Inconel 718 Matériau

Matériau inconel 718 est un superalliage à base de nickel et de chrome qui présente une résistance élevée dans des environnements extrêmes, y compris une exposition prolongée à des températures cryogéniques ainsi qu'à des conditions oxydantes ou corrosives à des températures élevées allant jusqu'à 700°C. Cet article détaille la composition, les propriétés, le traitement thermique, les spécifications, les formes de produits, les applications et les fournisseurs mondiaux de cet alliage à haute performance.

Composition du matériau inconel 718

L'Inconel 718 est un alliage à base de nickel durcissable par précipitation qui contient plusieurs éléments clés :

Composition de l'alliage Inconel 718

Élément	Poids %	Objectif
Nickel (Ni)	50-55%	Principal élément assurant la résistance à la corrosion
Chrome (Cr)	17-21%	Résistance à l'oxydation et à la corrosion
Fer (Fe)	Équilibre	Réduction des coûts, résistance à la traction
Niobium (Nb)	4.75-5.5%	Élément de durcissement primaire, forme des précipités γ
Molybdène (Mo)	2.8-3.3%	Renforcement de la solution solide
Titane (Ti)	0.65-1.15%	Forme des carbonitrures pour le contrôle des grains
Aluminium (Al)	0.2-0.8%	Contribue au durcissement par précipitation γ".

La combinaison de nickel, de chrome, de niobium et de molybdène permet d'obtenir des propriétés de résistance à la traction, à la fatigue et à la rupture par fluage supérieures à celles des autres alliages inoxydables, tandis que la chimie équilibrée confère une fabricabilité et une soudabilité exceptionnelles.

Matériau inconel 718 Propriétés

Le recuit de mise en solution et le traitement de vieillissement permettent d'adapter les propriétés et les performances en fonction des exigences de l'application.

Propriétés du matériau Inconel 718

Condition	Limite d'élasticité	Résistance à la traction	Élongation
Recuit de mise en solution	≥ 758 MPa	≥ 1034 MPa	≥ 12%
Pic vieilli	≥ 1310 MPa	≥ 1460 MPa	≥ 6%

Les autres caractéristiques principales à température ambiante sont les suivantes

• Excellente résistance à la fatigue et à l'entaille
• Ténacité à la rupture et résistance aux chocs élevées
• Bonne résistance à l'oxydation et à la corrosion
• Propriétés thermiques supérieures à la moyenne par rapport aux autres alliages
• Coût inférieur à celui de l'Inconel 625 ou du Waspaloy

La chimie équilibrée offre une combinaison rare de fabricabilité, de performance mécanique et de rentabilité.

Matériau inconel 718 Applications

La matrice nickel/fer confère à l'Inconel 718 un mélange inhabituel de propriétés permettant une utilisation à des températures cryogéniques allant jusqu'à 700°C dans des environnements extrêmes.

Industries et applications

L'industrie	Applications typiques
Aérospatiale	Composants du moteur - lames, carters, fixations, joints, buses, entretoises
Pétrole et gaz	Outils de fond de puits, vannes, pièces de tête de puits, conduites d'écoulement, instrumentation
Production d'électricité	Gazéification du charbon, usines nucléaires et chimiques
Automobile	Rotors de turbocompresseurs, collecteurs d'échappement, soupapes
Traitement chimique	Échangeurs de chaleur, cuves de réaction, pompes

La haute résistance de l'alliage est appréciée pour la réduction du poids, tandis que la résistance à la corrosion et à l'oxydation permet de faire face aux températures et aux pressions élevées des équipements et des outils critiques. L'excellente résistance à la fatigue et à la rupture par fluage permet d'obtenir des pièces soumises à des contraintes dynamiques.

Formulaires de produits

• Stock de barres
• Assiette
• Feuille
• Fixations
• Moulages à la cire perdue
• Formes extrudées
• Tubes
• Fil de soudure

Ils permettent de fabriquer des composants de forme, de résistance et de fonctionnalité optimales.

