Materiał Inconel 718

Materiał inconel 718 to nadstop na bazie niklu i chromu, wykazujący wysoką wytrzymałość w ekstremalnych warunkach, w tym przy długotrwałej ekspozycji na temperatury kriogeniczne, a także warunki utleniające lub korozyjne w podwyższonych temperaturach do 700°C. Niniejszy artykuł zawiera szczegółowe informacje na temat składu, właściwości, obróbki cieplnej, specyfikacji, form produktów, zastosowań i globalnych dostawców tego wysokowydajnego stopu.

Skład materiału inconel 718

Inconel 718 to utwardzany wydzieleniowo stop na bazie niklu zawierający kilka kluczowych dodatków pierwiastkowych:

Skład stopu Inconel 718

Element	Waga %	Cel
Nikiel (Ni)	50-55%	Główny element zapewniający odporność na korozję
Chrom (Cr)	17-21%	Odporność na utlenianie i korozję
Żelazo (Fe)	Równowaga	Redukcja kosztów, wytrzymałość na rozciąganie
Niob (Nb)	4.75-5.5%	Pierwotny pierwiastek utwardzający, tworzy osady γ"
Molibden (Mo)	2.8-3.3%	Wzmocnienie roztworu stałego
Tytan (Ti)	0.65-1.15%	Tworzy węgloazotki do kontroli ziarna
Aluminium (Al)	0.2-0.8%	Przyczynia się do utwardzania wydzieleniowego γ"

Połączenie niklu, chromu, niobu i molibdenu zapewnia doskonałą wytrzymałość na rozciąganie, zmęczenie i pełzanie w porównaniu z innymi stopami nierdzewnymi, a zrównoważony skład chemiczny zapewnia wyjątkową podatność na obróbkę i spawalność.

Materiał inconel 718 Właściwości

Wyżarzanie w roztworze i obróbka starzeniowa umożliwiają dostosowanie właściwości i wydajności w oparciu o wymagania aplikacji.

Właściwości materiału Inconel 718

Stan	Wytrzymałość na rozciąganie	Wytrzymałość na rozciąganie	Wydłużenie
Wyżarzanie w roztworze	≥ 758 MPa	≥ 1034 MPa	≥ 12%
Szczyt wieku	≥ 1310 MPa	≥ 1460 MPa	≥ 6%

Inne kluczowe atrybuty w temperaturze pokojowej obejmują:

• Doskonała wytrzymałość zmęczeniowa i wyjątkowa wytrzymałość zmęczeniowa karbu
• Wysoka odporność na pękanie i uderzenia
• Dobra odporność na utlenianie i korozję
• Ponadprzeciętne właściwości termiczne w porównaniu z alternatywnymi stopami
• Niższy koszt niż Inconel 625 lub Waspaloy

Zrównoważony skład chemiczny zapewnia rzadkie połączenie podatności na obróbkę, wydajności mechanicznej i efektywności kosztowej.

Materiał inconel 718 Zastosowania

Osnowa niklowo-żelazowa sprawia, że Inconel 718 charakteryzuje się niezwykłą mieszanką właściwości umożliwiających stosowanie w ekstremalnych środowiskach w temperaturach kriogenicznych do 700°C.

Branże i zastosowania

Przemysł	Typowe zastosowania
Lotnictwo i kosmonautyka	Komponenty silnika - łopatki, obudowy, elementy złączne, uszczelki, dysze, elementy dystansowe
Ropa i gaz	Narzędzia wiertnicze, zawory, części głowicy odwiertu, linie przepływu, oprzyrządowanie
Wytwarzanie energii	Gazyfikacja węgla, elektrownie jądrowe i chemiczne
Motoryzacja	Wirniki turbosprężarek, kolektory wydechowe, zawory
Przetwarzanie chemiczne	Wymienniki ciepła, zbiorniki reakcyjne, pompy

Wysoka wytrzymałość stopu jest ceniona za redukcję masy, podczas gdy odporność na korozję/utlenianie radzi sobie z wysokimi temperaturami i ciśnieniami w krytycznym sprzęcie i oprzyrządowaniu. Doskonała wytrzymałość zmęczeniowa i wytrzymałość na pełzanie umożliwiają dynamiczne obciążanie części.

