Inconel 718

一、标准与名称代号

 

• 美国：Alloy 718、AMS 5662（棒材）、AMS 5596（薄板）
• 德国：W.Nr. 2.4668、NiCr19Fe19Nb5
• 法国：NC19FeNb
• 中国：GH4169（国标）
• ISO：NiCr19Nb5Mo3

二、化学成分（质量百分比）

• 镍（Ni）：50.0~55.0%
• 铬（Cr）：17.0~21.0%
• 铁（Fe）：余量
• 铌（Nb）：4.75~5.50%
• 钼（Mo）：2.8~3.3%
• 钛（Ti）：0.65~1.15%
• 铝（Al）：0.20~0.80%
• 碳（C）：≤0.08%
• 钴（Co）：≤1.0%
• 硼（B）：≤0.006%
• 锰（Mn）：≤0.35%
• 硅（Si）：≤0.35%
• 磷（P）：≤0.015%
• 硫（S）：≤0.015%

三、机械性能（时效处理状态）

• 抗拉强度：≥1275 MPa
• 屈服强度（RP0.2）：≥1035 MPa
• 延伸率（A）：≥12%（棒材）至≥30%（薄板）
• 布氏硬度（HB）：≥331
• 密度：8.19 g/cm³
• 熔点：1260~1336℃
• 高温性能：
  • 650℃时抗拉强度≥725 MPa
  • 700℃时抗拉强度≥650 MPa
  • 750℃时抗拉强度≥580 MPa

四、热处理要求

1. 固溶处理：
   • 温度：980~1065℃，保温 1~2 小时后 快速水冷，形成均匀奥氏体基体。
2. 双重时效处理：
   • 第一阶段：720℃保温 8 小时，以 50℃/ 小时冷却至 620℃
   • 第二阶段：620℃保温 8 小时，空冷至室温
   • 目的：析出 γ”（Ni₃Nb）和 γ’（Ni₃(Al,Ti)）强化相，提升强度和抗蠕变性。
3. 特殊处理：
   • 对缺口敏感性要求高的部件，可采用更低固溶温度（如 950℃）促进 δ 相（Ni₃Nb）析出，提高抗疲劳性能。
   • 焊接后需进行时效处理（720℃×8h+620℃×8h），恢复热影响区性能。

五、主要应用领域

1. 航空航天：
   • 涡轮盘、压气机叶片、燃烧室部件、高温螺栓（如 CFM56 发动机）11
   • 机身结构件（如波音 787 起落架部件）
2. 能源与核电：
   • 核反应堆燃料棒包壳、压力容器、蒸汽发生器管道11
   • 燃气轮机高温部件（如 GE90 涡轮叶片）
3. 石油天然气：
   • 深海采油树、高温高压阀门、耐 H₂S 腐蚀的井下工具6
   • 符合 NACE MR0175 标准的酸性环境设备
4. 化工与制药：
   • 耐硫酸、氯化物腐蚀的反应器、换热器1
   • 高纯度要求的制药设备管道
5. 精密仪器：
   • 低温环境（-253℃）下的超导磁体支撑结构1
   • 电子束焊接的精密传感器部件

六、特性优势

• 高温强度：在 650℃以下保持变形高温合金中最高的屈服强度2
• 耐腐蚀性：铬、钼、铌的协同作用使其在氯化物、硫酸等介质中表现优异1
• 加工性能：可通过冷 / 热加工制成复杂形状（如涡轮盘锻件），焊接性优于其他镍基合金5
• 组织稳定性：双重时效处理后，γ” 相在 700℃以下长期稳定，确保长期服役可靠性2