Inconel718 (N07718)鎳基變形高溫合金

美國牌號：Inconel718/UNS N07718
法國牌號：Nc19FeNb
德國牌號：W.Nr.2.4668/NiCr19Fe19Nb5
ISO牌號：NiCr19Nb5Mo3

一、Inconel718概述

Inconel718合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。

該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關系，可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等?？芍瞥杀P、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結構件、機匣等零部件在航空上長期使用。

1.1 Inconel718材料牌號 Inconel718

1.2 Inconel718相近牌號 Inconel718(美國),NC19FeNb(法 國)

1.3 Inconel718材料的技術標準

1.4 Inconel718化學成分 該合金的化學成分分為3類：標準成分、優(yōu)質成分、高純成分，見表1-1。優(yōu)質成分的在標準成分的基礎上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數(shù)量，減少疲勞源和增加強化相的數(shù)量，提高抗疲勞性能和材料強度。同時減少有害雜質和氣體含量。高純成分是在優(yōu)質標準基礎上降低硫和有害雜質的含量，提高材料純度和綜合性能。

核能應用的Inconel718合金，需控制硼含量（其他元素成分不變），具體含量由供需雙方協(xié)商確定。當ω（B）≤0.002%時，為與航空工業(yè)用的Inconel718合金加以區(qū)別，合金牌號為Inconel718A。

表1-1%

類別

C

Cr

Ni

Co

Mo

Al

Ti

Fe

標準

≤0.08

17.0~21.0

50.0~55.0

≤1.0

2.80~3.30

0.30~0.70

0.75~1.15

余

優(yōu)質

0.02~0.06

17.0~21.0

50.0~55.0

≤1.0

2.80~3.30

0.30~0.70

0.75~1.15

余

高純

0.02~0.06

17.0~21.0

50.0~55.0

≤1.0

2.80~3.30

0.30~0.70

0.75~1.15

余

類別

Nb

B

Mg

Mn

Si

P

S

Cu

Ca

不大于

標準

4.75~5.50

0.006

0.01

0.35

0.35

0.015

0.015

0.30

0.01

優(yōu)質

5.00~5.50

0.006

0.01

0.35

0.35

0.015

0.015

0.30

0.01

高純

5.00~5.50

0.006

0.005

0.35

0.35

0.015

0.002

0.30

0.005

類別

Bi

Sn

Pb

Ag

Se

Te

Tl

N

O

不大于

標準

---

---

0.0005

---

0.0003

---

---

---

---

優(yōu)質

0.001

0.005

0.001

0.001

0.0003

---

---

0.01

0.01

高純

0.00003

0.005

0.001

0.001

0.0003

0.00005

0.0001

0.01

0.005

1.5 Inconel718熱處理制度 合金具有不同的熱處理制度，以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數(shù)量，從而獲得不同級別的力學性能。合金熱處理制度分3類：

Ⅰ：(1010～1065)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內均無δ相，存在缺口敏感性，但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。

Ⅱ：(950～980)℃±10℃，1h，油冷、空冷或水冷+720℃±5℃，8h，以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經此制度處理的材料有δ相，有利于消除缺口敏感性，是最常用的熱處理制度，也稱為標準熱處理制度。

Ⅲ：720℃±5℃，8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。

經此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。

1.6 Inconel718品種規(guī)格和供應狀態(tài)可以供應模鍛件（盤、整體鍛件）、餅、環(huán)、棒（鍛棒、軋棒、冷拉棒）、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等、交貨狀態(tài)由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤狀交貨。

1.7 Inconel718熔煉和鑄造工藝合金的冶煉工藝分為3類：真空感應加電渣重熔；真空感應加真空電弧重熔；真空感應加電渣重熔加真空電弧重熔。可根據(jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應用要求。

1.8 Inconel718應用概況與特殊要求制造航空和航天發(fā)動機中的各種靜止件和轉動件，如盤、環(huán)件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件；制造核能工業(yè)應用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領域應用的零件及其他零件。

近年來，在對該合金研究不斷深化和對該合金應用不斷擴大的基礎上，為提高質量和降低成本，發(fā)展了很多新工藝：真空電弧重熔是采用氦氣冷卻工藝，有效減輕鈮偏析；采用噴射成型工藝，生產環(huán)件，降低生產成本和縮短生產周期；采用超塑成型工藝，擴大產品的生產范圍。

二、Inconel718物理及化學性能

2.1 Inconel718熱性能

2.1.1 Inconel718熔化溫度范圍 1260～1320℃。

2.1.2 Inconel718熱導率 見表2-1。

表2-1

θ/℃

11

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

λ/（W/（m·℃））

13.4

14.7

15.9

17.8

18.3

19.6

21.2

22.8

23.6

7.6

30.4