistencia a la corrosión.

8. Normas aplicables y formularios de productos

Las normas y formas comunes de los productos difieren según la aleación:

• Inconel 625: Normalmente se suministra según ASTM B443 / ASME SB-443 para chapas, placas y flejes; ASTM B446 para barras y palanquillas; normas AMS como AMS 5599 para chapas. Formas: chapa, hoja, tubo soldado y sin soldadura, barra, piezas forjadas, alambre, elementos de fijación.

• Incoloy 825: Suministrados normalmente según ASTM B423 para tubos sin soldadura, ASTM B424/B425 para tubos soldados y accesorios en diversas formas. Las formas incluyen tubos sin soldadura y soldados, tubos, barras, chapas y alambres.

Cuando especifique material para la compra, incluya siempre en la orden de compra el número UNS, la forma de producto requerida, la condición de tratamiento térmico y la especificación ASTM/ASME/AMS exacta.

9. Aplicaciones típicas y casos de uso en la industria

Dónde se utiliza habitualmente Inconel 625

• Componentes y elementos de fijación submarinos que requieren una alta resistencia a la corrosión por picaduras de cloruro y a la corrosión por cloruros disueltos.

• Equipos de procesos químicos expuestos a cloruros, sustancias orgánicas halogenadas y mezclas oxidantes

• Intercambiadores de calor, componentes de hornos y piezas estructurales de alta temperatura

• Componentes aeroespaciales y piezas de motores en los que la resistencia a altas temperaturas y a la corrosión son esenciales

• Equipos nucleares y de control de la contaminación en los que el gripado, el desgaste y la corrosión localizada son motivo de preocupación.

Dónde se utiliza habitualmente Incoloy 825

• Equipos y tuberías de proceso de ácido sulfúrico y ácido fosfórico

• Líneas de decapado ácido y manipulación de productos químicos

• Depuradores de control de la contaminación y componentes de desulfuración de gases de combustión

• Tubos y tuberías de petróleo y gas con presencia moderada de cloruros, pero con una menor resistencia a los ácidos y un menor coste.

• Equipos de reprocesamiento de combustible nuclear en algunos diseños.

Para elegir uno de ellos es necesario adecuar la química de servicio, la temperatura, la carga mecánica y la esperanza de vida.

10. Matriz de selección: reglas prácticas de decisión

Utilice la matriz siguiente para realizar una elección inicial de la aleación. La selección final debe validarse con ensayos de corrosión y análisis de ingeniería de materiales utilizando las condiciones específicas del proyecto.

Realice siempre una evaluación de la corrosión a nivel de proyecto y consulte las orientaciones de NACE, el Instituto del Níquel y el proveedor de materiales para las pruebas de compatibilidad y cualificación.

11. Recomendaciones de ensayo, inspección y cualificación

Cuando adquiera o cualifique tuberías, recipientes o componentes de estas aleaciones, adopte las siguientes comprobaciones:

• Certificados de pruebas de molienda: Confirmar el número UNS, el análisis químico real para Mo, Nb, Cu, Ti; garantizar la trazabilidad del número térmico.

• Pruebas mecánicas: Pruebas de tracción y dureza según la especificación ASTM/ASME pertinente; pruebas de impacto si es posible el servicio a baja temperatura.

• END: RT/UT para componentes a presión, líquidos penetrantes o partículas magnéticas para soldaduras según se requiera.

• Pruebas de corrosión: Para los servicios críticos, realizar ensayos de inmersión de cupones, ensayos electroquímicos y ensayos de corrosión por hendiduras en las condiciones del proyecto.

• Calificación de servicio agrio: Verifique el cumplimiento de la norma NACE MR0175/ISO 15156 utilizando las ediciones más recientes y las orientaciones de los fabricantes de materiales. Los documentos del Instituto del Níquel proporcionan valiosos mapas cuantitativos de corrosión.

12. Notas sobre costes, cadena de suministro y adquisiciones

• Coste relativo: En general, el Inconel 625 es más caro que el Incoloy 825 debido a su mayor contenido en níquel, molibdeno y niobio. La sensibilidad del precio depende de los mercados mundiales de níquel y molibdeno.

