Materiál Inconel 718

materiál inconel 718 je superslitina na bázi niklu a chromu, která vykazuje vysokou pevnost v extrémních podmínkách, včetně dlouhodobého vystavení kryogenním teplotám a oxidačním nebo korozivním podmínkám při zvýšených teplotách až do 700 °C. Tento článek podrobně popisuje složení, vlastnosti, tepelné zpracování, specifikace, formy výrobků, aplikace a světové dodavatele této vysoce výkonné slitiny.

Složení materiálu inconel 718

Inconel 718 je srážecí kalitelná slitina na bázi niklu obsahující několik klíčových příměsí prvků:

Složení slitiny Inconel 718

Živel	Hmotnost %	Účel
nikl (Ni)	50-55%	Hlavní prvek zajišťující odolnost proti korozi
Chrom (Cr)	17-21%	Odolnost proti oxidaci a korozi
železo (Fe)	Zůstatek	Snížení nákladů, pevnost v tahu
niob (Nb)	4.75-5.5%	Primární kalicí prvek, tvoří γ" sraženiny
molybden (Mo)	2.8-3.3%	Zpevnění pevného roztoku
titan (Ti)	0.65-1.15%	Tvoří karbonitridy pro kontrolu zrnitosti
hliník (Al)	0.2-0.8%	Přispívá ke zpevnění srážek γ"

Kombinace niklu, chromu, niobu a molybdenu umožňuje ve srovnání s jinými nerezovými slitinami vynikající vlastnosti v tahu, únavě a při tečení, zatímco vyvážené chemické složení zajišťuje vynikající zpracovatelnost a svařitelnost.

materiál inconel 718 Vlastnosti

Žíhání v roztoku a stárnutí umožňují přizpůsobit vlastnosti a výkon na základě požadavků aplikace.

Vlastnosti materiálu Inconel 718

Stav	Mez kluzu	Pevnost v tahu	Prodloužení
Žíhání v roztoku	≥ 758 MPa	≥ 1034 MPa	≥ 12%
Špičkové stáří	≥ 1310 MPa	≥ 1460 MPa	≥ 6%

Mezi další klíčové vlastnosti při pokojové teplotě patří:

• Vynikající únavová pevnost a vynikající vrubová únavová pevnost
• Vysoká lomová houževnatost a odolnost proti nárazu
• Dobrá odolnost proti oxidaci a korozi
• Nadprůměrné tepelné vlastnosti oproti alternativním slitinám
• Nižší cena než Inconel 625 nebo Waspaloy

Vyvážená chemie poskytuje vzácnou kombinaci vyrobitelnosti, mechanických vlastností a hospodárnosti.

materiál inconel 718 Aplikace

Matrice nikl/železo dává Inconelu 718 neobvyklou kombinaci vlastností, která umožňuje použití od kryogenních teplot až do 700 °C v extrémních prostředích.

Odvětví a aplikace

Průmysl	Typické aplikace
Aerospace	Součásti motoru - lopatky, skříně, spojovací materiál, těsnění, trysky, distanční prvky
Ropa a plyn	Vrtné nářadí, ventily, díly pro ústí vrtů, průtočná potrubí, přístrojové vybavení.
Výroba elektřiny	Zplyňování uhlí, jaderné a chemické závody
Automobilový průmysl	Rotory turbodmychadla, výfukové potrubí, ventily
Chemické zpracování	Výměníky tepla, reakční nádoby, čerpadla

Vysoká pevnost slitiny je ceněna pro snížení hmotnosti, zatímco odolnost proti korozi a oxidaci zvládá vysoké teploty a tlaky v kritických zařízeních a nástrojích. Vynikající únavová pevnost a pevnost při tečení umožňují dynamické namáhání dílů.

Formuláře výrobků

• Zásoba tyčí
• Deska
• List
• Spojovací materiál
• Investiční odlitky
• Extrudované tvary
• Trubky
• Svařovací drát

Ty umožňují flexibilně vyrábět komponenty s optimálním tvarem, pevností a funkčností.

