Il prezzo al chilogrammo delle barre in lega Inconel 718 varia solitamente da circa 32 a 70 USD al kg per le barre standard di qualità commerciale, finite a caldo o trattate in soluzione. Le barre forgiate, trafilate a freddo, rettificate con precisione, indurite per invecchiamento, certificate per il settore aerospaziale, con tolleranze ristrette o prodotte in piccole quantità possono costare da circa 45 a 125 USD al kg o più. L’Inconel 718, noto anche come Lega 718, UNS N07718 e W.Nr. 2.4668, è una lega di nichel-cromo-ferro induribile per precipitazione utilizzata per componenti di turbine a gas, parti di motori aeronautici, elementi di fissaggio ad alta resistenza, apparecchiature per il settore petrolifero e del gas, componenti criogenici, alberi di pompe, molle, componenti a pressione e altre parti che richiedono elevata resistenza meccanica, resistenza alla fatica, resistenza allo scorrimento, resistenza alla corrosione e prestazioni affidabili a temperature elevate. Il prezzo finale dipende dal diametro, dalla quantità, dalle specifiche, dal metodo di fusione, dalle condizioni di trattamento termico, dalla finitura superficiale, dalla tolleranza dimensionale, dall’ambito dell’ispezione, dalla disponibilità a magazzino, dai requisiti di lavorazione e dai tempi di consegna.
L’Inconel 718 è una delle leghe di nichel induribili per precipitazione più diffuse. Il suo ampio impiego industriale e la disponibilità relativamente buona lo rendono commercialmente più accessibile rispetto ad alcune leghe specializzate per alte temperature. Tuttavia, rimane un materiale di alto valore poiché contiene nichel, cromo, niobio, molibdeno, titanio e alluminio e richiede normalmente fusione controllata, lavorazione a caldo, trattamento di solubilizzazione, invecchiamento per precipitazione, prove meccaniche e tracciabilità dettagliata.
Il prezzo al chilogrammo non dipende esclusivamente dalla composizione chimica. Due Inconel 718 Le barre dello stesso diametro possono avere prezzi sostanzialmente diversi se una è realizzata in materiale di qualità commerciale standard trattato in soluzione, mentre l’altra è una barra per l’industria aerospaziale fusa a doppio vuoto, certificata AMS, trattata in soluzione e indurita per invecchiamento.
Le barre commerciali standard possono essere prodotte per elementi di fissaggio industriali generici, componenti per giacimenti petroliferi, alberi, valvole e semilavorati per la lavorazione meccanica. Le barre di grado aerospaziale possono richiedere fusione a induzione sotto vuoto, rifusione ad arco sotto vuoto, un controllo più rigoroso della composizione chimica, requisiti più severi relativi alla granulometria, ispezione a ultrasuoni, prove meccaniche, certificazione originale del laminatoio e completa tracciabilità del lotto. Questi requisiti aggiuntivi comportano una differenza di prezzo significativa.
| Inconel 718 in barre | Prezzo di riferimento al chilogrammo | Condizione tipica di alimentazione |
|---|---|---|
| Barre laminate a caldo per uso commerciale | 32–55 USD/kg | Grezza standard per lavorazioni industriali con tolleranza di fresatura |
| Barra trattata con soluzione | 35–65 USD/kg | Materiale fornito per ulteriori lavorazioni o per un successivo invecchiamento |
| Barra tonda forgiata | 40–82 USD/kg | Pezzo grezzo da lavorare di grande diametro o a sezione spessa |
| Barra trafilata a freddo | 45–88 USD/kg | Diametro ridotto con tolleranza e qualità superficiale migliorate |
| Barra rettificata con precisione | 55–115 USD/kg | Alberi a tolleranza stretta, semilavorati per elementi di fissaggio, perni e componenti di precisione |
| Barra trattata in soluzione e indurita per invecchiamento | 48–100 USD/kg | Condizioni di elevata resistenza con invecchiamento controllato e prove meccaniche |
| Barra AMS per applicazioni aerospaziali | 60–125 USD/kg o più | Fusione controllata, certificazione rigorosa, collaudi e completa tracciabilità |
Questi importi si riferiscono ai budget di acquisto. Di norma non includono le spese di trasporto internazionale, i dazi all’importazione, le imposte, i dazi antidumping, le spese di ispezione da parte di terzi e gli oneri del paese di destinazione, a meno che il preventivo non specifichi espressamente che tali costi sono inclusi.
La risposta diretta è che una barra in lega Inconel 718 standard disponibile in commercio costa solitamente tra i 32 e i 70 USD al kg. Le barre di diametro medio, sia in finitura a caldo che trattate in soluzione, rientrano normalmente in questa fascia di prezzo.
Le barre fornite in condizioni di tempra completa, in conformità con gli standard AMS per il settore aerospaziale, con finitura rettificata di precisione, in condizioni speciali per il settore petrolifero o con diametri forgiati su misura di grandi dimensioni possono costare approssimativamente da 45 a 125 USD al kg o più. Quantità molto ridotte, diametri insoliti, produzione urgente, ispezioni ultrasoniche approfondite o requisiti specifici del cliente possono far aumentare ulteriormente il prezzo.
