Inconel 718 Werkstoff

Werkstoff Inconel 718 ist eine Superlegierung auf Nickel-Chrom-Basis, die sich durch hohe Festigkeit in extremen Umgebungen auszeichnet, einschließlich längerer Einwirkung kryogener Temperaturen sowie oxidierender oder korrosiver Bedingungen bei erhöhten Temperaturen von bis zu 700 °C. In diesem Artikel werden die Zusammensetzung, die Eigenschaften, die Wärmebehandlung, die Spezifikationen, die Produktformen, die Anwendungen und die weltweiten Lieferanten dieser Hochleistungslegierung ausführlich beschrieben.

Zusammensetzung des Werkstoffs Inconel 718

Inconel 718 ist eine ausscheidungshärtbare Nickelbasislegierung, die mehrere wichtige Zusätze enthält:

Inconel 718 Legierung Zusammensetzung

Element	Gewicht %	Zweck
Nickel (Ni)	50-55%	Wichtigstes Element für die Korrosionsbeständigkeit
Chrom (Cr)	17-21%	Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
Eisen (Fe)	Bilanz	Kostensenkung, Zugfestigkeit
Niobium (Nb)	4.75-5.5%	Primäres Härtungselement, bildet γ"-Ausscheidungen
Molybdän (Mo)	2.8-3.3%	Stärkung der festen Lösung
Titan (Ti)	0.65-1.15%	Bildet Carbonitride für die Getreidekontrolle
Aluminium (Al)	0.2-0.8%	Trägt zur γ"-Ausscheidungshärtung bei

Die Kombination aus Nickel, Chrom, Niob und Molybdän ermöglicht im Vergleich zu anderen nichtrostenden Legierungen hervorragende Zug-, Ermüdungs- und Zeitstandseigenschaften, während die ausgewogene Chemie für eine hervorragende Verarbeitbarkeit und Schweißbarkeit sorgt.

Werkstoff Inconel 718 Eigenschaften

Das Lösungsglühen und die Alterungsbehandlung ermöglichen die Anpassung der Eigenschaften und der Leistung an die jeweiligen Anwendungsanforderungen.

Inconel 718 Materialeigenschaften

Zustand	Streckgrenze	Zugfestigkeit	Dehnung
Lösungsgeglüht	≥ 758 MPa	≥ 1034 MPa	≥ 12%
Höchstalter	≥ 1310 MPa	≥ 1460 MPa	≥ 6%

Weitere wichtige Eigenschaften bei Raumtemperatur sind:

• Ausgezeichnete Ermüdung und hervorragende Kerbschlagzähigkeit
• Hohe Bruchzähigkeit und Schlagzähigkeit
• Gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
• Überdurchschnittliche thermische Eigenschaften im Vergleich zu alternativen Legierungen
• Niedrigere Kosten als Inconel 625 oder Waspaloy

Die ausgewogene Chemie bietet eine seltene Kombination aus Verarbeitbarkeit, mechanischer Leistung und Kosteneffizienz.

Werkstoff Inconel 718 Anwendungen

Die Nickel-Eisen-Matrix verleiht Inconel 718 eine ungewöhnliche Mischung von Eigenschaften, die den Einsatz bei kryogenen Temperaturen bis zu 700°C in extremen Umgebungen ermöglicht.

Branchen und Anwendungen

Industrie	Typische Anwendungen
Luft- und Raumfahrt	Motorkomponenten - Schaufeln, Gehäuse, Befestigungselemente, Dichtungen, Düsen, Abstandshalter
Öl und Gas	Bohrlochwerkzeuge, Ventile, Bohrlochkopfteile, Durchflussleitungen, Instrumentierung
Stromerzeugung	Kohlevergasung, Kernkraftwerke und Chemieanlagen
Automobilindustrie	Turbolader-Rotoren, Auspuffkrümmer, Ventile
Chemische Verarbeitung	Wärmetauscher, Reaktionsbehälter, Pumpen

Die hohe Festigkeit der Legierung wird zur Gewichtsreduzierung geschätzt, während die Korrosions-/Oxidationsbeständigkeit hohe Temperaturen und Drücke in kritischen Geräten und Werkzeugen aushält. Hervorragende Ermüdungs- und Zeitstandfestigkeit ermöglichen dynamisch beanspruchte Teile.

Produkt Formulare

• Stangenware
• Platte
• Blatt
• Befestigungselemente
• Feinguss
• Stranggepresste Formen
• Schläuche
• Schweißdraht

Diese bieten die Flexibilität, Bauteile mit optimaler Form, Festigkeit und Funktionalität herzustellen.

