INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

MATERIALES AVANZADOS

AGOSTO - DICIEMBRE

Tarea 2:Superaleaciones en la Industria.

Presenta:GONZALEZ CORRALES LUCIA D.

#12211566

Profesor:M.A. Carlos Bojórquez

Tijuana, B.C. 5 de Noviembre de 2015

Superaleaciones aplicaciones en la industria.

Definición y propiedades.Las superaleaciones contienen grandes cantidades de elementos de aleación con el fin de producir una combinación de alta resistencia a altas temperaturas, a la corrosión, a las vibraciones y a la termofluencia (alta resistencia mecánica a altas temperaturas) a temperaturas superiores a los 1000ºC.

Nuclear Muchos de los metales modernos empleados actualmente, se desarrollaron buscando una simple aplicación: la turbina a gas o turborreactor del avión. Los componen X Contacto Nuclear 25 tes de una turbina a gas están expuestos a todo tipo de condiciones extremas: temperaturas altas, gases corrosivos, vibraciones y esfuerzos mecánicos elevados, así como tensiones sutiles.El desarrollo de aleaciones modernas ha sido un factor decisivo en la mejora de los turborreactores. El precio, en este caso, no ha sido determinante, ya que su aplicación paga su costo. Se han creado metales capaces de resistir mayores temperaturas y mayores esfuerzos, que han reemplazado componentes fabricados con otras aleaciones menos adecuadas, incrementando, por tanto, su fiabilidad.

¿Cuáles son algunas de las superaleaciones usadas en la industria nuclear? INCOLOY INCONEL

¿En cuales aplicaciones es usado el Incoloy?

Tubería de proceso, intercambiadores de calor, equipos de carburización, forros para ele-mentos calientes, tubos para generador de vapor nuclear.

Procesos químicos y petroquímicos, plantas eléctricas, hornos industriales, equipos don-de hay bastante calentamiento.

Equipos para control de polución, tubos para pozos de gas y petroleó, reprocesa-miento de combustible nuclear, producción de ácidos, equipos de baños químicos para limpiar metales

¿En cuales aplicaciones es usado el Inconel?

Procesos químicos y petroquímicos. Partes expuestas a alta tensión mecánica y al

agua de mar. Chimeneas en plataformas marinas. Turbinas de gas, motores de cohetes, partes

espaciales. Equipos para control de poluc ión. Reactores nucleares.

Química Las súperaleaciones de alto funcionamiento tienen una fuerza mecánica excelente y una re-sistencia al deslizamiento en temperaturas altas, buena estabilidad en la superficie, resisten-cia a la corrosión y a la oxidación. Típicamente tienen una estructura austenitica de cristales cúbicos de caratula centrada y su base es de aleaciones que contienen elementos como ní-quel, cobalto, o níquel-hierro. El desarrollo de las súperaleaciones han sido principalmente en-focadas en la industria aeroespacial y eléctrica.Las súper-aleaciones resistentes a la corrosión son ampliamente usadas en ambientes extre-mos, donde una gran resistencia al calor y a la corrosión son muy importantes para la integri-dad del producto final. Las súper-aleaciones son ampliamente usadas en procesos quími-cos y petroquímicos, plantas eléctricas, e industrias de gas y petróleo.

¿Cuáles aleaciones de níquel son Súper-aleaciones? Aleación C-276, también conocida como Hastelloy C-276 marca registrada. Aleación X, también conocida como Hastelloy X o Inconel HX marcas registradas. Aleación 718, también conocida como Inconel 718 marca registrada. Aleación 20.

¿En cuáles aplicaciones son usadas las Súper-aleaciones? Industria aeroespacial. Cuchillas de las turbinas y motor de Cohetes. Industria marina Submarinos Industria de Procesos químicos. Reactores Nucleares. Tubos de intercambiadores de calor. Turbinas de gas industrial.

Petroquímica

HASTELLOY X

Otros nombres comunes: Aleación X, Inconel HX

Hastelloy X es una superaleación de níquel-cromo-hierro-molibdeno, con gran fuerza a alta temperatura, resistente a la oxidación y de fácil fabricación. La resistencia a la oxidación de la aleación X es excelente hasta temperaturas de 2200° F. También se ha encontrado que este acero de aleación de níquel es excepcionalmente resistente al agrietamiento por tensión de corrosión en aplicaciones petroquímicas. El refuerzo de la matriz que proporciona el molibdeno produce como resultado una gran fuer-za en una solución sólida dando unas buenas características para su fabricación. Aunque esta aleación de níquel se conoce por su resistencia al calor y a la oxidación también tiene una buena resistencia al agrietamiento producido por el cloruro, a la carburización y una exce-lente resistencia a atmósferas de reducción o carburización. Hastelloy X resiste dos condicio-nes que comúnmente llevan a la falla a aleaciones a altas temperaturas, la carburización y la nitruración.