| Requisiti di acquisto | Prezzo di listino | Spiegazione commerciale |
|---|---|---|
| Barra standard da magazzino | 32–65 USD/kg | Diametro standard, lunghezza normale, certificato industriale standard |
| Barre di magazzino tagliate a lunghezze fisse | 35–72 USD/kg | Comprende il taglio, la perdita dovuta al taglio, il trasferimento dell'identificazione e il reimballaggio |
| Barra indurita per invecchiamento | 48–100 USD/kg | Comprende i cicli di invecchiamento, il controllo della durezza e la verifica delle proprietà meccaniche |
| Barra per uso aerospaziale | 60–125 USD/kg | Comprende la fusione controllata, specifiche rigorose, collaudi e tracciabilità |
| Barra forgiata di grandi dimensioni | 45–95 USD/kg | Comprende forgiatura, trattamento di solubilizzazione, tornitura di sgrossatura ed eventuale controllo non distruttivo (UT) |
| Barra rettificata con precisione | 55–115 USD/kg | Comprende la pelatura, la raddrizzatura, la rettifica e il controllo dimensionale dettagliato |
Un prezzo pubblicato online può riferirsi a scorte obsolete, ritagli, un diametro specifico, una quantità minima o materiale privo della certificazione AMS o ASTM richiesta. Alcuni prezzi pubblicati riguardano solo le barre trattate in soluzione e non includono il costo dell'invecchiamento finale.
Prima di confrontare i preventivi, gli acquirenti dovrebbero verificare che il materiale oggetto dell'offerta presenti gli stessi standard, trattamento termico, processo di fusione, diametro, lunghezza, tolleranza, finitura superficiale, proprietà meccaniche, livello di controllo e ambito di copertura del certificato.
L'Inconel 718 è comunemente identificato come UNS N07718 e W.Nr. 2.4668. Può anche essere denominato Alloy 718, Nickel Alloy 718, NiCr19NbMo o superlega di nichel-cromo-ferro-niobio. UNS N07718 è il codice di identificazione internazionale più importante e deve figurare sull’ordine di acquisto, sul preventivo, sul certificato di analisi metallurgica (MTC), sulla marcatura del prodotto, sulla bolla di accompagnamento e sui documenti di ispezione.
La lega 718 non va confusa con Inconel 625, Inconel X-750, lega 706 o Inconel 725. Questi materiali presentano composizioni chimiche, risposte ai trattamenti termici, livelli di resistenza, comportamento alla corrosione e resistenze termiche differenti.
| Designazione | Significato | Nota relativa all'acquisto |
|---|---|---|
| Inconel 718 | Denominazione comune delle leghe, in stile marchio registrato | Ampiamente utilizzato nei disegni tecnici e nelle richieste di preventivo |
| Lega 718 | Descrizione generica delle leghe commerciali | Utilizzato frequentemente da mulini e commercianti |
| UNS N07718 | Designazione del sistema di numerazione unificato | Identificativo internazionale primario per gli acquisti e la certificazione |
| N. di serie 2.4668 | Numero di materiale europeo | Comune nei disegni e nei certificati europei |
| NiCr19NbMo | Designazione basata sulla composizione | In evidenza: aggiunte di cromo, niobio e molibdeno |
| Specifiche | Copertura generale del prodotto | Importanza commerciale |
|---|---|---|
| ASTM B637 | Barre, pezzi forgiati e semilavorati in lega di nichel induribile per precipitazione | Specifiche industriali comuni per la lega 718 |
| ASME SB637 | Specifiche relative alle barre e ai pezzi forgiati adottate dall'ASME | Utilizzato frequentemente per apparecchiature relative alla pressione e alle normative |
| AMS 5662 | Barre, pezzi forgiati e anelli trattati con soluzione | Viene spesso fornito per la lavorazione prima dell'invecchiamento finale |
| AMS 5663 | Barre, pezzi forgiati e anelli trattati in soluzione e induriti per precipitazione | Utilizzato nei casi in cui siano richieste proprietà finali di elevata resistenza |
| AMS 5664 | Barre, pezzi forgiati e anelli in lega 718 in una condizione specifica per alte temperature | La revisione e le condizioni devono corrispondere esattamente al disegno fornito dal cliente |
| ISO 9723–9725 | Norme internazionali relative alle barre e ai prodotti forgiati in lega di nichel | Utilizzato in progetti internazionali selezionati |
| DIN 17752–17754 | Barre, pezzi forgiati e prodotti correlati in lega di nichel | Potrebbe figurare in documenti tecnici europei o meno recenti |
L'Inconel 718 è una lega di nichel-cromo-ferro rinforzata principalmente con niobio, titanio e alluminio. Il nichel e il ferro costituiscono la matrice principale. Il cromo garantisce resistenza all'ossidazione e alla corrosione. Il niobio e il tantalio, insieme al titanio e all'alluminio, consentono l'indurimento per precipitazione.
La fase di indurimento primaria nella lega 718 è la gamma doppio-prime, mentre la gamma-prime fornisce un ulteriore indurimento. La risposta relativamente lenta alla precipitazione della lega 718 contribuisce alla sua buona saldabilità rispetto a diverse altre leghe di nichel indurite per precipitazione.