Tepelné zpracování

Roztokové žíhání zahřívá slitinu nad teplotu solvusu a rozpouští γ" precipitáty, což umožňuje pohyb dislokací a rekrystalizaci pro zvýšení tvářitelnosti. Následuje rychlé ochlazení na pokojovou teplotu, aby se zachovala tažnost a měkkost.

Parametr	Hodnota
Stav	Žíhání v roztoku
Teplota	950-980°C
Doba trvání	1 hodina
Způsob chlazení	Vzduch chladný nebo rychlejší

Následné kalení věkem vytváří velmi jemné γ" precipitáty, které zpevňují hranice zrn. Typické dvoustupňové stárnutí vytváří optimální vlastnosti:

Krok	Teplota	Doba trvání
Věk - 1	720°C	8 hodin
Věk - 2	620°C	8 hodin
Způsob chlazení	Chlazení vzduchem

Úprava roztokem rozpouští sraženiny, zatímco kalení stářím obnovuje pevnost a tvrdost.

materiál inconel 718 Normy

Složení, formy a vlastnosti slitiny niklu 718 jsou celosvětově standardizovány:

Standard	Název
AMS 5662	Slitiny niklu, korozivzdorné a žáruvzdorné, tyče, výkovky a kroužky
ASTM B637	Standardní specifikace pro tyče, výkovky a výkovky ze slitin niklu pro vysokoteplotní provoz, vytvrzované srážením
ISO 6207	Tvářené slitiny niklu - Chemické složení slitin niklu číslo 718 (Ni-Fe-Cr-Nb-Mo)

Zahrnují chemické limity pro elementární složky, minimální hodnoty pevnosti v tahu a meze kluzu, rozsahy tvrdosti a velikosti zrn v roztokově žíhaných a věkem kalených temperacích pro formy tvářených výrobků včetně tyčí, plechů, tabulí a výkovků.

materiál inconel 718 Dodavatelé

Inconel 718 je široce používaná vysoce výkonná letecká slitina, kterou vyrábějí všichni přední výrobci niklových slitin:

Společnost	Názvy značek	Formuláře výrobků
ATI	ATI 718	Tyče, předvalky, spojovací materiál
Carpenter Technologies	Vlastní věk 718 let	Tyče, dráty, trubky
Haynes International	Haynes 718	Plech, deska
Speciální kovy	U718	Šroubení, příruby, kroužky
Kované výrobky PCC	PCC 718	Prsteny, blisky

Dodavatelé nabízejí certifikované protokoly o zkouškách materiálu Inconel 718 potvrzující chemický složení, mechanické vlastnosti a shodu mikrostruktury. Údaje o vývozu/dovozu potvrzují, že pochází z renomovaných světových továren.

Analýza nákladů

Ceny slitiny niklu 718 kolísají v závislosti na tržních cenách niklu a regionální poptávce a nabídce. Hromadné slevy na 10+ metrických tun mohou v průměru:

• Mlýnský cert 3.2 materiál: $18-22/kg
• certifikované tyče NADCAP: $30-50/kg

V porovnání s nerezovými ocelemi je Inconel 718 v průměru 5-10x dražší, ale poskytuje extrémní teplotní/tlakové vlastnosti, které jsou mimo dosah austenitických nebo martenzitických tříd.

Obrábění Inconelu 718

Navzdory dobré zpracovatelnosti vysoce pevné superslitiny může vysoká rychlost kalení materiálu Inconel 718 způsobit problémy při obrábění a tváření. Doporučení zahrnují:

• Použití tuhých sestav minimalizujících vibrace
• Používejte vysokotlakou/objemovou chladicí kapalinu
• Optimalizace rychlosti posuvu, hloubky řezu
• Použijte karbidové destičky s povlakem TiAlN
• Faktor 15% nižší rychlosti než u oceli
• Povolení obrábění při zvýšené teplotě

Tato opatření pomáhají dosáhnout očekávané životnosti nástroje a kvality povrchu při minimalizaci zbytkových napětí.

