Inconel 625 a barra tonda con Inconel 718, Queste due leghe a base di nichel sono spesso raggruppate insieme perché entrambe offrono una forte resistenza all'ossidazione, buone prestazioni ad alta temperatura e un ampio utilizzo industriale. Tuttavia, nella realtà ingegneristica, esse risolvono problemi diversi. L'Inconel 625 viene solitamente scelto per la resistenza alla corrosione, la saldabilità e la facilità di fabbricazione. L'Inconel 718 viene scelto quando il pezzo deve sopportare sollecitazioni più elevate, soprattutto a temperature elevate, e quando è possibile utilizzare la tempra per precipitazione per aumentare la resistenza. Per i team che si occupano degli acquisti, della lavorazione e della progettazione, capire la differenza a livello chimico è la strada più breve per prendere la decisione giusta sul materiale.
La differenza più importante tra Inconel 625 e Inconel 718 è la filosofia di progettazione della lega. L'Inconel 625 è principalmente una lega rinforzata in soluzione solida. Le sue prestazioni derivano da un'elevata base di nichel combinata con un cromo relativamente alto e un contenuto di molibdeno notevolmente elevato. L'Inconel 718, invece, è una lega che si indurisce per precipitazione. Ha ancora una base di nichel-cromo, ma la sua chimica è regolata per consentire l'indurimento per invecchiamento, motivo per cui il suo contenuto di niobio è più alto e il suo contenuto di ferro è molto più alto rispetto al 625.
Il contenuto di nichel è la prima differenza evidente. L'Inconel 625 contiene in genere almeno 58,0% di nichel, mentre l'Inconel 718 è solitamente compreso tra 50,0% e 55,0%. Ciò significa che il 625 ha una matrice più ricca di nichel, che ne favorisce la resistenza alla corrosione e la stabilità generale in ambienti aggressivi. Il nichel più elevato è uno dei motivi per cui il 625 è spesso preferito nei processi chimici, nell'offshore e nei servizi marini.
Anche il contenuto di cromo è leggermente superiore nel 625. L'Inconel 625 contiene solitamente da 20,0% a 23,0% di cromo, mentre il 718 si aggira tra 17,0% e 21,0%. Entrambe le leghe traggono vantaggio dal cromo per la resistenza all'ossidazione e la passivazione, ma il 625 ha generalmente un piccolo vantaggio in condizioni di forte ossidazione e corrosione mista, grazie all'effetto combinato di cromo e molibdeno.
Il molibdeno è il punto in cui il divario diventa molto più significativo. L'Inconel 625 contiene circa 8,0%-10,0% di molibdeno, mentre l'Inconel 718 contiene solo circa 2,80%-3,30%. Questo è uno dei motivi principali per cui il 625 si comporta meglio contro la corrosione per vaiolatura e interstiziale, soprattutto in ambienti ricchi di cloruri. In termini pratici, se la barra tonda sarà lavorata in parti per il servizio in acqua di mare, scrubber a umido, sistemi per gas acidi o hardware per impianti chimici, questo elevato contenuto di molibdeno conferisce al 625 un vantaggio reale.
Il contenuto di niobio e di tantalio rappresenta un'altra parte della storia. L'Inconel 625 contiene solitamente da 3,15% a 4,15% di Nb+Ta, mentre l'Inconel 718 contiene da 4,75% a 5,50%. Nel 718, il niobio è particolarmente importante perché supporta l'indurimento per precipitazione e contribuisce alla formazione di fasi di rafforzamento durante il trattamento di invecchiamento. Questo è uno dei principali motivi metallurgici per cui il 718 può raggiungere una resistenza molto più elevata dopo il trattamento termico.
Il contenuto di ferro è uno dei modi più semplici per separare le due leghe in base ai costi e alle applicazioni. L'Inconel 625 limita il ferro a un massimo di 5,0%, mentre l'Inconel 718 utilizza il ferro come elemento di equilibrio, in genere tra 17% e 21%. Questo elevato livello di ferro contribuisce a ridurre il costo delle materie prime nel 718, ma dal punto di vista della corrosione, significa anche che il 718 non è di solito la prima scelta quando il mezzo operativo è altamente riducente o pesante in termini di cloruri.