| Elemento | Intervallo o limite specificato | Funzione principale |
|---|---|---|
| Nichel e cobalto | 50.00–55.00% | Costituisce la matrice stabile a base di nichel e garantisce la resistenza alla corrosione |
| Cromo | 17.00–21.00% | Migliora la resistenza all'ossidazione e la resistenza a numerosi agenti corrosivi |
| Ferro | Equilibrio | Principale componente della matrice della lega |
| Niobio e tantalio | 4.75–5.50% | Fattore principale che contribuisce al rafforzamento della precipitazione gamma doppia-prime |
| Molibdeno | 2.80–3.30% | Garantisce un rafforzamento tramite soluzione solida e favorisce la resistenza alla corrosione |
| Titanio | 0.65–1.15% | Garantisce l'indurimento per precipitazione e la resistenza alle alte temperature |
| Alluminio | 0.20–0.80% | Si combina con il nichel e il titanio nella formazione di precipitati di rinforzo |
| Cobalto | 1,001 TP3T massimo | Rientra nei limiti previsti per il nichel e il cobalto |
| Carbonio | 0,081 TP3T massimo | Influisce sulla formazione del carburo e sul comportamento dei bordi di grano |
| Manganese | 0,351 TP3T massimo | Elemento minore controllato |
| Silicio | 0,351 TP3T massimo | Elemento residuo e di lavorazione controllato |
| Fosforo | 0,0151 TP3T massimo | Impurità controllata |
| Zolfo | 0,0151 TP3T massimo | Mantenuto basso per favorire la lavorabilità a caldo e la qualità della saldatura |
| Boro | 0,0061 TP3T massimo | Aggiunta controllata di tracce che influenza le proprietà dei bordi di grano |
| Rame | 0,301 TP3T massimo | Elemento residuo controllato |
Il fornitore deve riportare l'analisi termica effettiva sul certificato di analisi (MTC). La composizione chimica deve essere conforme alle specifiche richieste ASTM, ASME, AMS, API o a quelle del cliente. Le applicazioni aerospaziali e quelle critiche nel settore petrolifero possono imporre requisiti più rigorosi in materia di oligoelementi rispetto alle forniture commerciali generiche.
Il numero di lotto riportato sull'MTC deve corrispondere alla marcatura sulla barra, all'etichetta, al registro di taglio, al rapporto di ispezione e alla bolla di accompagnamento. Quando una barra intera viene tagliata in più pezzi, la tracciabilità deve essere trasferita su ogni singolo pezzo.
I principali elementi di lega che influenzano il costo dell'Inconel 718 sono il nichel, il cromo, il niobio, il molibdeno e il titanio. I loro prezzi di mercato incidono sul costo delle materie prime, ma è importante anche il loro effetto sulla lavorazione e sul controllo della fusione.
Il nichel e il cobalto rappresentano circa il 50%-55% della lega 718. L’andamento del mercato del nichel influisce quindi sul costo di produzione delle nuove forniture e sul valore di sostituzione dei fornitori. Tuttavia, il costo delle barre finite in lega 718 è notevolmente superiore al valore del loro contenuto di nichel, poiché la loro produzione richiede la fusione della lega, la lavorazione, il trattamento termico, i collaudi e la certificazione.
Il contenuto di cromo è compreso approssimativamente tra 17% e 21%. Il cromo garantisce resistenza all’ossidazione e alla corrosione. Il suo impatto sui costi è generalmente inferiore a quello del nichel o del niobio, ma la sua percentuale relativamente elevata contribuisce comunque in modo significativo al sovrapprezzo della lega.
Il contenuto di molibdeno è compreso approssimativamente tra 2,8% e 3,3%. Esso contribuisce alla resistenza della soluzione solida e alla resistenza alla corrosione localizzata. Sebbene la lega 718 contenga meno molibdeno rispetto all’Inconel 625, il molibdeno rimane un elemento di lega costoso.
Il contenuto complessivo di niobio e tantalio è compreso approssimativamente tra 4,75% e 5,50%. Questa è una delle caratteristiche compositive più importanti della lega 718. Il niobio favorisce l’indurimento per precipitazione gamma-double-prime e contribuisce in modo determinante all’elevata resistenza della lega.
Il contenuto di niobio aumenta inoltre la complessità della fusione e della lavorazione. La segregazione deve essere attentamente controllata durante la produzione dei lingotti, la rifusione, l'omogeneizzazione e la forgiatura. I lingotti e i pezzi forgiati di grandi dimensioni in lega 718 richiedono un controllo del processo particolarmente accurato.
Il titanio e l’alluminio vengono utilizzati in quantità minori, ma sono essenziali per l’indurimento per precipitazione. Il loro costo diretto come materia prima è inferiore a quello del nichel o del niobio, eppure influenzano la risposta al trattamento termico e le proprietà meccaniche finali.
| Elemento | Contenuto tipico | Influenza relativa dei costi | Principale contributo alle prestazioni |
|---|---|---|---|
| Nichel e cobalto | 50–55% | Molto alto | Matrice di base, resistenza alla corrosione e stabilità termica |
| Cromo | 17–21% | Medio-alto | Resistenza all'ossidazione e alla corrosione |
| Molibdeno | 2.8–3.3% | Alto | Rafforzamento mediante soluzione solida e resistenza alla corrosione localizzata |
| Niobio e tantalio | 4.75–5.50% | Alto | Maggiore resistenza alle precipitazioni primarie ed elevata resistenza meccanica |
| Titanio | 0.65–1.15% | Medio | Risposta alle precipitazioni e proprietà a temperature elevate |
| Alluminio | 0.20–0.80% | Costi diretti contenuti, elevato valore tecnico | Favorisce la precipitazione del gamma-prime |
Le barre in Inconel 718 di diametro medio offrono solitamente il prezzo al chilogrammo più stabile, poiché sono prodotte e immagazzinate in grandi quantità. Le barre di piccolo diametro richiedono una maggiore lavorazione di finitura per chilogrammo, mentre quelle di grande diametro possono richiedere forgiatura su misura, lunghi cicli di trattamento termico, lavorazione di sgrossatura e ispezione a ultrasuoni.
