Material 718: aplicações, fornecedores, escolha

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Índice

Material 718 é uma superliga à base de níquel que oferece excepcional resistência a altas temperaturas, resistência à oxidação e resistência à corrosão. É amplamente utilizado em aplicações aeroespaciais, de geração de energia e industriais, nas quais os materiais devem resistir a ambientes extremos. Este guia abrangente fornece detalhes importantes sobre o material 718 para ajudar engenheiros, projetistas e profissionais de compras a entender suas propriedades, aplicações, especificações, instalação e muito mais.

Visão geral do material 718

O material 718, também conhecido por nomes comerciais como Inconel 718, IN718 e NS163, é uma liga de níquel-cromo endurecida por precipitação que contém quantidades significativas de ferro, nióbio e molibdênio, além de traços de alumínio e titânio.

Principais propriedades e características do material 718:

Tabela 1: Propriedades e características do material 718

PropriedadesDetalhes
ComposiçãoLiga de níquel-cromo com nióbio, molibdênio, ferro, alumínio e titânio
Densidade8,19 g/cm3
Ponto de fusão1260-1335°C
ForçaExcelente resistência de -253 a 704°C
Dureza36-41 HRC
RobustezResiste a vibrações, choques térmicos e fadiga
Resistência à corrosãoResiste à corrosão por pites e fendas, mesmo em altas temperaturas
Resistência à oxidaçãoForma uma camada protetora de óxido até 1000°C
SoldabilidadeSolda bem usando GTAW, GMAW e SMAW
Capacidade de fabricaçãoTrabalhado a quente ou estirado a frio em várias formas
CustoCusto mais alto do que os aços carbono

As propriedades exclusivas do material 718 o tornam adequado para uso em ambientes com temperaturas extremas, pressão, corrosão e alta tensão, nos quais a alta resistência, a dureza e a resistência à corrosão são fundamentais.

material 718
Material 718: aplicações, fornecedores, escolha 3

Aplicações e usos do material 718

As propriedades excepcionais do material 718 o tornam ideal para uso em aplicações exigentes, inclusive:

Tabela 2: Aplicações e usos do material 718

AplicativoUsos
AeroespacialComponentes de motores a jato e fuselagem, lâminas, discos, fixadores, carcaças, suportes
Petróleo e gásFerramentas de fundo de poço, colares de perfuração, equipamentos de cabeça de poço, válvulas, bombas
Geração de energiaLâminas de turbinas a gás, geradores, peças de turbinas a vapor, trocadores de calor
AutomotivoPeças de turbocompressores, válvulas, componentes de escapamento
Processamento químicoReatores, tubulações, trocadores de calor, vasos de pressão
Controle da poluiçãoDepuradores de chaminé, incineradores de resíduos, filtros de gás quente
FerramentasMatrizes de extrusão, moldes de injeção para plásticos, ferramentas de trabalho a quente
MédicoImplantes, próteses que entram em contato com o osso
MarinhaBombas de água do mar, equipamentos de dessalinização, plataformas offshore
Tratamento térmicoAcessórios, bandejas, cestas, ferramentas de trabalho a quente

A combinação de força, resistência à corrosão e desempenho em altas temperaturas torna o 718 inestimável para peças críticas expostas a ambientes extremos nos principais setores.

Especificações do material 718

O material 718 é fabricado de acordo com especificações exatas que regem sua composição química, propriedades mecânicas, microestrutura e outros parâmetros de qualidade.

Tabela 3: Especificações e padrões para o material 718

EspecificaçãoDetalhes
Número UNSN07718
Especificação AMSAMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Especificação ASTMASTM B637
Especificação ISOISO 6207
Composição químicaNi 50-55%, Cr 17-21%, Nb 4,75-5,5%, Mo 2,8-3,3%, Ti 0,65-1,15%, Al 0,2-0,8%, C 0,08% máx.
Densidade8,19 g/cm3
Faixa de fusão1260-1335°C
Propriedades mecânicasResistência à tração de 1241 MPa, resistência ao escoamento de 1034 MPa, alongamento 12%
Tamanho do grãoASTM 6 ou mais fino
Dureza36-41 HRC
MicroestruturaMatriz austenítica cúbica de face centrada (FCC) com endurecimento por precipitação

O cumprimento das especificações certificadas garante que o material 718 tenha um desempenho consistente em todas as aplicações. Rigoroso controle de qualidade e testes são realizados durante a fabricação.