Quindi, semplificando la chimica in una riga: il 625 è costruito sulla resistenza alla corrosione e sulla fabbricabilità, mentre il 718 è costruito sulla resistenza attraverso il trattamento termico. Questa singola differenza spiega la maggior parte di ciò che segue in termini di comportamento meccanico, risposta alla saldatura e selezione finale del materiale.
Dal punto di vista della resistenza, l'Inconel 718 in barre tonde è solitamente superiore all'Inconel 625, soprattutto dopo un adeguato trattamento di solubilizzazione e invecchiamento. Questa è la differenza meccanica più importante per gli ingegneri che progettano componenti ad alto carico. In condizioni di invecchiamento, il 718 sviluppa una resistenza alla trazione e allo snervamento significativamente superiore grazie all'indurimento per precipitazione. L'Inconel 625 non si basa sullo stesso meccanismo di indurimento per invecchiamento, quindi il suo livello di resistenza è più moderato e stabile, ma non così elevato come il 718.
In termini pratici di approvvigionamento, ciò significa che se un progettista cerca di ridurre le dimensioni della sezione mantenendo un'elevata capacità di carico, il 718 diventa spesso la scelta preferita. Parti come gli elementi di fissaggio delle turbine, gli alberi, i dischi e le molle ad alta sollecitazione traggono spesso vantaggio dalla maggiore resistenza del 718. Il 625, invece, viene spesso scelto quando le sollecitazioni di progetto sono inferiori, ma la resistenza ambientale e la praticità di produzione sono più importanti.
A temperature elevate, in particolare nell'intervallo tra 650°C e 700°C, il 718 offre prestazioni migliori anche in termini di resistenza al creep e alla rottura da stress. Questo è uno dei motivi principali per cui è così ampiamente utilizzato nel settore aerospaziale e delle turbine a gas. Se il pezzo deve sopportare un carico sostenuto per lungo tempo a temperature elevate, il 718 offre generalmente un margine di sicurezza maggiore rispetto al 625.
Tuttavia, la resistenza non è l'unica proprietà meccanica importante. L'Inconel 625 offre solitamente una migliore duttilità e tenacità e risponde meglio alla lavorazione a freddo. Questo lo rende interessante per le applicazioni in barre tonde che richiedono una successiva trafilatura, formatura, filatura o laminazione a freddo. Inoltre, tende ad essere più tollerante durante la lavorazione in officina. Se un'officina ha bisogno di lavorare, piegare o fabbricare pezzi con un rischio minore di cricche o instabilità del processo, il 625 è spesso più facile da lavorare.
La durezza delle due leghe può apparire abbastanza simile in alcune condizioni di fornitura, ma la 718 invecchiata finisce generalmente per essere leggermente più dura della 625. Questo è previsto perché il trattamento di invecchiamento aumenta la resistenza e la durezza insieme. Tuttavia, dal punto di vista della lavorazione, una durezza maggiore non è sempre un vantaggio. Può significare una maggiore usura dell'utensile, un controllo più rigoroso del taglio e costi di lavorazione più elevati.
Il confronto meccanico è quindi abbastanza semplice. Se l'applicazione è guidata dalla massima resistenza alla trazione, dalla capacità di sopportare carichi a temperature elevate e dalla resistenza al creep, il 718 è di solito la soluzione ingegneristica più forte. Se l'applicazione richiede un insieme di proprietà più equilibrato, con una migliore duttilità, una migliore lavorabilità a freddo e una più facile fabbricazione generale, il 625 ha spesso più senso.
Sia l'Inconel 625 che l'Inconel 718 sono leghe di nichel resistenti alla corrosione, ma non hanno le stesse prestazioni in tutti gli ambienti. Nella maggior parte dei confronti incentrati sulla corrosione, l'Inconel 625 è in vantaggio. Il motivo è principalmente la sua chimica: più nichel, più cromo e molto più molibdeno. Questa combinazione gli conferisce una maggiore protezione contro la corrosione localizzata, in particolare la vaiolatura e l'attacco interstiziale.
Nel servizio con i cloruri, la differenza diventa più visibile. L'Inconel 625 è generalmente più adatto all'acqua di mare, alle zone di spruzzi marini, alle attrezzature offshore, ai sistemi di desalinizzazione e alle linee di lavorazione ricche di cloruri. L'elevato contenuto di molibdeno lo aiuta a resistere alla rottura del film passivo nelle fessure strette o sotto i depositi. Per le parti realizzate in tondo, come alberi, steli di valvole, connettori, elementi di fissaggio e componenti di pompe esposti ai cloruri, il 625 è spesso la scelta più sicura.