| Gamma di diametri | Prezzo di riferimento al chilogrammo | Percorso di rifornimento tipico |
|---|---|---|
| 3–10 mm | 60–115 USD/kg | Trafilati a freddo, raddrizzati, lucidati o rettificati con precisione |
| 12–20 mm | 48–90 USD/kg | Barre trafilate a freddo, pelate, rettificate o di piccole dimensioni rifinite a caldo |
| 22–80 mm | 34–68 USD/kg | Barre standard laminate a caldo, forgiate o pelate |
| 85–150 mm | 38–75 USD/kg | Barra laminata a caldo o forgiata con trattamento di solubilizzazione controllato |
| 160–300 mm | 45–90 USD/kg | Forgiati, sgrossati, trattati termicamente e sottoposti a frequenti controlli con ultrasuoni |
| Superiore a 300 mm | Preventivo personalizzato | Forgiatura, omogeneizzazione, trattamento termico e ispezione specifici per il progetto |
| Diametro | Peso approssimativo al metro | Significato dell'acquisto |
|---|---|---|
| 20 mm | Circa 2,57 kg/m | Peso totale ridotto, ma la lavorazione con barre di piccole dimensioni può far aumentare il prezzo al kg |
| 50 mm | Circa 16,1 kg/m | Diametro di lavorazione comune con disponibilità relativamente stabile |
| 100 mm | Circa 64,3 kg/m | Valore complessivo dei materiali più elevato e requisiti di taglio più impegnativi |
| 200 mm | Circa 257 kg/m | Di norma è forgiato e potrebbe richiedere un controllo a ultrasuoni (UT), il sollevamento e un imballaggio speciale |
Questi pesi sono approssimativi e calcolati utilizzando una densità nominale della lega 718 pari a circa 8,19 g/cm³. Il peso effettivo indicato in fattura deve basarsi sulle dimensioni misurate o sul peso rilevato dalla bilancia.
Una barra più piccola ha solitamente un peso totale inferiore, ma può avere un prezzo al chilogrammo più elevato. Le piccole barre di precisione richiedono una lavorazione significativa rispetto alla quantità di materiale finito prodotto.
La lega 718 di piccolo diametro può richiedere più riduzioni mediante trafilatura a freddo, ricottura intermedia, pulizia della superficie, raddrizzatura, lucidatura, rettifica senza centri e ripetuti controlli dimensionali. Se la barra deve essere fornita in stato di indurimento per invecchiamento, il trattamento termico finale e il controllo della deformazione comportano ulteriori costi.
| Requisito relativo alle piccole barre | Effetto prezzo |
|---|---|
| Passaggi di disegno multipli | Aggiunge utensili, lubrificazione, tempo di utilizzo delle attrezzature e controllo di processo |
| Ricottura intermedia | Aggiunge i cicli di forno e le operazioni di movimentazione tra le fasi di trafilatura |
| Raddrizzatura di precisione | Richiede una correzione controllata e un'ispezione finale |
| Rettifica senza centri | Aumenta il tempo di finitura e riduce la resa del materiale |
| Piccola quantità di acquisto | Aumenta il costo unitario poiché i costi di avviamento e certificazione non vengono ripartiti |
Le barre di grandi dimensioni in lega 718 richiedono generalmente la forgiatura a partire da una billetta o da un lingotto rifuso. È necessario controllare attentamente la segregazione del niobio, la struttura granulare, la riduzione di forgiatura e l’uniformità del trattamento termico. Le barre di grandi dimensioni possono richiedere più cicli di forgiatura, omogeneizzazione, trattamento di solubilizzazione, tornitura di sgrossatura, controlli a ultrasuoni (UT), esame della macrostruttura e prove meccaniche approfondite.
| Requisito relativo alle barre di grandi dimensioni | Effetto prezzo |
|---|---|
| Lingotto o billetta di grandi dimensioni rifusi | Aumenta l'impegno di produzione e la quantità minima d'ordine |
| Cicli di forgiatura multipli | Aggiunge i tempi di pressatura, l’energia del forno, la manodopera e i rischi di processo |
| Ciclo di trattamento termico prolungato | Richiede una notevole capacità del forno e un'uniformità della temperatura |
| Sgrossatura | Elimina il calcare e i difetti superficiali, ma riduce la resa finale |
| Test a ultrasuoni | Aggiunge i costi di ispezione e il potenziale rischio di rifiuto |
| Controllo della granulometria e della macrostruttura | Aggiunge la qualificazione del processo e le analisi di laboratorio |
Il processo di produzione influisce sia sul prezzo delle barre di Inconel 718 sia sulla loro idoneità per il componente finale. Le barre laminate a caldo sono generalmente più economiche, mentre quelle forgiate e rettificate con precisione comportano costi di lavorazione aggiuntivi.
Le barre laminate a caldo sono comunemente utilizzate per la produzione di semilavorati per lavorazioni meccaniche generiche, bulloni, alberi e componenti industriali. Presentano solitamente tolleranze di laminazione standard e richiedono un margine di lavorazione per eliminare la scaglia e le variazioni dimensionali.
La barra forgiata trova ampio impiego nella produzione di componenti per motori aeronautici, parti di turbine a gas, attrezzature per giacimenti petroliferi, elementi di fissaggio di grandi dimensioni, componenti sottoposti a pressione e semilavorati per la lavorazione di profilati di grande sezione. Il suo prezzo dipende dalla qualità del lingotto, dal processo di fusione, dal rapporto di forgiatura, dai requisiti relativi alla granulometria, dal trattamento di solubilizzazione, dalla sgrossatura e dal livello di accettazione dei controlli non distruttivi (UT).