Principais considerações de projeto para o material 718

Para aproveitar todo o potencial do material 718, os engenheiros devem projetar os componentes adequadamente, considerando fatores como:

Tabela 4: Principais fatores de projeto para o material 718

Considerações sobre o designDetalhes
Requisitos de forçaEquilibra alta resistência com capacidade de trabalho, combinando os níveis de resistência necessários
Resistência à fadigaProjetar para condições de estresse cíclico, utilizar endurecimento por precipitação
Resistência à corrosãoLeve em conta o ambiente operacional, as temperaturas e as tensões
TolerânciasManter tolerâncias rígidas de ajuste, folga e dimensões
Redução de pesoOtimizar os projetos para reduzir o peso sempre que possível
Redução de custosEquilibrar as necessidades de desempenho com o custo, utilizar trocas entre usinagem e fundição/forjamento
Capacidade de fabricaçãoContabilizar as características de formação, usinagem e união
InspeçãoIncluir acesso para inspeção de áreas críticas
TestesValidar se os projetos atendem às especificações por meio de testes
CódigosCumprir os códigos industriais exigidos para a aplicação

Um projeto bem pensado, considerando esses fatores, permite que os engenheiros utilizem plenamente as vantagens do 718 e, ao mesmo tempo, reduzam as limitações.

Formas e processamento de material 718

O material 718 está disponível nos fornecedores em uma ampla variedade de formas, formatos e condições de processamento para atender a requisitos específicos de projeto:

Tabela 5: Formas e opções de processamento para o material 718

Formulário/ProcessamentoDetalhesFormulários
Estoque de barrasRedondos, quadrados e hexagonais laminados a quente e trefilados a frioPeças usinadas, eixos de bombas, fixadores
PlacaPlaca laminada a quente, placa cisalhadaPeças estruturais, carcaças, suportes
FolhaChapas laminadas a quente, laminadas a frio e cisalhadasCoberturas, dutos, tampas
TubulaçãoSem costura, com soldaTubulação, trocadores de calor, cilindros
FundiçõesFundição por revestimento, fundição em areiaPeças de formato complexo, caixas
ExtrusõesExtrudado a quenteSuportes e canais de aeronaves
ForjadosForjados em matriz fechadaAnéis, discos, fixadores
SoldagemGTAW, GMAW, SMAWComponentes e montagens fabricados
Tratamento térmicoRecozimento e envelhecimento da solução, estabilizaçãoOtimizar as propriedades finais
RevestimentosRevestimentos galvanizados e de conversãoProteção contra corrosão
Fabricação de aditivosLeito de pó, deposição de energia direcionadaGeometrias complexas

A escolha da forma e da rota de processamento ideais permite que os projetistas alcancem o equilíbrio certo de propriedades, desempenho e custo para sua aplicação específica.

Fornecedores e disponibilidade de material 718

Como uma superliga amplamente utilizada, o material 718 está prontamente disponível nos principais fornecedores globais de ligas de alto desempenho:

Tabela 6: Principais fornecedores de material 718

FornecedorDesignações de produtosFormulários disponíveis
Haynes InternationalLiga metálica Haynes 718Barra, folha, placa, tubo
Tecnologias da CarpenterPyromet 718Barra, tarugo, arame
Special Metals CorpInconel 718Barras, chapas, folhas, tubos, fios de solda
VSMPOEI-718Placa, chapa, barra
Tecnologias AlleghenyU718Barra, tarugo, placa, chapa
Materiais SandvikSanicro 718Barra, fio

O material 718 está prontamente disponível com prazos curtos de entrega dos distribuidores em várias formas, incluindo barras, placas, chapas, tubos e consumíveis de soldagem. Forjados, fundidos e fixadores personalizados também podem ser obtidos de fornecedores aprovados.

Tabela 7: Faixas de preço do material 718

FormulárioFaixa de preço
Placa$8-12 por lb
Bar$7-10 por lb
Folha$12-18 por lb
Tubo$15-22 por lb
Forjamento$15-25 por lb
Fundições$18-30 por lb

Os preços variam de acordo com o volume do pedido, o tamanho, o prazo de entrega, os requisitos de teste/inspeção e o fornecedor. Os contratos de OEM de grande volume podem reduzir significativamente os custos.