In particolare per l'acqua di mare, gli ingegneri di solito si fidano di più del 625 che del 718 quando la corrosione a lungo termine è il fattore determinante. Ciò non significa che il 718 sia scadente: offre ancora una buona resistenza rispetto a molti acciai inossidabili. Ma quando l'ambiente combina sale, fessure stagnanti e fluttuazioni di temperatura, il 625 gode di una reputazione più solida e di un'esperienza di servizio più ampia.
Per l'ossidazione ad alta temperatura, entrambe le leghe offrono ottime prestazioni. In molti ambienti di fornace, scarico e gas caldi, entrambe le leghe possono offrire una forte resistenza all'ossidazione. Tuttavia, la 625 è spesso considerata leggermente migliore in termini di resistenza all'ossidazione grazie al suo equilibrio chimico, in particolare nelle applicazioni in cui l'ossidazione e la corrosione agiscono insieme piuttosto che da sole.
In ambienti con acidi riducenti, il 718 è solitamente un po' meno resistente. Il suo maggiore contenuto di ferro lo penalizza rispetto al 625 in alcune condizioni di lavorazione chimica. Questo è un punto importante per gli acquirenti di gas acidi, desolforazione dei gas di scarico e servizio misto acido. Se il fluido di servizio è chimicamente aggressivo e non semplicemente caldo, spesso si sceglie il 625 perché offre un margine di corrosione maggiore e un rischio minore a lungo termine.
Pertanto, se la corrosione è il primo criterio di selezione, in particolare la corrosione localizzata in presenza di cloruri o di sostanze aggressive miste, il 625 è di solito l'opzione più affidabile. Se la corrosione è solo secondaria e il requisito principale è l'alta resistenza al di sotto dei 700°C circa, il 718 può ancora essere il materiale migliore in assoluto.
Dal punto di vista della produzione, l'Inconel 625 è generalmente più facile da forgiare e formare a caldo rispetto all'Inconel 718. Le officine spesso trovano il 625 più indulgente durante la lavorazione termica, perché ha una migliore lavorabilità a caldo e una minore tendenza alle cricche dovute al processo. Se il tondo sarà convertito in blocchi forgiati, anelli, flange o parti personalizzate formate a caldo, il 625 può semplificare la produzione.
Anche nella lavorazione a freddo la differenza è pratica. L'Inconel 625 ha una migliore duttilità e può essere trafilato o laminato a freddo in modo più agevole. Si indurisce, ovviamente, come le altre leghe di nichel, ma rimane più maneggevole del 718 in molti processi di fabbricazione. Inconel 718 possono essere lavorati anche a freddo, ma spesso è necessaria una ricottura intermedia per ripristinare la duttilità e mantenere stabile il processo. Questo aggiunge tempo e costi.
La saldatura è uno dei maggiori vantaggi del 625. È ampiamente riconosciuto per la sua buona saldabilità e la tendenza relativamente bassa alla criccatura della saldatura, se si utilizzano le procedure corrette. Ciò rende il 625 una scelta comune per strutture saldate, sovrapposizioni, rivestimenti, recipienti chimici e assemblaggi fabbricati. Per i progetti in cui il componente finale comprende più giunti di saldatura, il 625 spesso riduce il rischio di fabbricazione.
L'Inconel 718 è saldabile, ma è più sensibile alle cricche a caldo e al controllo del processo. La qualificazione della procedura di saldatura richiede di solito un controllo più stretto dell'apporto di calore, della temperatura di interpass, della selezione delle cariche e del percorso di trattamento termico post-saldatura. Se la geometria del pezzo è complessa o se la costanza della saldatura in officina è un problema, il 718 è meno indulgente del 625.
Il trattamento termico è un'altra differenza fondamentale. L'Inconel 625 richiede normalmente solo la ricottura in soluzione per ripristinare una microstruttura adeguata dopo la lavorazione a caldo o a freddo. Ciò semplifica l'inventario e la lavorazione. L'Inconel 718, invece, dipende da un percorso termico più complesso: un trattamento di solubilizzazione seguito da invecchiamento per sviluppare la piena resistenza per precipitazione. Se il trattamento termico non viene eseguito correttamente, non si raggiungono le prestazioni meccaniche previste.