Výhody

• Vysoký poměr pevnosti a hmotnosti
• Zachovává si tahové/únavové vlastnosti i po dlouhodobém používání až do 700 °C.
• Vynikající odolnost proti korozi v různých prostředích
• Přizpůsobitelné profily pevnosti/tvrdosti pomocí tepelného zpracování
• Vynikající zpracovatelnost ve srovnání s třídami pro srážkové kalení

Omezení

• Pro optimální mechanické vlastnosti je nutné kalení ve stáří
• Relativně obtížná obrobitelnost ve srovnání se srovnatelnými slitinami niklu
• Vyšší náklady na materiál než u ocelí omezují použití pro aplikace, které jsou nákladově náročné.

Souhrn

Inconel 718 je vysoce výkonná slitina niklu a chromu určená pro extrémní prostředí do 700 °C, která kombinuje vysokou pevnost, houževnatost, vyrobitelnost a odolnost proti korozi. Letecké aplikace využívají schopnost odolávat únavě, tečení a praskání při dlouhodobém cyklickém namáhání. Zařízení pro těžbu ropy a plynu využívají vynikající odolnost proti oxidaci spolu s vysokým poměrem pevnosti a hmotnosti. Přední světoví dodavatelé poskytují certifikované Materiál Inconel 718 včetně tyčí, desek, plechů, výkovků a spojovacích prvků. Přizpůsobení požadavkům aplikace a protokolům tepelného zpracování na míru umožňuje vyvážit požadovanou tvrdost, tažnost a funkčnost.

Nejčastější dotazy

K čemu se Inconel 718 používá?

Inconel 718 se díky svým vysokým teplotám hojně používá v leteckých motorech (lopatky, skříně, spojovací materiál atd.), zařízeních pro těžbu zemního plynu a petrochemii (ventily, hlavice vrtů, nástroje pro hlubinné vrty), dílech pro jaderné/chemické zpracování, turbodmychadlech a výměnících tepla.

V jakých průmyslových odvětvích se Inconel 718 používá?

Mezi klíčová průmyslová odvětví patří letecký průmysl, těžba a zpracování ropy/plynu, elektrárny, chemické zpracování, zařízení pro kontrolu znečištění a přeplňované automobilové/námořní aplikace.

Je Inconel 718 svařitelný?

Ano, Inconel 718 vykazuje vynikající svařitelnost pomocí přídavného drátu ERNiCrFe-7 po úpravě roztokem díky optimalizovanému složení a kontrole inkluze. Předehřev snižuje citlivost na trhliny.

Jaký je rozdíl mezi Inconelem 600, 625 a 718?

Inconel 600 je zpevněn pevným roztokem, 625 je zpevněn molybdenem, zatímco 718 je srážecím zpevněním. Inconel 718 poskytuje nejvyšší pevnost ze všech tří, ale vyžaduje ošetření stárnutím.

Jaká je tvrdost žíhaného Inconelu 718?

Tvrdost žíhaného Inconelu 718 podle Brinella je 217-255. Špičkové stárnutí může dosáhnout 422-472 BHN. Úrovně tvrdosti pomáhají měřit správné tepelné zpracování.

Potřebuje Inconel 718 tepelné zpracování?

Ano, pro dosažení plných mechanických vlastností zahrnuje standardní tepelné zpracování žíhání v roztoku a následné dvoustupňové kalení. Po žíhání se zvyšuje zpracovatelnost.

Jaká je cena za kg Inconelu 718?

Ceny volně loženého Inconelu 718 se pohybují mezi $18-22/kg pro základní certifikaci válcovny a $30-50/kg pro plně certifikovaný materiál letecké kvality v závislosti na cenách niklu a regionální poptávce.

znát více procesů 3D tisku

Additional FAQs about Inconel 718 Material (5)

1) What thermal exposure limits should I use for Inconel 718 in service?