Le barre trafilate a freddo garantiscono una maggiore precisione dimensionale e una migliore finitura superficiale per i diametri ridotti. La lavorazione a freddo aumenta la resistenza e la durezza, ma il ciclo di trattamento termico finale deve essere controllato per ottenere le specifiche e le proprietà meccaniche richieste.
La barra rettificata di precisione viene utilizzata per alberi, perni, semilavorati per elementi di fissaggio, parti di pompe, utensili e componenti che richiedono limiti rigorosi in termini di diametro, rotondità, rettilineità e rugosità superficiale. Il materiale rettificato può ridurre i tempi di lavorazione finale, ma solitamente presenta il prezzo al chilogrammo più elevato.
| Condizione del bar | Prezzo di riferimento | Vantaggio principale | Aggiunta dei costi principali |
|---|---|---|---|
| Laminato a caldo | 32–55 USD/kg | Grezza per lavorazione economica | Finitura limitata e tolleranza standard |
| Forgiato | 40–82 USD/kg | Ampio raggio e proprietà strutturali controllate | Forgiatura, riscaldo, trattamento termico, tornitura di sgrossatura e UT |
| Trafilato a freddo | 45–88 USD/kg | Maggiore precisione dimensionale e migliore qualità superficiale | Stiratura, ricottura intermedia e raddrizzatura |
| Sbucciato o tornito | 36–68 USD/kg | Superficie più pulita e riduzione della lavorazione | Rimozione di materiale e controllo dimensionale |
| Rettificato con precisione | 55–115 USD/kg | Tolleranze ridotte e finitura liscia | Smerigliatura, ispezione, raddrizzatura e imballaggio protettivo |
Lo stato di trattamento termico rappresenta una delle differenze più significative tra le offerte relative alle barre in Inconel 718. La lega 718 viene comunemente fornita in uno stato di trattamento in soluzione, in vista di successive lavorazioni meccaniche e invecchiamento, oppure in uno stato di trattamento in soluzione completo e indurimento per precipitazione.
La barra sottoposta a trattamento di solubilizzazione è più morbida e più facile da lavorare rispetto al materiale completamente invecchiato. Viene spesso acquistata in base a specifiche quali AMS 5662 quando il produttore del componente prevede di completare la sgrossatura prima dell'invecchiamento finale.
Il materiale trattato in soluzione ha solitamente un prezzo di acquisto inferiore rispetto alle barre completamente indurite per invecchiamento. Tuttavia, l’acquirente deve tenere conto dei costi successivi relativi all’invecchiamento, alla certificazione del forno, al controllo della durezza, alle prove meccaniche, alla correzione dimensionale e al collaudo finale.
Le barre sottoposte a tempra a freddo presentano valori molto più elevati di limite di snervamento, resistenza alla trazione, durezza, resistenza alla fatica e resistenza allo scorrimento. Possono essere acquistate in conformità a specifiche quali la norma AMS 5663 quando è necessario che le proprietà meccaniche definitive siano già definite prima della consegna.
La lega 718 sottoposta a invecchiamento è più difficile da lavorare. L'usura degli utensili, le forze di taglio, la generazione di calore e i tempi di lavorazione aumentano in modo sostanziale. L'acquisto di barre già sottoposte a invecchiamento può quindi ridurre la responsabilità relativa al trattamento termico, ma aumentare i costi di lavorazione.
Un ciclo di trattamento termico ampiamente utilizzato prevede un ricottura in soluzione seguita da un invecchiamento a circa 718 °C, un raffreddamento in forno fino a circa 621 °C, una permanenza per un periodo di invecchiamento complessivo e infine un raffreddamento all’aria. Un altro processo prevede una temperatura di solubilizzazione più elevata seguita da un ciclo di invecchiamento diverso per ottenere un particolare equilibrio tra resistenza, proprietà di resilienza, resistenza allo scorrimento e comportamento alla rottura.
Il trattamento termico specifico deve essere conforme alle specifiche del materiale e al disegno di progetto. Un fornitore non dovrebbe scegliere un ciclo di trattamento termico solo perché è più economico o più conveniente.
| Condizione | Uso commerciale tipico | Prezzo relativo del materiale | Considerazioni dell'acquirente |
|---|---|---|---|
| Trattato con la soluzione | Lavorazione di sgrossatura prima dell'invecchiamento finale | Più basso | L'acquirente deve provvedere e supervisionare il trattamento termico finale |
| Trattato con soluzione e invecchiato | Componente finito ad alta resistenza o semilavorato da lavorare | Più alto | Una maggiore durezza aumenta la difficoltà di lavorazione |
| Condizione di invecchiamento specifica per il cliente | Settore aerospaziale, giacimenti petroliferi, turbine o applicazioni speciali soggette a fatica | Specifico per il progetto | Potrebbero essere richiesti test di qualificazione e la documentazione relativa al forno |
La barra trattata con la soluzione più economica non è sempre l'opzione più conveniente se si considerano anche l'invecchiamento finale, i collaudi, la correzione delle deformazioni e la riaffilatura. Allo stesso modo, una barra completamente invecchiata può risultare inutilmente costosa se devono ancora essere eseguite lavorazioni di sgrossatura estese.
Un approccio produttivo comune consiste nell’acquistare semilavorati trattati in soluzione, eseguire la maggior parte delle lavorazioni di sgrossatura, effettuare l’invecchiamento per precipitazione e infine eseguire la lavorazione di finitura delle superfici critiche. La soluzione migliore dipende dalla geometria del componente, dalle tolleranze, dal volume di produzione e dalle capacità di trattamento termico.