Wärmebehandlung

Lösungsglühen erhitzt die Legierung über die Solvustemperatur und löst γ"-Ausscheidungen auf, wodurch Versetzungsbewegungen und Rekristallisationen zur Verbesserung der Verformbarkeit ermöglicht werden. Anschließend erfolgt eine schnelle Abkühlung auf Raumtemperatur, um die Duktilität und Weichheit zu erhalten.

Parameter	Wert
Zustand	Glühen der Lösung
Temperatur	950-980°C
Dauer	1 Stunde
Methode der Kühlung	Luft kühl oder schneller

Bei der anschließenden Aushärtung entstehen sehr feine γ"-Ausscheidungen, die die Korngrenzen verstärken. Eine typische zweistufige Aushärtung führt zu optimalen Eigenschaften:

Schritt	Temperatur	Dauer
Alter - 1	720°C	8 Stunden
Alter - 2	620°C	8 Stunden
Methode der Kühlung	Luftkühlung

Die Lösungsbehandlung löst die Ausscheidungen auf, während die Aushärtung die Festigkeits- und Härtewerte wiederherstellt.

Werkstoff Inconel 718 Normen

Die Zusammensetzung, Produktformen und Eigenschaften der Nickellegierung 718 sind weltweit standardisiert:

Standard	Titel
AMS 5662	Nickel-Legierung, korrosions- und hitzebeständig, Stangen, Schmiedestücke und Ringe
ASTM B637	Standard-Spezifikation für ausscheidungshärtende Stäbe, Schmiedestücke und Schmiedestücke aus Nickellegierungen für den Hochtemperaturbereich
ISO 6207	Nickel-Knetlegierungen - Chemische Zusammensetzung von Nickellegierungen Nummer 718 (Ni-Fe-Cr-Nb-Mo)

Diese umfassen chemische Grenzwerte für elementare Bestandteile, Mindestwerte für Zugfestigkeit und Streckgrenze, Härtebereiche und Korngröße in lösungsgeglühten und aushärtbaren Zuständen für Kneterzeugnisse wie Stangen, Platten, Bleche und Schmiedestücke.

Werkstoff Inconel 718 Anbieter

Inconel 718 ist eine weit verbreitete Hochleistungslegierung für die Luft- und Raumfahrt und wird von allen führenden Herstellern von Nickellegierungen produziert:

Unternehmen	Markennamen	Produkt Formulare
ATI	ATI 718	Stange, Knüppel, Verbindungselemente
Zimmerer-Technologien	Benutzerdefiniertes Alter 718	Stangen, Draht, Rohre
Haynes International	Haynes 718	Blatt, Platte
Besondere Metalle	U718	Fittings, Flansche, Ringe
PCC-Schmiedeprodukte	PCC 718	Ringe, Blisks

Lieferanten bieten zertifizierte Inconel 718-Materialprüfberichte, die die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften und die Übereinstimmung mit der Mikrostruktur bestätigen. Export-/Importdaten bestätigen die Beschaffung aus renommierten globalen Werken.

Kostenanalyse

Die Preise für die Nickellegierung 718 schwanken je nach den Preisen auf dem Nickelmarkt und der regionalen Nachfrage und dem Angebot. Bulk Rabatt Stufen auf 10+ metrische Tonnen können durchschnittlich:

• Mühlenzertifikat 3.2 Material: $18-22/kg
• NADCAP-zertifizierte Stäbe: $30-50/kg

Im Vergleich zu nichtrostenden Stählen ist Inconel 718 im Durchschnitt 5-10 mal teurer, bietet aber extreme Temperatur- und Druckeigenschaften, die von austenitischen oder martensitischen Güten nicht erreicht werden.

Bearbeitung von Inconel 718

Trotz der für eine hochfeste Superlegierung guten Verarbeitbarkeit kann die hohe Kaltverfestigung von Inconel 718 zu Problemen bei der Bearbeitung und Umformung führen. Empfehlungen umfassen:

• Einsatz von starren Aufbauten zur Minimierung von Vibrationen
• Kühlmittel mit hohem Druck/Volumen verwenden
• Vorschubgeschwindigkeiten und Schnitttiefen optimieren
• TiAlN-beschichtete Hartmetalleinsätze verwenden
• Faktor 15% niedrigere Geschwindigkeiten als Stahl
• Ermöglicht die Bearbeitung bei erhöhten Temperaturen

Diese Maßnahmen tragen dazu bei, die erwarteten Werkzeugstandzeiten und Oberflächengüten zu erreichen und gleichzeitig die Eigenspannungen zu minimieren.