¿Cuáles son las características del Hastelloy X?

Gran resistencia a la oxidación hasta temperaturas de 2000° F. Resistencia a la carburización y a la nitruración. Excelente fuerza a altas temperaturas. Buena resistencia al agrietamiento por tensión de corrosión causada por el cloruro.

¿En cuáles aplicaciones es usado el Hastelloy X?

Turbinas de gas. Industria petroquímica. Hornos industriales. Equipos de tratamiento térmico. Ingeniería nuclear. Cámaras de combustión para motores de aviones. Calentadores para cabinas de aviones. Partes para escape de turbinas.

Fabricación con Hastelloy XLa aleación X tiene excelentes características para formarla y soldarla. Puede ser forjada, y por su buena ductibilidad, puede ser trabajada en frío. Puede ser soldada por métodos manuales o automáticos incluyendo el arco cubierto, gas tungsteno, arco de gas metal, y procesos de gas sumergido. La aleación puede ser soldada resistente-mente. Para formarla en caliente, la aleación debe ser calentada comenzando en temperatu-ras de 2150° F.

Aeroespacial

Muchas de las superaleaciones modernas empleadas actualmente, se desarrollaron buscando una simple aplicación: la turbina a gas o turborreactor del avión. Los componentes de una turbina a gas están expuestos a todo tipo de condiciones extremas: temperaturas altas, gases corrosivos, vibraciones y esfuerzos mecánicos elevados, así como tensiones sutiles. El aparato arranca, acelera, desacelera cada vez que el avión despega y aterriza. La repetición de este ciclo puede conducir a un tipo de fallo conocido como fatiga de baja frecuencia, sucede de la misma manera que al doblar varias veces un alambre, se rompe fácilmente.

Aplicaciones de las superaleaciones en la industria Aeroespacial

Debido a sus propiedades, estas aleaciones son empleadas para la construcción de turbinas de gas (álabes), turborreactores de avión, toberas, motores de avión, cámaras de combustión, reactores químicos, generadores y prensas de extrusión.

¿Cuáles son las propiedades principales de este metal que lo hacen deseable para esta aplicación?

Las superaleaciones de Níquel se utilizan comúnmente en motores de turbinas de gas en regiones sujetas a altas temperaturas que requieren alta resistencia, debido a que este material cuenta con una excelente resistencia a la fluencia a alta temperatura, resistencia a la fatiga, estabilidad de fase, así como resistencia a la oxidación y corrosión.Los turbocompresores de las turbinas también utilizan superaleaciones, generalmente soldada mediante haz de electrones al eje de acero. Las superaleaciones comunes en esta aplicación son:

Inconel 713 y Mar-M 247 Particularmente útiles para motores de gasolina, ya que reduce la necesidad de enriquecimiento de combustible a altas cargas que mejoran la eficiencia del motor.

Nimonic 80A También se utilizan en las válvulas de asiento en motores de émbolo, tanto motores diésel como gasolina. Esto es ya sea en forma de un sólido válvula única o como una válvula de dos metales. La resistencia a la corrosión es particularmente útil cuando se trata con las altas temperaturas y presiones que se encuentran en un motor diésel. Las superaleaciones de Níquel resistan las picaduras y la degradación en las condiciones de operación cosa que no haría un acero inoxidable normal.

Fuentes Bibliográficas

- “Ingeniería de materiales para industria y construcción” 2004.- “Fundamentos de Ciencia de los materiales” Tomo II. 2000.- http://paginas.tol.itesm.mx/Alumnos/A01050080/ing%20materiales/

Teoria_Metales.ppt- http://www.mde.es/dgam/obsevatorios/boletinn14.pdf - http://www.ing.unlp.edu.ar/aeron/catedras/materiales/

materiales_aeronauticos.pdf- http://www.cordes.com.ar/Contenido/incoloy.asp - http://megamex.com/span/super-aleaciones.htm - http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/

44/098/44098439.pdf- http://www.inin.gob.mx/publicaciones/documentospdf/

35%20SUPERALEACIONES.pdf