Questo aspetto è molto importante per gli acquirenti, perché il costo della lega è solo una parte del costo totale di produzione. Le fasi del processo, la complessità del trattamento termico, le qualifiche di saldatura e il rischio di scarti influiscono sul prezzo finale del pezzo. In molte applicazioni con sollecitazioni medio-basse, il 625 può essere più economico in termini di componenti finiti, anche se la materia prima è più costosa.
Se la priorità è la resistenza alla corrosione, Inconel 625 barra rotonda è di solito il punto di partenza migliore. È comunemente scelta per ambienti fortemente corrosivi come i sistemi di acqua di mare, la gestione di gas acidi, gli interni degli scrubber, l'hardware offshore, le condutture chimiche e i componenti di pompe e valvole. È anche adatta a parti strutturali saldate, componenti di supporto del rivestimento e assemblaggi in cui la facilità di fabbricazione è importante quanto le prestazioni della lega.
La 625 ha senso anche quando il progetto richiede una buona formabilità. Se la barra sarà successivamente lavorata e poi piegata, filata, giuntata o formata a freddo, la sua migliore duttilità può ridurre i problemi di produzione. In molti casi reali, questo non è un dettaglio da poco. Una lega tecnicamente accettabile ma difficile da lavorare può comunque diventare la scelta commerciale sbagliata.
L'Inconel 718 deve essere privilegiato quando l'alta temperatura e l'elevato carico meccanico sono i principali fattori di progettazione. È ampiamente utilizzato in parti di turbine a gas, dischi di turbine, elementi di fissaggio aerospaziali, alberi ad alta resistenza, molle ed elementi di tenuta che beneficiano dell'indurimento per precipitazione. Per i componenti che operano con carichi sostenuti al di sotto di circa 700°C, il 718 offre una maggiore affidabilità meccanica a lungo termine rispetto al 625.
È particolarmente utile quando la riduzione della sezione è importante. Poiché il 718 può raggiungere una maggiore resistenza dopo l'invecchiamento, gli ingegneri possono spesso utilizzare dimensioni più piccole senza perdere capacità di carico. Ciò può essere utile nei settori aerospaziale, energetico e delle apparecchiature rotanti ad alte prestazioni, dove peso e resistenza sono entrambi importanti.
Un modo semplice per scegliere tra loro è quello di porsi quattro domande in ordine sparso. Innanzitutto, il rischio principale è la corrosione? Se sì, propendete per il 625. In secondo luogo, il rischio principale è l'alta resistenza a temperature elevate? In caso affermativo, propendere per il 718. Terzo: il progetto prevede molte saldature o lavorazioni complesse? In caso affermativo, il 625 diventa di solito più interessante. Quarto: la pressione dei costi è elevata, ma sono necessarie prestazioni meccaniche elevate? In questo caso, il 718 può offrire un equilibrio migliore, a seconda dell'ambiente di corrosione.
| Fattore di selezione | Inconel 625 | Inconel 718 |
| Resistenza e corrosione | Migliore per corrosione, saldabilità e formabilità | Migliore per resistenza, creep, carico a lungo termine sotto i 700°C |
| Costi e produzione | Costo della materia prima più elevato, fabbricazione più semplice | Costo inferiore della materia prima, trattamento termico e controllo della saldatura più complessi |
Per gli acquirenti che confrontano barre tonde per uso industriale generale, una regola pratica è la seguente: scegliere il 625 quando il cedimento per corrosione è più probabile del cedimento per sovraccarico; scegliere il 718 quando il cedimento per sollecitazioni elevate o per carichi ad alta temperatura è più probabile del cedimento per corrosione. Questo è di solito il percorso decisionale più chiaro.
Se un progetto ha bisogno di supporto per abbinare le dimensioni delle barre, le condizioni di consegna e il percorso di lavorazione a valle, molti acquirenti lavorano direttamente con stockisti esperti o con stabilimenti come Shanghai NC Metal Materials Co. Il nome della lega da solo non basta; le condizioni finali contano.