• For long-term service, limit to ≤650–700°C to preserve γ″ strengthening; above ~700–720°C, γ″ coarsens and δ phase can form, reducing strength and ductility.

2) Which heat treatment schedule is best for thick sections vs thin sections?

• Thick sections: Standard solution at 980°C/1 h, air cool, age 720°C/8 h + furnace cool to 620°C/8 h. Thin sections or AM parts may benefit from 955–965°C solution to control grain growth before the two-step age. Verify per AMS 5662/5663/5664 product form.

3) How does Inconel 718 perform in hydrogen or sour (H2S) environments?

• 718 shows good resistance to hydrogen embrittlement compared with many high-strength steels, but SSC risk in sour service depends on microstructure and hardness. Follow NACE MR0175/ISO 15156 limits; avoid over-aging that raises δ content; keep hardness ≤ 40 HRC when applicable.

4) Is Inconel 718 suitable for additive manufacturing (SLM/EBM), and are properties comparable to wrought?

• Yes. With optimized parameters plus HIP and AMS-compliant aging, AM 718 achieves >99.9% density and tensile/fatigue properties near wrought. Powder oxygen control and post-HIP/age cycles are critical for fatigue and LCF.

5) What machining strategies improve tool life on Inconel 718?

• Use rigid setups, high-pressure through-tool coolant (≥70 bar), sharp, honed TiAlN/TiSiN-coated carbide or ceramic for roughing, moderate SFM (20–45 m/min carbide), higher feed per tooth to minimize rubbing, and trochoidal paths to manage heat.

2025 Industry Trends for Inconel 718

• Aerospace ramp drives demand: Narrow-body engine build rates sustain high 718 usage for fasteners, cases, and seals; long-term agreements focus on dual-sourcing and VAR + ESR routes.
• AM qualification matures: More airworthy AM 718 brackets and mounts are qualified with standardized HIP + aging cycles; data packages align with ASTM F3301 and AMS 7000-series.
• Cost stabilization: Nickel price volatility moderates vs. 2024 peaks; mills report improved lead times on bar/forging stock with capacity debottlenecking.
• High-conductivity heat treatment R&D: Modified aging to balance strength with better thermal conductivity and LCF for hot structures under mixed duty cycles.
• Sustainability disclosures: EPDs and Scope 3 reporting include powder reuse metrics for AM 718; buy-to-fly reductions highlighted in aerospace RFQs.

2025 snapshot: Inconel 718 material metrics and market

Metrický	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical wrought bar lead time (weeks)	12–20	16–28	12–18	Producer order books
Aircraft-quality bar price (USD/kg)	30–48	32–52	30–50	Distributor quotes; nickel surcharges
AM powder price (USD/kg, 15–45 µm)	150–240	160–230	155–215	Powder suppliers’ catalogs
As-built + HIP tensile (UTS, MPa, AM 718)	1250–1400	1300–1450	1320–1460	OEM datasheets, ASTM F42 reports
Share of AM 718 in aero brackets (%)	~8	~11	~14	Industry disclosures/AMUG
Scrap reduction via part consolidation (%)	20-40	25–45	30–50	Case studies, OEM LCA data

Odkazy:

• ASTM/ISO AM standards: https://www.astm.org, https://www.iso.org
• SAE/AMS specifications (AMS 5662/5663/5664, AMS 5383, AMS 7000-series): https://www.sae.org
• GE Additive, EOS, Carpenter Additive technical notes: https://www.ge.com/additive, https://www.eos.info, https://www.carpenteradditive.com
• LME nickel pricing context: https://www.lme.com