Instalação dos componentes do Material 718

A instalação adequada dos componentes do material 718 exige a adesão às especificações, o uso de procedimentos qualificados e a documentação completa:

Tabela 8: Diretrizes de instalação do material 718

ParâmetroRecomendações
ManuseioUse equipamento de elevação adequado, evite danos à superfície
ArmazenamentoManter em local fechado, longe da exposição a produtos químicos
FixaçãoUse os valores de torque especificados, compostos antiaderentes
GaxetasSelecione materiais de vedação compatíveis e substitua conforme necessário
VedaçãoGarantir vedações estanques, soldas de qualidade para contenção de pressão
ConexõesVerificação dupla das classificações de tubos, válvulas e conexões
DocumentaçãoRegistre os valores de torque, verificações de vazamento e quaisquer anomalias
TestesValidar testes de pressão, testes de integridade antes da operação
SegurançaUsar equipamentos de proteção individual e licenças de trabalho seguras

Seguir os procedimentos de instalação qualificados é fundamental para evitar vazamentos, danos ou condições inseguras ao colocar os sistemas 718 em funcionamento. Uma documentação completa fornece registros de qualidade.

Operação e manutenção do equipamento Material 718

Para obter um desempenho confiável e uma longa vida útil do equipamento de material 718, é necessário implementar protocolos adequados de operação e manutenção:

Tabela 9: Diretrizes de operação e manutenção do material 718

AtividadeRecomendações
MonitoramentoMonitore continuamente pressões, fluxos, temperaturas e vibrações
InspeçãoInspecione regularmente quanto a desgaste, corrosão e rachaduras
LubrificaçãoManter níveis adequados de óleo lubrificante, trocar filtros
SelosSubstitua as vedações e gaxetas desgastadas ou danificadas
FixadoresVerifique e reaperte os fixadores críticos
LimpezaSiga os procedimentos adequados para remover depósitos e evitar danos
RevisãoDesmontar, inspecionar e reparar componentes de acordo com o cronograma
DocumentaçãoRegistrar parâmetros operacionais, ações de manutenção
TreinamentoGarantir que a equipe seja devidamente treinada nos procedimentos
SegurançaUsar lock-out tag-out, equipamento de proteção individual

A operação e a manutenção do equipamento 718 de acordo com as diretrizes do OEM garantem um desempenho seguro e confiável a longo prazo.

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Material 718: aplicações, fornecedores, escolha 4

Escolha de um fornecedor confiável de material 718

Com tantos fornecedores oferecendo o material 718, escolher uma fonte confiável é fundamental para garantir componentes consistentes e de alta qualidade:

Tabela 10: Como escolher um fornecedor confiável de material 718

ConsideraçõesPráticas recomendadas
ReputaçãoSelecione fornecedores estabelecidos com histórico comprovado
Sistemas de qualidadeCertificações ISO 9001 e AS9100
Recursos de testeO fornecedor deve ter amplos recursos internos de testes de laboratório
InventárioProcure distribuidores com um grande estoque de tamanhos padrão para permitir uma entrega rápida
Lead TimesPergunte sobre os prazos de entrega atuais e a disponibilidade para suas necessidades específicas
Suporte técnicoO fornecedor deve fornecer suporte técnico com conhecimento
DocumentaçãoDevem ser fornecidas as certificações de fábrica do fabricante
Controle de qualidadeCapacidade de fornecer serviços de inspeção de terceiros
ConfiabilidadeA entrega no prazo e os pedidos completos são vitais
Valor agregadoAlguns oferecem serviços adicionais, como tratamento térmico, usinagem, revestimento

A escolha de fornecedores com profundo conhecimento e recursos do material 718 garante que os compradores obtenham produtos que atendam às especificações de forma consistente.

Prós e contras do material 718

O material 718 oferece excelente desempenho em aplicações exigentes, mas tem algumas limitações a serem consideradas:

Tabela 11: Prós e contras do material 718

PrósContras
Excelente resistência em altas temperaturasMais caro do que as ligas inferiores
Resiste à fluência, ruptura e falha por fadigaSujeito a rachaduras por deformação durante a formação
Resiste a choques térmicos e ciclosMenor resistência à corrosão do que os aços inoxidáveis
Resistente à oxidação até 1000°CRequer tratamento térmico para obter todas as propriedades
Solda prontamente para fabricaçãoSensível à contaminação durante o processamento
Usinável com ferramentas de alto desempenhoDifícil de unir metais diferentes
Pode ser moldado em formas complexasLimitado ao uso contínuo até 704°C

Para obter os melhores resultados, os engenheiros de projeto e de processo devem trabalhar para maximizar as vantagens do 718 e, ao mesmo tempo, minimizar as limitações por meio de projeto, fabricação, inspeção e operação adequados.

