¡Hola! Como proveedor de aleaciones de níquel, he visto una buena cantidad de situaciones en las que estos increíbles materiales no funcionan como se esperaba. Entonces, profundicemos en los modos de falla de las aleaciones de níquel.
En primer lugar, la corrosión es un gran dolor de cabeza cuando se trata de aleaciones de níquel. Existen diferentes tipos de corrosión que pueden estropear las cosas. Uno de los más comunes es la corrosión uniforme. Esto sucede cuando toda la superficie de la aleación de níquel es atacada uniformemente por un ambiente corrosivo. Por ejemplo, en un entorno marino donde la aleación está constantemente expuesta al agua salada, los iones de cloruro en el agua pueden corroer gradualmente la superficie de la aleación. Con el tiempo, esto provoca una reducción del espesor del material y una pérdida de sus propiedades mecánicas.
La corrosión por picaduras es otro problema molesto. Es una forma localizada de corrosión que crea pequeños hoyos o agujeros en la superficie de la aleación. Estos hoyos pueden comenzar siendo pequeños pero rápidamente pueden penetrar profundamente en el material. El problema con las picaduras es que a menudo es difícil detectarlas hasta que es demasiado tarde. En industrias donde se utilizan aleaciones de níquel para componentes críticos, como en plantas de procesamiento químico, la corrosión por picaduras puede provocar fugas y fallas que pueden ser extremadamente costosas de reparar.
El agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC) también es una gran preocupación. Esto ocurre cuando una combinación de tensión de tracción y un ambiente corrosivo provoca la formación de grietas en la aleación. La tensión puede provenir de cosas como tensiones residuales durante la fabricación o cargas externas durante el servicio. Por ejemplo, en una tubería de alta presión hecha de aleación de níquel, la presión interna crea tensión en las paredes de la tubería. Si la tubería está expuesta a un medio corrosivo, puede ocurrir SCC. Una vez que estas grietas comienzan, pueden propagarse rápidamente y provocar fallas catastróficas.
Otro modo de falla es la fatiga. Las aleaciones de níquel se utilizan a menudo en aplicaciones en las que están sujetas a cargas cíclicas, como en motores de aviones o equipos de generación de energía. La falla por fatiga ocurre cuando el material se debilita con el tiempo debido a ciclos de tensión repetidos. Las grietas suelen comenzar en la superficie de la aleación, en puntos donde hay concentraciones de tensiones, como muescas o rayones. A medida que aumenta el número de ciclos de tensión, las grietas crecen hasta que el material finalmente se rompe.
La fluencia es un modo de falla a largo plazo que ocurre a altas temperaturas. Cuando una aleación de níquel se expone a altas temperaturas durante un período prolongado bajo una carga constante, se deforma gradualmente con el tiempo. Esto se llama fluencia. En las centrales eléctricas, donde se utilizan aleaciones de níquel en componentes como los álabes de las turbinas, la fluencia puede hacer que los álabes pierdan su forma y eficiencia. Con el tiempo, esto puede provocar el fallo de toda la turbina.
Ahora, hablemos de algunas de las aleaciones de níquel que suministramos y cómo podrían verse afectadas por estos modos de falla.
Barras redondas Nimonic Alloy 75son conocidos por su buena resistencia a la corrosión y a altas temperaturas. Sin embargo, todavía son susceptibles a la corrosión por picaduras en ambientes que contienen cloruro. Además, en condiciones de alta temperatura y alto estrés, pueden experimentar fluencia.
Barras de aleación de níquel 800.Son ampliamente utilizados en diversas industrias debido a su excelente resistencia a la oxidación y la corrosión. Pero en algunos entornos químicos agresivos, aún pueden enfrentar una corrosión uniforme. Y si se utilizan en aplicaciones con carga cíclica, la falla por fatiga es una posibilidad.
Hoja de aleación 718Es una aleación a base de níquel de alta resistencia que se utiliza a menudo en aplicaciones aeroespaciales. Tiene buena resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión, pero en presencia de ciertos químicos y tensiones altas, aún puede ocurrir SCC. La fatiga también es una preocupación, especialmente en piezas sujetas a cambios rápidos de carga.
Entonces, ¿cómo podemos prevenir estos modos de falla? Bueno, la selección adecuada del material es crucial. Necesitamos elegir la aleación de níquel adecuada según la aplicación específica, el entorno al que estará expuesta y las cargas que soportará. Los tratamientos superficiales también pueden ayudar. Por ejemplo, aplicar una capa protectora puede reducir el riesgo de corrosión. La inspección y el mantenimiento regulares también son esenciales. Al detectar signos tempranos de corrosión, grietas u otros problemas, podemos tomar medidas preventivas antes de que ocurra una falla.
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Referencias:
- "Corrosión de metales" de Mars G. Fontana
- "Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción" por William D. Callister Jr. y David G. Rethwisch
- "Fatiga de los materiales" de Robert O. Ritchie y Toshihiro Suresh