Vorteile

• Hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht
• Behält seine Zug-/Ermüdungseigenschaften auch nach längerem Gebrauch bei bis zu 700°C bei
• Hervorragende Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen Umgebungen
• Individuell anpassbare Festigkeits-/Härteprofile durch Wärmebehandlung
• Ausgezeichnete Verarbeitbarkeit im Vergleich zu ausscheidungshärtenden Sorten

Beschränkungen

• Erfordert Aushärtung für optimale mechanische Eigenschaften
• Relativ schwierige Bearbeitbarkeit gegenüber vergleichbaren Nickellegierungen
• Höhere Materialkosten als bei Stählen begrenzen den Einsatz für kostenorientierte Anwendungen

Zusammenfassung

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Inconel 718 eine hochleistungsfähige, ausscheidungshärtende Nickel-Chrom-Legierung ist, die für extreme Umgebungen bis zu 700 °C entwickelt wurde und hohe Festigkeit, Zähigkeit, Verarbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit vereint. Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt nutzen die Fähigkeit, Ermüdung, Kriechen und Rissbildung bei lang anhaltenden zyklischen Belastungen zu widerstehen. Öl- und Gasausrüstungen nutzen die hervorragende Oxidationsbeständigkeit bei gleichzeitig hohem Festigkeits-Gewichts-Verhältnis. Führende globale Anbieter bieten zertifizierte Werkstoff Inconel 718 einschließlich Stangen, Platten, Bleche, Schmiedestücke und Verbindungselemente. Die Abstimmung der Anwendungsanforderungen auf maßgeschneiderte Wärmebehandlungsprotokolle ermöglicht ein ausgewogenes Verhältnis von gewünschter Härte, Duktilität und Funktionalität.

FAQs

Wofür wird Inconel 718 verwendet?

Inconel 718 wird aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit häufig in Triebwerken für die Luft- und Raumfahrt (Schaufeln, Gehäuse, Befestigungselemente usw.), in Ausrüstungen für die Erdgas- und Petrochemie (Ventile, Bohrlochköpfe, Bohrlochwerkzeuge), in Teilen für die nukleare und chemische Verarbeitung, in Turboladern und Wärmetauschern verwendet.

Welche Branchen verwenden Inconel 718?

Zu den Schlüsselindustrien gehören die Luft- und Raumfahrt, die Öl-/Gasförderung und -verarbeitung, Kraftwerke, die chemische Verarbeitung, Anlagen zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung und Anwendungen mit Turbolader im Automobil- und Schiffsbau.

Ist Inconel 718 schweißbar?

Ja, Inconel 718 lässt sich mit ERNiCrFe-7-Zusatzdraht nach der Lösungsbehandlung aufgrund seiner optimierten Zusammensetzung und Einschlusskontrolle hervorragend schweißen. Das Vorwärmen senkt die Rissempfindlichkeit.

Was ist der Unterschied zwischen Inconel 600, 625 und 718?

Inconel 600 ist mischkristallverfestigt, 625 wird durch Molybdän gehärtet und 718 ist eine ausscheidungshärtende Legierung. Inconel 718 bietet die höchste Festigkeit der drei, erfordert aber eine Alterungsbehandlung.

Wie hoch ist die Härte von geglühtem Inconel 718?

Die Brinell-Härte von geglühtem Inconel 718 beträgt 217-255. Die Spitzenhärte kann 422-472 BHN erreichen. Die Härtewerte helfen bei der Beurteilung der richtigen Wärmebehandlung.

Braucht Inconel 718 eine Wärmebehandlung?

Ja, um die vollen mechanischen Eigenschaften zu erreichen, umfasst die Standard-Wärmebehandlung ein Lösungsglühen, gefolgt von einem zweistufigen Alterungshärtungsprozess. Die Verarbeitbarkeit wird nach dem Glühen verbessert.

Wie hoch ist der Preis pro kg Inconel 718?

Die Preise für Inconel 718 in loser Schüttung schwanken zwischen $18-22/kg für einfache Werkszertifizierung und $30-50/kg für voll zertifiziertes Material in Flugzeugqualität, je nach Nickelpreisen und regionaler Nachfrage.

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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

Metrisch	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

Referenzen:

• 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.

Expertenmeinungen

• 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