Per quanto riguarda il prezzo della sola materia prima, l'Inconel 625 è generalmente più costoso dell'Inconel 718. Il motivo è principalmente il contenuto più elevato di nichel e di molibdeno. Sia il nichel che il molibdeno sono i principali fattori di costo nel mercato delle leghe, quindi quando questi elementi aumentano, il 625 ne risente più direttamente.
L'Inconel 718 ha generalmente un vantaggio di prezzo perché il suo contenuto di ferro è molto più elevato e il ferro è molto meno costoso del nichel o del molibdeno. Per gli acquirenti che confrontano le scorte di barre in base al chilogrammo, il 718 appare spesso più economico in fase di acquisto.
Come riferimento di massima per il settore, l'Inconel 625 in barre tonde può spesso rientrare in una gamma di circa 28-45 dollari al kg, mentre l'Inconel 718 in barre tonde può spesso aggirarsi intorno ai 22-38 dollari al kg, a seconda del diametro della barra, della fonte di produzione, del livello di certificazione, della quantità e del movimento del mercato. I prezzi sono solo di riferimento.
Tuttavia, il minor costo della materia prima del 718 non significa sempre un minor costo del pezzo finito. Se il componente necessita di un trattamento di invecchiamento rigoroso, di un controllo più stretto della saldatura, di uno sforzo di lavorazione supplementare o di una maggiore qualificazione del processo, il costo totale di produzione può aumentare. D'altra parte, anche se il 625 è solitamente più costoso al chilogrammo, può ridurre i costi complessivi nei progetti soggetti a corrosione e ad alta lavorazione, perché è più facile da saldare e spesso più facile da formare.
In termini di disponibilità, sia il tondo 625 che quello 718 sono comuni nel mercato delle leghe di nichel, soprattutto nei diametri standard. L'Inconel 718 è particolarmente diffuso a causa del suo forte utilizzo nel settore aerospaziale e nelle applicazioni industriali ad alte prestazioni. Anche l'Inconel 625 è ampiamente disponibile a causa della domanda dei settori della lavorazione chimica, della marina, del petrolio e del gas e del controllo dell'inquinamento. Dal punto di vista della catena di fornitura, entrambi sono generalmente disponibili, ma i tempi di consegna possono variare a seconda del diametro, dei requisiti di prova e del fatto che l'ordine riguardi barre standard o forgiate su misura.
Per i team di approvvigionamento, l'approccio migliore consiste nel confrontare non solo il prezzo della barra, ma anche il percorso di trattamento termico, la possibilità di lavorazione, la durata della corrosione, i costi di saldatura e i requisiti di ispezione. In questo modo si ottiene un quadro molto più accurato rispetto al semplice confronto del prezzo di fattura al chilogrammo.
L'Inconel 718 è più resistente dell'Inconel 625?
Sì. L'Inconel 718 è generalmente più resistente dell'Inconel 625, soprattutto dopo il trattamento in soluzione e l'invecchiamento. Il suo meccanismo di indurimento per precipitazione gli conferisce una maggiore resistenza alla trazione, una maggiore resistenza allo snervamento e migliori prestazioni di creep e stress-rupture a temperature elevate. Se il componente deve sopportare un carico pesante al di sotto di circa 700°C, il 718 è di solito l'opzione più forte.
Quale lega è migliore per il servizio in acqua di mare, Inconel 625 o 718?
Nella maggior parte dei casi, l'Inconel 625 è la scelta migliore per il servizio in acqua di mare. L'elevato contenuto di molibdeno e di nichel gli conferisce una migliore resistenza alla corrosione per vaiolatura e interstiziale in ambienti ricchi di cloruri. Per gli alberi marini, gli elementi di fissaggio, le valvole, i connettori e le parti delle pompe, il 625 è normalmente preferito quando la durata della corrosione è la preoccupazione principale.
L'Inconel 625 può sostituire l'Inconel 718 o il 718 può sostituire il 625?
A volte, ma non automaticamente. L'Inconel 625 può sostituire il 718 nelle applicazioni in cui la resistenza alla corrosione, la saldabilità e la fabbricazione sono più importanti della massima resistenza. L'Inconel 718 può sostituire il 625 in alcuni casi in cui è necessaria una maggiore resistenza e l'ambiente di corrosione non è troppo severo. Le due leghe si sovrappongono in alcune applicazioni di temperatura e ossidazione, ma non sono direttamente sostituibili perché il loro scopo di progettazione è diverso.
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