Traitement thermique

Recuit en solution chauffe l'alliage au-dessus de la température de solvabilité en dissolvant les précipités γ", ce qui permet le déplacement des dislocations et la recristallisation pour améliorer la formabilité. Il est suivi d'un refroidissement rapide à température ambiante pour conserver la ductilité et la souplesse de l'alliage.

Paramètres	Valeur
Condition	Recuit en solution
Température	950-980°C
La durée	1 heure
Méthode de refroidissement	Air froid ou plus rapide

Le durcissement par vieillissement produit ensuite des précipités γ" très fins qui renforcent les joints de grains. Un vieillissement typique en deux étapes permet d'obtenir des propriétés optimales :

Étape	Température	La durée
Âge - 1	720°C	8 heures
Age - 2	620°C	8 heures
Méthode de refroidissement	Refroidissement par air

Le traitement en solution dissout les précipités tandis que le durcissement par vieillissement rétablit les valeurs de résistance et de dureté.

Matériau inconel 718 Normes

La composition, les formes et les propriétés de l'alliage de nickel 718 sont normalisées à l'échelle mondiale :

Standard	Titre
AMS 5662	Alliages de nickel, résistant à la corrosion et à la chaleur, barres, pièces forgées et bagues
ASTM B637	Spécification standard pour les barres, les pièces forgées et les pièces de forge en alliage de nickel durcissant par précipitation et destinées à être utilisées à haute température
ISO 6207	Alliages de nickel corroyés - Composition chimique des alliages de nickel Numéro 718 (Ni-Fe-Cr-Nb-Mo)

Elles couvrent les limites chimiques pour les constituants élémentaires, les valeurs minimales de résistance à la traction et de limite d'élasticité, les plages de dureté et la taille des grains dans des conditions de recuit de mise en solution et de durcissement par vieillissement pour les formes de produits corroyés, y compris les barres, les plaques, les tôles et les pièces forgées.

Matériau inconel 718 Fournisseurs

Alliage de haute performance largement utilisé dans l'aérospatiale, l'Inconel 718 est fabriqué par tous les principaux producteurs d'alliages de nickel :

Entreprise	Marques	Formulaires de produits
ATI	ATI 718	Barre, billettes, fixations
Technologies Carpenter	Âge personnalisé 718	Barres, fils, tubes
Haynes International	Haynes 718	Feuille, plaque
Métaux spéciaux	U718	Raccords, brides, bagues
Produits forgés PCC	PCC 718	Anneaux, blisks

Les fournisseurs proposent des rapports d'essais certifiés sur les matériaux Inconel 718 confirmant la conformité de la chimie, des propriétés mécaniques et de la microstructure. Les données d'exportation/importation valident l'approvisionnement auprès d'usines réputées dans le monde entier.

Analyse des coûts

Le prix de l'alliage de nickel 718 fluctue en fonction des prix du marché du nickel et de l'offre et de la demande régionales. Les remises en gros sur 10 tonnes métriques et plus peuvent être moyennes :

• Mill cert 3.2 matériau : $18-22/kg
• Barres certifiées NADCAP : $30-50/kg

Comparé aux aciers inoxydables, l'Inconel 718 est en moyenne 5 à 10 fois plus cher, mais il offre des capacités de température et de pression extrêmes qui dépassent celles des nuances austénitiques ou martensitiques.

Usinage de l'Inconel 718

Malgré une bonne fabricabilité pour un superalliage à haute résistance, le taux d'écrouissage élevé de l'Inconel 718 peut poser des problèmes lors de l'usinage et du formage. Les recommandations sont les suivantes :

• Utiliser des installations rigides minimisant les vibrations
• Utiliser un liquide de refroidissement à haute pression/volume positif
• Optimiser les vitesses d'avance et les profondeurs de coupe
• Appliquer des plaquettes en carbure revêtues de TiAlN
• Facteur 15% vitesses inférieures à celles de l'acier
• Permettre l'usinage à température élevée

Ces mesures permettent d'atteindre la durée de vie de l'outil et les états de surface escomptés tout en minimisant les contraintes résiduelles.