L'Inconel 718 è ampiamente disponibile a magazzino rispetto a molte altre superleghe al nichel, specialmente nei diametri più comuni utilizzati nel settore aerospaziale e in quello petrolifero. Il materiale disponibile a magazzino garantisce solitamente il quantitativo minimo d'ordine (MOQ) più basso e i tempi di consegna più brevi.
Le barre in stock possono spesso essere acquistate per l’intera lunghezza o in pezzi tagliati. L’acquirente può risparmiare scegliendo il diametro disponibile immediatamente superiore e lavorandolo fino alle dimensioni finali. Le scorte esistenti riducono inoltre l’esposizione alle future variazioni del prezzo del nichel e ai tempi di consegna delle nuove lavorazioni.
La produzione su misura può richiedere operazioni quali fusione, rifusione, lavorazione di billette, forgiatura, laminazione, trattamento di solubilizzazione, invecchiamento, sgrossatura, controllo a ultrasuoni (UT), prove meccaniche e certificazioni speciali. I produttori richiedono solitamente un quantitativo minimo d’ordine (MOQ) sufficiente a coprire l’intero lotto di produzione e le perdite di lavorazione.
| Articolo a confronto | Barra delle taglie disponibili | Barra con dimensioni personalizzate |
|---|---|---|
| Prezzo al chilogrammo | Solitamente più basso | Solitamente più alto |
| MOQ | Può consentire l'inserimento di una barra o di più pezzi tagliati | Potrebbe essere richiesta una quantità intera di laminato, billette o pezzi forgiati |
| Tempi di consegna | Poco dopo l'approvazione del certificato | Più lungo a causa della produzione e del controllo qualità |
| Flessibilità dimensionale | Limitatamente alle scorte disponibili | Può essere prodotto con dimensioni più vicine a quelle richieste per la lavorazione |
| Flessibilità delle specifiche | Limitato alla certificazione di stock originale | Può essere progettato in base a specifici requisiti ASTM, AMS, API o del cliente |
Una barra di serie conforme alla norma ASTM B637 non può essere automaticamente ricertificata secondo la norma AMS 5663 semplicemente sottoponendola a un trattamento di invecchiamento. Il processo di fusione originario, il processo di forgiatura, il trattamento termico, il campionamento per le prove, le proprietà meccaniche e la tracciabilità devono soddisfare i requisiti previsti dalla specifica AMS.
Il termine “Inconel 718” identifica la famiglia di leghe, ma non definisce il livello di qualità completo. La lega 718 di grado aerospaziale e quella di grado commerciale possono presentare una composizione chimica nominale simile, pur differendo per quanto riguarda il processo di fusione, la purezza dalle inclusioni, la struttura granulare, la qualità ultrasonica, la tracciabilità, il trattamento termico, i test e lo stato di approvazione.
La barra di qualità commerciale è adatta a numerosi elementi di fissaggio industriali, alberi, valvole, componenti di pompe, utensili, componenti generici per turbine e componenti non critici per il volo. Può essere fornita in conformità alla norma ASTM B637 o ad altre specifiche industriali, corredata di certificato di analisi metallografica (MTC) standard e prove meccaniche.
Il settore aerospaziale richiede spesso la fusione per induzione sotto vuoto seguita da rifusione ad arco sotto vuoto, procedure di forgiatura controllate, tracciabilità dei lotti termici, requisiti rigorosi relativi alla dimensione dei grani, prove a ultrasuoni, certificazione originale del laminatoio e conformità a una specifica revisione della norma AMS.
Alcuni acquirenti richiedono inoltre una provenienza approvata dalla segheria, un processo di produzione con congelamento, un controllo statistico di processo, ulteriori analisi della macrostruttura o un’ispezione della provenienza da parte del cliente. Tali requisiti possono comportare un aumento sia del prezzo che dei tempi di consegna.
| Requisiti di qualità | Bar di livello professionale | Barra per uso aerospaziale |
|---|---|---|
| Prezzo tipico | Circa 32–70 USD/kg | Circa 60–125 USD/kg o più |
| Specifiche comuni | ASTM B637 o capitolato d'appalto | AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664 o specifiche aerospaziali del cliente |
| Percorso di fusione | Dipendente dalle specifiche | Spesso VIM più VAR o un altro processo di rifusione controllata |
| Ispezione a ultrasuoni | Di serie o opzionale | Spesso obbligatorio con una classe di accettazione definita |
| Tracciabilità | Tracciabilità del numero termico | Tracciabilità completa per lotto, processo e, talvolta, provenienza dallo stabilimento |
| Test | Proprietà chimiche e meccaniche standard | Documentazione approfondita relativa agli aspetti meccanici, alla granulometria, alla macrostruttura, ai controlli non distruttivi (UT) e al processo |
L'utilizzo di materiali di grado aerospaziale potrebbe non offrire alcun vantaggio commerciale concreto per un albero industriale non critico, qualora la norma ASTM B637 soddisfi pienamente i requisiti di progettazione. D'altra parte, la sostituzione di un componente per aerei o turbine specificato secondo le norme AMS con una barra commerciale può comportare il rifiuto del prodotto e gravi rischi per la qualità.
La lavorazione a valore aggiunto può incidere in misura sostanziale sul prezzo finale delle barre di Inconel 718. Gli acquirenti dovrebbero distinguere il prezzo della materia prima dai costi relativi al taglio, alla lavorazione meccanica, al trattamento termico, alla rettifica e alle prove.
Le finiture disponibili possono includere: laminato a caldo nero, decalcificato, decapato, pelato, tornito grossolanamente, lucidato o rettificato senza centri. Ogni operazione di finitura aggiuntiva comporta la rimozione di materiale, aumenta i tempi di lavorazione e riduce la resa del prodotto finito.