• Disponibilidad: Ambas aleaciones son comunes, pero formas y tamaños específicos (chapa gruesa, grandes piezas forjadas, tubos largos sin soldadura) pueden tener plazos de entrega largos. Se recomienda ponerse en contacto con los proveedores lo antes posible.

• Claridad de las especificaciones: Utilice el número UNS, la especificación ASTM/ASME, la forma de producto requerida, las pruebas de aceptación y cualquier cualificación NACE/ISO en el pedido. Exija certificados de laminación e informes de ensayos no destructivos con la entrega.

13. Modos de fallo y lecciones de servicio

Modos habituales de fallo y cómo mitigarlos:

• Corrosión por picaduras y grietas en servicio con cloruros: Utilizar aleación con mayor Mo y Nb (Inconel 625) o mitigar con menor actividad de cloruros, protección catódica y diseño adecuado para evitar grietas estancadas.

• Ataque intergranular tras la soldadura: Utilizar calidades estabilizadas y consumibles de soldadura adecuados; ambas aleaciones incluyen elementos (Ti en 825, Nb en 625) que limitan la sensibilización. Controlar el aporte de calor y utilizar soldaduras de penetración total para tuberías a presión.

• Fisuración por corrosión bajo tensión: Reducir las tensiones de tracción, seleccionar una aleación más resistente a la SCC (625 para la SCC por cloruros) y controlar la química y la temperatura ambientales.

• Ataque inesperado con ácido: Adaptar la aleación al tipo de ácido; el Incoloy 825 es favorable para algunas aplicaciones de ácido sulfúrico y fosfórico, mientras que el 625 es preferible para oxidar sistemas de cloruro a alta temperatura. Pruebe siempre la concentración y temperatura específicas de su proceso.

14. Referencia rápida de pros y contras

Inconel 625

Pros

• Excelente resistencia a la corrosión localizada (picaduras, grietas) y al cloruro SCC.

• Alta resistencia a temperatura ambiente y elevada.

• Excelente resistencia a la oxidación para servicio a altas temperaturas.
  Contras

• Mayor coste del material.

• Más difícil de mecanizar que las aleaciones de menor resistencia.

Incoloy 825

Pros

• Excelente resistencia a los ácidos reductores como el sulfúrico y el fosfórico.

• Buena resistencia general a la corrosión en medios acuosos.

• Suele ser más económico que el 625 para muchos servicios químicos.
  Contras

• Menor resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en ambientes ricos en cloruros que el 625.

• Menor resistencia a altas temperaturas.

15. Lenguaje de especificación recomendado para las órdenes de compra

Ejemplo de cláusula breve para especificar el material:

"El material será Inconel 625 según UNS N06625, ASTM B443 (chapa/hoja) o ASTM B446 (barra), entregado en estado recocido con certificados completos de pruebas de laminación, informes de END y análisis químicos que confirmen Mo ≥ 8,0 wt% y Nb ≥ 3,0 wt%. Para tuberías, especificar la especificación ASME/ASTM de tuberías/tubos e incluir la cualificación NACE MR0175/ISO 15156 cuando proceda."

Para Incoloy 825, sustituir las referencias UNS y ASTM en consecuencia (UNS N08825, ASTM B423/B424, etc.) y exigir la confirmación de Cu y Ti en el análisis.

16. Preguntas frecuentes

1. ¿Qué aleación resiste mejor el agua de mar, Inconel 625 o Incoloy 825?
El Inconel 625 suele funcionar mejor en agua de mar y entornos clorados debido a su mayor contenido en molibdeno y a la estabilización con niobio, que le confieren una mayor resistencia a las picaduras, la corrosión por intersticios y la SCC por cloruros.

2. ¿Es adecuado el Incoloy 825 para el servicio con ácido sulfúrico?
Sí. El Incoloy 825 se especifica frecuentemente para el procesado de ácido sulfúrico y fosfórico porque las adiciones de cobre y molibdeno mejoran la resistencia en muchas condiciones de ácidos reductores. Compruebe siempre los límites de concentración y temperatura con pruebas de corrosión.