Avantages

• Rapport résistance/poids élevé
• Conserve ses propriétés de traction/fatigue après une utilisation prolongée jusqu'à 700°C
• Résistance exceptionnelle à la corrosion dans divers environnements
• Profils de résistance/dureté personnalisables par traitement thermique
• Excellente fabricabilité par rapport aux grades à durcissement par précipitation

Limites

• Nécessite un durcissement par vieillissement pour des propriétés mécaniques optimales
• Usinage relativement difficile par rapport aux alliages de nickel comparables
• Le coût plus élevé des matériaux par rapport aux aciers limite l'utilisation de ces produits dans les applications où les coûts sont déterminés

Résumé

En résumé, l'Inconel 718 est un alliage nickel-chrome à haute performance durcissant par précipitation, conçu pour des environnements extrêmes allant jusqu'à 700°C et combinant une grande solidité, une grande ténacité, une grande fabricabilité et une grande résistance à la corrosion. Les applications aérospatiales exploitent sa capacité à résister à la fatigue, au fluage et à la fissuration sous l'effet de contraintes cycliques prolongées. Les équipements pétroliers et gaziers utilisent une excellente résistance à l'oxydation ainsi qu'un rapport résistance/poids élevé. Les principaux fournisseurs mondiaux proposent des produits certifiés Matériau Inconel 718 y compris les barres, les plaques, les tôles, les pièces forgées et les fixations. L'adéquation entre les exigences des applications et les protocoles de traitement thermique personnalisés permet d'équilibrer la dureté, la ductilité et la fonctionnalité souhaitées.

FAQ

À quoi sert l'Inconel 718 ?

L'inconel 718 est largement utilisé dans les moteurs aérospatiaux (pales, boîtiers, fixations, etc.), les équipements pour le gaz naturel et la pétrochimie (vannes, têtes de puits, outils de forage), les pièces pour le traitement nucléaire et chimique, les turbocompresseurs et les échangeurs de chaleur en raison de sa capacité à résister à des températures élevées.

Quelles sont les industries qui utilisent l'Inconel 718 ?

Les principales industries sont l'aérospatiale, l'extraction et le traitement du pétrole et du gaz, les centrales électriques, le traitement chimique, les équipements de contrôle de la pollution et les applications automobiles et marines à turbocompresseur.

L'Inconel 718 est-il soudable ?

Oui, l'Inconel 718 présente une excellente soudabilité avec le fil d'apport ERNiCrFe-7 après traitement en solution, en raison de sa composition optimisée et du contrôle des inclusions. Le préchauffage réduit la sensibilité aux fissures.

Quelle est la différence entre l'Inconel 600, 625 et 718 ?

L'Inconel 600 est renforcé par mise en solution solide, le 625 est durci par le molybdène et le 718 est un alliage durci par précipitation. L'inconel 718 offre la plus grande résistance des trois, mais nécessite un traitement de vieillissement.

Quelle est la dureté de l'Inconel 718 recuit ?

La dureté Brinell de l'Inconel 718 recuit est de 217-255. Le vieillissement maximal peut atteindre 422-472 BHN. Les niveaux de dureté permettent d'évaluer le traitement thermique approprié.

L'Inconel 718 nécessite-t-il un traitement thermique ?

Oui, pour obtenir toutes les propriétés mécaniques, le traitement thermique standard implique un recuit de mise en solution suivi d'un processus de durcissement par vieillissement en deux étapes. L'ouvrabilité est améliorée après le recuit.

Quel est le prix du kg d'Inconel 718 ?

Le prix de l'Inconel 718 en vrac fluctue entre $18-22/kg pour la certification de base de l'usine et $30-50/kg pour le matériau entièrement certifié de qualité aéronautique, en fonction des prix du nickel et de la demande régionale.

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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

Métrique	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

References:

• 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.

Avis d'experts

• 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