La tolleranza standard di fresatura rappresenta solitamente l'opzione più economica. Tolleranze di diametro strette, quali h9, h8, h7 o limiti specifici richiesti dal cliente, possono richiedere operazioni di pelatura, tornitura, trafilatura a freddo o rettifica di precisione.
Gli alberi lunghi possono richiedere una rettilineità controllata per metro. Le aste di precisione possono inoltre richiedere limiti relativi all’ovalità, alla rotondità e alla rugosità superficiale. Tali requisiti devono essere specificati numericamente nella richiesta di offerta.
I costi di taglio comprendono il tempo di funzionamento della sega, l’usura della lama, la perdita dovuta al taglio, la misurazione della lunghezza, la sbavatura, l’applicazione dell’etichetta identificativa e il reimballaggio. I pezzi grezzi corti multipli hanno solitamente un prezzo effettivo al chilogrammo più elevato rispetto alle barre a lunghezza intera.
La lega 718 trattata in soluzione è più facile da lavorare rispetto alla lega 718 sottoposta a invecchiamento, ma presenta comunque un indurimento per deformazione e genera un notevole calore di taglio. La barra sottoposta a invecchiamento richiede attrezzature rigide, utensili in carburo affilati, una velocità di taglio controllata, un avanzamento stabile e un raffreddamento efficace.
La fornitura standard comprende normalmente un MTC. Ulteriori requisiti possono includere PMI, UT, prove di durezza, prove di trazione, prove di rottura sotto sforzo, esame della granulometria, analisi della macrostruttura, valutazione della microstruttura o ispezione da parte di terzi.
| Requisiti | Opzione più economica | Opzione più costosa |
|---|---|---|
| Condizioni della superficie | Laminato a caldo o decalcificato | Sbucciato, lucidato o rettificato con precisione |
| Tolleranza sul diametro | Tolleranza standard della fresa | h9, h8, h7 o tolleranza specifica per il disegno |
| Lunghezza | Lunghezza casuale o pari alla lunghezza totale della barra | Diverse lunghezze fisse con tolleranze ristrette |
| Estremità del manubrio | Taglio standard con sega | Lavorati in piano, smussati, sbavati o lavorati meccanicamente |
| Trattamento termico | Condizione dopo trattamento con soluzione | Trattato con soluzione, stagionato, collaudato e sottoposto a correzione dimensionale |
| Ispezione | Controllo MTC standard e controllo dimensionale | UT, granulometria, macrostruttura, prove meccaniche e ispezione da parte di terzi |
Il volume dell'ordine influisce sulla ripartizione dei costi di taglio, ispezione, certificazione, imballaggio e amministrazione. Gli ordini di piccole dimensioni possono comportare un prezzo unitario elevato anche quando il materiale viene tagliato da stock.
I lotti completi o le quantità standard beneficiano solitamente di prezzi unitari più vantaggiosi rispetto ai pezzi prototipo. Quantità maggiori consentono ai fornitori di ripartire i costi di lavorazione e di documentazione su un numero maggiore di chilogrammi.
Tuttavia, un quantitativo elevato che superi le scorte attuali potrebbe richiedere una nuova produzione. La parte prodotta ex novo potrebbe avere un prezzo diverso rispetto alle scorte esistenti a causa dei costi attuali delle materie prime e di lavorazione.
Un fornitore può fornire un singolo pezzo di piccole dimensioni. Uno stabilimento di produzione può richiedere una billetta completa, un lotto di laminazione o un lotto di forgiatura. La produzione su misura per il settore aerospaziale può prevedere un MOQ notevolmente più elevato a causa dei requisiti relativi alla fusione, alla rifusione, alla qualificazione e ai collaudi.
Le scorte disponibili garantiscono tempi di consegna più brevi. La produzione ex novo può comprendere la programmazione della fusione, la rifusione, la lavorazione delle billette, la forgiatura, il trattamento termico, i controlli a ultrasuoni, le prove di laboratorio, l’approvazione dei certificati e il trasporto internazionale.
Una consegna urgente può richiedere una produzione prioritaria, un trattamento termico affidato a subappaltatori, ispezioni fuori orario, l’approvazione accelerata dei documenti o il trasporto aereo. Tali costi potrebbero superare la differenza tra due preventivi relativi ai materiali.
I prezzi del nichel, del cromo, del molibdeno, del niobio e del titanio incidono sul costo di sostituzione della lega 718. I fornitori potrebbero limitare la validità delle offerte in caso di volatilità dei mercati delle materie prime. Un periodo di validità prolungato del prezzo fisso potrebbe comportare un margine di rischio aggiuntivo.
| Fattore commerciale | Situazione economica più favorevole | Situazione caratterizzata da costi più elevati |
|---|---|---|
| Quantità | Barre intere o lotti di produzione regolari | Campioni, prototipi o diversi pezzi di piccole dimensioni |
| MOQ | È disponibile materiale di scorta idoneo | È necessario un nuovo lotto per la lavorazione meccanica, la forgiatura o il settore aerospaziale |
| Tempi di consegna | Lavorazione standard e trasporto marittimo | Produzione prioritaria e spedizione aerea |
| Mercato delle materie prime | Prezzi stabili degli elementi di lega | Prezzi in rapido aumento o soggetti a forti oscillazioni |
| Validità del prezzo | Validità limitata, legata alle scorte attuali | Validità fissa di lunga durata che richiede una copertura del rischio fornitore |
L'Inconel 718, l'Inconel 625 e l'Inconel X-750 sono tutte leghe di nichel, ma rispondono a esigenze prestazionali diverse. I loro prezzi si sovrappongono perché lo stato, le specifiche, il diametro e la certificazione possono essere più importanti del semplice nome della lega.