3. ¿Puedo sustituir 625 por 825 para ser conservador?
Técnicamente, se puede sustituir por 625, pero puede ser una especificación excesiva y más costosa. Compruebe que las propiedades mecánicas y metalúrgicas del 625 son compatibles con los requisitos del proceso y los procedimientos de soldadura antes de sustituirlo.

4. ¿Cuál es más fuerte a temperaturas elevadas?
El Inconel 625 tiene una resistencia significativamente superior a temperaturas elevadas en comparación con el Incoloy 825 y se suele seleccionar para aplicaciones estructurales a altas temperaturas.

5. ¿Son compatibles ambas aleaciones con los requisitos de servicio ácido de NACE MR0175/ISO 15156?
La compatibilidad depende de la temperatura, la presión parcial de H2S y el contenido de cloruro. Ambas aleaciones pueden utilizarse en servicios ácidos en algunas condiciones, pero deben cumplir las directrices NACE/ISO más recientes y los datos del proveedor. Consulte al Instituto del Níquel y al proveedor del material para conocer los límites cuantitativos.

6. ¿Es necesario un tratamiento térmico posterior a la soldadura?
Generalmente no para servicio de corrosión con estas aleaciones porque están estabilizadas, pero códigos específicos de recipientes a presión o requisitos de diseño pueden requerir PWHT. Siga los códigos ASME aplicables y las recomendaciones del proveedor.

7. ¿Cuál es más fácil de mecanizar?
Ninguno de los dos es tan fácil de mecanizar como los aceros inoxidables comunes; el Incoloy 825 es algo más fácil debido a su menor resistencia, mientras que el 625 se endurece más y puede requerir herramientas más pesadas.

8. ¿Resiste completamente el Inconel 625 al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruros?
Ninguna aleación es completamente inmune, pero la 625 muestra una ausencia casi total de SCC inducida por cloruros en muchas pruebas industriales e historiales de servicio. Aun así, evite las tensiones de tracción, diseñe para evitar grietas y controle el entorno siempre que sea posible.

9. ¿Qué especificaciones debo solicitar en el pedido?
Incluya el número UNS, la norma ASTM/ASME o AMS específica, la forma y el estado del producto, los ensayos mecánicos requeridos, los requisitos de END y los certificados de ensayos de laminación. Para entornos corrosivos o ácidos, se requiere documentación de cualificación NACE/ISO.

10. ¿Cómo elegir rápidamente entre el 625 y el 825?
Hágase dos preguntas: ¿el servicio expondrá los componentes a una alta actividad de cloruros, a altas temperaturas o requerirá una alta resistencia? En caso afirmativo, elija el 625. Si el riesgo clave son los ácidos reductores concentrados como el sulfúrico/fosfórico y las temperaturas moderadas, elija 825.

17. Lista de comprobación de pruebas y cualificación

• Confirme el número UNS y la química del certificado de laminación

• Pruebas mecánicas según especificaciones (UTS, límite elástico, alargamiento)

• Pruebas de impacto si lo requiere el servicio a baja temperatura

• END en componentes a presión según códigos ASME

• Pruebas de cualificación de la corrosión para la química y la temperatura del proyecto

• Comprobaciones NACE MR0175/ISO 15156 para servicio ácido

18. Notas prácticas finales

• Obtenga siempre las directrices de diseño del proveedor y los datos de las pruebas de campo cuando especifique estas aleaciones para servicios críticos. Los boletines técnicos de los fabricantes resumen la composición y las directrices de servicio; las publicaciones del Instituto del Níquel y ASME/NACE proporcionan prácticas industriales para la cualificación de materiales en entornos corrosivos y ácidos. Combine esta orientación técnica con pruebas de corrosión a nivel de proyecto cuando la química, la temperatura o la tensión combinada del servicio puedan producir una degradación inesperada.

19. Referencias autorizadas

• INCONEL® alloy 625 - Boletín Técnico, Special Metals Corporation
• INCOLOY® alloy 825 - Boletín técnico, Special Metals Corporation
• Aleaciones resistentes a la corrosión en la industria del petróleo y el gas - Instituto del Níquel (directrices de selección)
• MatWeb / ASM Material Data - Ficha técnica de la aleación INCONEL 625
• Artículo técnico AZoM - Aleación Incoloy 825 (UNS N08825)