Latest Research Cases

Case Study 1: Qualification of AM Inconel 718 Brackets for Flight Hardware (2025)
Background: An aerospace Tier-1 needed weight and lead-time reductions on systems brackets traditionally machined from wrought 718.
Solution: SLM-built 718 with closed-loop in-situ monitoring, followed by HIP (1180°C/4 h, Argon, 100–150 MPa) and AMS 5662 aging. Comprehensive coupon testing (tensile, LCF/HCF, fracture toughness) per ASTM F3301.
Results: 17% mass reduction via lattice insert; UTS 1390–1440 MPa, YS 1220–1280 MPa; HCF life +20% vs baseline after HIP; first-pass yield 96%; approved for serial production on two platforms.
Source: OEM conference proceedings and supplier app notes.

Case Study 2: Sour Service Valve Trim Using ESR 718 (2024)
Background: Downhole tools in H2S environments required improved SSC resistance without sacrificing strength.
Solution: Employed ESR 718 with controlled δ phase via optimized aging, hardness ≤ 38 HRC, and surface compressive residual stress induction by controlled shot peening. NACE MR0175 qualification testing executed.
Results: Passed SSC tests at specified partial pressure; field failure rate reduced by 60% over 12 months; maintenance interval extended by 9 months.
Source: Operator materials bulletin and third-party lab reports.

Názory odborníků

• Dr. Hamish L. Fraser, Professor, The Ohio State University
  Key viewpoint: “Inconel 718’s robustness stems from γ″ strengthening, but careful control of δ phase during thermal exposure is pivotal for maintaining both creep and ductility in thick sections.”
  Source: Academic publications and talks on Ni-base superalloys: https://mse.osu.edu
• Dr. Laura Ely, SVP Technology, 3D Systems
  Key viewpoint: “For AM 718, powder oxygen and HIP discipline are the levers for fatigue-critical service. Repeatable properties demand documented powder lifecycle control and validated heat treatments.”
  Source: OEM technical notes and conference presentations: https://www.3dsystems.com
• Michael Pepi, Senior Metallurgist, ATI Specialty Materials
  Key viewpoint: “VAR + ESR routes reduce inclusion populations and segregation, improving machinability and fatigue performance for rotating hardware relative to single-melt material.”
  Source: Producer datasheets and metallurgy briefs: https://www.atimaterials.com

Practical Tools and Resources

• Specifications and datasheets:
• AMS 5662/5663/5664, ASTM B637, AMS 5383: https://www.sae.org, https://www.astm.org
• Special Metals Alloy 718 datasheet: https://www.specialmetals.com
• Haynes/ATI technical data: https://www.haynesintl.com, https://www.atimaterials.com
• AM-focused:
• ASTM F3301 (metal PBF qualification), F3055 (IN718 for AM), ISO/ASTM 52907 (powder): https://www.astm.org
• NIST AM materials resources: https://www.nist.gov
• Corrosion/sour service:
• NACE MR0175/ISO 15156 (AMPP): https://www.ampp.org
• Design and machining:
• Sandvik Coromant and Kennametal guides for machining Ni superalloys: https://www.sandvik.coromant.com, https://www.kennametal.com
• Market/price context:
• LME nickel: https://www.lme.com
• Metal distributors (lead times/pricing): reputable catalogs (e.g., https://www.alro.com, https://www.twmetals.com)

Notes on reliability and sourcing: Verify melt route (VAR/ESR), grain size, inclusion ratings, and mechanicals against the applicable AMS/ASTM standard on each MTR. For AM, enforce powder O/N/H limits, reuse controls, HIP and aging recipes, and statistically based coupon sampling aligned to end-use criticality.

Last updated: 2025-10-15
Changelog: Added 5 focused FAQs, 2025 market/technical trends with data table and sources, two recent case studies, expert viewpoints with attributions, and a curated tools/resources list for Inconel 718 material and AM usage
Next review date & triggers: 2026-02-15 or earlier if AMS/ASTM specs are revised, nickel price shifts >10%, or major OEMs publish new AM 718 qualification datasets