Material 718 versus outras superligas

O material 718 faz parte da família de superligas de níquel-cromo. Ele oferece um equilíbrio ideal de propriedades quando comparado a outras superligas:

Tabela 12: Como o material 718 se compara a outras superligas

Liga metálicaForçaRobustezSoldabilidadeResistência à corrosãoResistência à temperaturaCusto
718ExcelenteExcelenteExcelenteModeradoExcelenteModerado
WaspaloyExcelenteBomJustoModeradoExcelenteAlta
Rene 41BomModeradoBomModeradoExcelenteModerado
Hastelloy XModeradoExcelenteExcelenteExcelenteBomMuito alta
Haynes 230ExcelenteModeradoBomExcelenteExcelenteAlta
Inconel 625ModeradoExcelenteExcelenteExcelenteModeradoModerado

O material 718 oferece a melhor combinação geral de força, soldabilidade e resistência à corrosão para muitas aplicações exigentes, especialmente quando o custo é uma consideração.

Material 718 e manufatura aditiva

A manufatura aditiva (AM) permite a fabricação de peças complexas de 718 que seriam extremamente difíceis ou impossíveis de serem feitas por meio de métodos tradicionais. A AM com 718 oferece benefícios como:

  • Capacidade de produzir geometrias complexas que não são possíveis com fundição ou forjamento
  • Redução dos prazos de entrega e dos custos para pequenos volumes de produção
  • Capacidade de otimizar os projetos para desempenho, em vez de fabricá-los
  • Redução de resíduos em comparação com os métodos de fabricação subtrativa
  • Capacidade de reparar ou adicionar recursos aos componentes existentes
  • Potencial para consolidar montagens em peças impressas únicas

As limitações do AM com o 718 incluem:

  • Custo mais alto para grandes volumes de produção
  • Taxas de construção mais lentas do que a fabricação tradicional
  • Pode ser necessário um pós-processamento para obter as propriedades finais
  • As propriedades anisotrópicas do material podem exigir ajustes no projeto
  • Testes de qualificação necessários para validar o desempenho da peça impressa
  • A maturidade da cadeia de suprimentos está atrasada em relação à produção convencional

Com o desenvolvimento da tecnologia, a AM com 718 será cada vez mais adotada para aplicações complexas e de alto valor nos mercados aeroespacial, de energia e industrial.

perguntas frequentes

P: Para que é usado o material 718?

R: O material 718 é mais amplamente usado em motores a jato, turbinas a gás, fábricas de produtos químicos e petroquímicos e outras aplicações que exigem força excepcional e resistência à corrosão em temperaturas elevadas.

P: O material 718 é soldável?

R: Sim, o 718 pode ser prontamente soldado usando soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW), soldagem a arco de metal a gás (GMAW), soldagem a arco de metal blindado (SMAW) e outros processos de soldagem. Os procedimentos adequados devem ser seguidos para evitar rachaduras.

P: Qual é a diferença entre o Inconel 718 e o Haynes 718?

R: Ambos são nomes de marcas registradas para a liga 718. O Inconel 718 é produzido pela Special Metals Corporation, enquanto o Haynes 718 é produzido pela Haynes International. As ligas têm composições e propriedades praticamente idênticas.

P: Qual é a resistência à tração do 718?

R: A resistência à tração mínima especificada do 718 recozido e envelhecido é de 1.241 MPa. A resistência real pode chegar a 1370 MPa ou mais, dependendo do processamento.

P: Em quais metais o 718 pode ser soldado?

R: O 718 pode ser soldado a aços, aços inoxidáveis e ligas de níquel diferentes com os procedimentos adequados. O projeto da junta, o material de enchimento e o tratamento térmico pós-soldagem são fatores críticos.

P: Qual é a temperatura máxima de operação do 718?

R: Embora o 718 tenha uma resistência útil de até 1095°C, ele normalmente é limitado ao uso contínuo de até 704°C para a maioria das aplicações. A capacidade de temperaturas mais altas é possível, dependendo da carga e do ambiente.

P: O material 718 é compatível com o aço inoxidável 316?

R: Sim, os aços inoxidáveis 718 e 316 podem ser unidos e usados com sucesso quando o projeto adequado, a preparação da superfície e os procedimentos de soldagem dissimilar são seguidos.

P: Qual é a diferença entre as ligas 718 e 725?

R: A liga 725 tem força e resistência à corrosão ligeiramente aprimoradas graças à adição de tântalo e nióbio. A 725 é mais cara, mas oferece vantagens para aplicações exigentes do setor de processos químicos.

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