| Lega | Prezzo standard di listino | Motivo principale dei costi | Direzione principale delle prestazioni |
|---|---|---|---|
| Inconel 625 | Circa 30–60 USD/kg | Elevato tenore di nichel, cromo, molibdeno e niobio | Acqua di mare, cloruri, corrosione chimica, impianti offshore e attrezzature saldate |
| Inconel 718 | Circa 32–70 USD/kg | Composizione chimica ricca di niobio per l'indurimento per precipitazione e requisiti di trattamento termico | Componenti ad alta resistenza, resistenti alla fatica e allo scorrimento, per il settore aerospaziale, le turbine, elementi di fissaggio e componenti per il settore petrolifero |
| Inconel X-750 | Circa 38–75 USD/kg | Elevato contenuto di nichel, requisiti di indurimento per invecchiamento e minore disponibilità in alcune misure | Molle per alte temperature, bulloni, parti di turbine e componenti resistenti alla rilassamento |
I prezzi delle barre in lega 718 e lega 625 di qualità commerciale spesso si sovrappongono. L'Inconel 625 contiene una maggiore quantità di molibdeno, ma normalmente non richiede un indurimento per precipitazione per raggiungere la sua resistenza standard. L'Inconel 718 richiede un trattamento di soluzionamento e un invecchiamento controllati, ma è ampiamente prodotto e disponibile a magazzino.
L'Inconel 718 di grado aerospaziale costa solitamente di più rispetto all'Inconel 625 industriale standard a causa della fusione sotto vuoto, della rifusione, della certificazione AMS, dei controlli a ultrasuoni (UT), del controllo della granulometria e delle prove meccaniche.
L'Inconel 625 viene solitamente scelto quando sono presenti in misura predominante acqua di mare, cloruri, corrosione puntiforme, corrosione interstiziale o agenti chimici aggressivi. L'Inconel 718 viene solitamente scelto quando i requisiti principali sono un elevato limite di snervamento, resistenza alla trazione, resistenza alla fatica e resistenza allo scorrimento.
Anche i prezzi dell’Inconel 718 e dell’X-750 possono sovrapporsi. L’X-750 può risultare più costoso nelle misure meno comuni, poiché è meno diffuso a magazzino. Le barre di Inconel 718 per il settore aerospaziale possono avere un costo maggiore quando si applicano requisiti rigorosi in materia di AMS, fusione, controlli non distruttivi (UT) e tracciabilità.
L'Inconel 718 offre generalmente una maggiore resistenza meccanica in molte applicazioni a temperature comprese tra circa 650 °C e 704 °C. L'X-750 è ampiamente utilizzato per molle, bulloni e componenti destinati a temperature elevate che richiedono resistenza alla rilassamento delle sollecitazioni e all'ossidazione.
La scelta dell’Inconel 625 per un elemento di fissaggio di una turbina sottoposto a sollecitazioni elevate potrebbe non garantire la resistenza richiesta. La scelta dell’Inconel 718 di grado aerospaziale per un semplice albero a contatto con l’acqua di mare potrebbe comportare un aumento dei costi senza offrire il vantaggio più rilevante in termini di resistenza alla corrosione. La scelta del materiale deve tenere conto della temperatura, delle sollecitazioni applicate, dei cicli di fatica, dell’ambiente corrosivo, del tempo di esposizione, del processo di produzione e delle norme di progettazione.
Quanto costa al chilogrammo una barra in lega Inconel 718?
Una barra standard in Inconel 718 per uso commerciale costa solitamente da circa 32 a 70 USD al kg. Le barre forgiate, trafilate a freddo, rettificate con precisione, indurite per invecchiamento, di grado aerospaziale, sottoposte a test specifici o in piccole quantità possono costare da circa 45 a 125 USD al kg o più. Il prezzo finale dipende dal diametro, dalla quantità, dalle specifiche, dal processo di fusione, dal trattamento termico, dalla tolleranza, dalla finitura superficiale, dal controllo qualità, dalla disponibilità a magazzino e dai termini di consegna.
Perché l’Inconel 718 di grado aerospaziale è più costoso?
L'Inconel 718 per uso aerospaziale può richiedere fusione a induzione sotto vuoto, rifusione ad arco sotto vuoto, forgiatura controllata, trattamento termico rigoroso, controllo della granulometria, ispezione a ultrasuoni, prove meccaniche, certificazione originale del produttore, fonti di produzione approvate e completa tracciabilità del lotto. Rispetto alle normali barre di grado commerciale, tali requisiti comportano un aumento dei costi di produzione e di ispezione, del rischio di scarto e dei tempi di consegna.
Qual è più economico: il tondino in Inconel 718 trattato in soluzione o quello indurito per invecchiamento?
Le barre in Inconel 718 trattate in soluzione hanno solitamente un prezzo iniziale inferiore e sono più facili da lavorare. La barra indurita per invecchiamento costa di più perché richiede ulteriori cicli in forno, il controllo della durezza e la verifica delle proprietà meccaniche. Tuttavia, il materiale trattato in soluzione necessita comunque di un invecchiamento finale dopo la lavorazione; pertanto, gli acquirenti dovrebbero confrontare il costo totale del componente, comprensivo di trattamento termico, correzione dimensionale, collaudo e lavorazione di finitura, anziché limitarsi a confrontare solo il prezzo iniziale della barra.
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