Formularze produktów

• Zapas prętów
• Płyta
• Arkusz
• Elementy złączne
• Odlewy inwestycyjne
• Wytłaczane kształty
• Rury
• Drut spawalniczy

Zapewniają one elastyczność produkcji komponentów o optymalnym kształcie, wytrzymałości i funkcjonalności.

Obróbka cieplna

Wyżarzanie w roztworze podgrzewa stop powyżej temperatury rozpuszczania, rozpuszczając wytrącenia γ", umożliwiając ruch dyslokacji i rekrystalizację w celu zwiększenia plastyczności. Następnie następuje szybkie schłodzenie do temperatury pokojowej w celu zachowania plastyczności i miękkości.

Parametr	Wartość
Stan	Wyżarzanie w roztworze
Temperatura	950-980°C
Czas trwania	1 godzina
Metoda chłodzenia	Chłodne lub szybsze powietrze

Hartowanie starzeniowe wytwarza następnie bardzo drobne wytrącenia γ" wzmacniające granice ziaren. Typowe starzenie dwuetapowe generuje optymalne właściwości:

Krok	Temperatura	Czas trwania
Wiek - 1	720°C	8 godzin
Wiek - 2	620°C	8 godzin
Metoda chłodzenia	Chłodzenie powietrzem

Obróbka w roztworze rozpuszcza osady, podczas gdy utwardzanie starzeniowe przywraca wartości wytrzymałości i twardości.

Materiał inconel 718 Standardy

Skład, formy i właściwości stopu niklu 718 są znormalizowane na całym świecie:

Standard	Tytuł
AMS 5662	Stop niklu, odporny na korozję i wysoką temperaturę, pręty, odkuwki i pierścienie
ASTM B637	Standardowa specyfikacja dla utwardzanych wydzieleniowo prętów ze stopów niklu, odkuwek i materiałów kutych do pracy w wysokich temperaturach
ISO 6207	Kute stopy niklu - Skład chemiczny stopów niklu numer 718 (Ni-Fe-Cr-Nb-Mo)

Obejmują one limity chemiczne dla składników elementarnych, minimalne wartości wytrzymałości na rozciąganie i granicy plastyczności, zakresy twardości i wielkość ziarna w wyżarzaniu roztworowym i utwardzaniu wydzieleniowym dla form wyrobów kutych, w tym prętów, płyt, blach i odkuwek.

Materiał inconel 718 Dostawcy

Jako powszechnie stosowany wysokowydajny stop lotniczy, Inconel 718 jest produkowany przez wszystkich wiodących producentów stopów niklu:

Firma	Nazwy marek	Formularze produktów
ATI	ATI 718	Pręt, kęs, elementy złączne
Carpenter Technologies	Niestandardowy wiek 718	Pręt, drut, rurka
Haynes International	Haynes 718	Arkusz, płyta
Metale specjalne	U718	Złączki, kołnierze, pierścienie
Produkty kute PCC	PCC 718	Pierścienie, krążki

Dostawcy oferują certyfikowane raporty z badań materiału Inconel 718 potwierdzające skład chemiczny, właściwości mechaniczne i zgodność mikrostruktury. Dane eksportowe/importowe potwierdzają pochodzenie z renomowanych światowych hut.

Analiza kosztów

Ceny stopu niklu 718 zmieniają się w zależności od cen rynkowych niklu i regionalnego popytu i podaży. Poziomy rabatów hurtowych na ponad 10 ton metrycznych mogą być średnie:

• Materiał Mill cert 3.2: $18-22/kg
• Batony z certyfikatem NADCAP: $30-50/kg

W porównaniu ze stalami nierdzewnymi, Inconel 718 jest średnio 5-10 razy droższy, ale zapewnia ekstremalne temperatury/ciśnienia poza zasięgiem gatunków austenitycznych lub martenzytycznych.

Obróbka Inconel 718

Pomimo dobrej podatności na obróbkę, jak na superstop o wysokiej wytrzymałości, wysoka szybkość utwardzania stopu Inconel 718 może powodować wyzwania podczas obróbki skrawaniem i formowania. Zalecenia obejmują:

• Sztywne konfiguracje minimalizujące wibracje
• Używanie chłodziwa pod wysokim ciśnieniem/objętością
• Optymalizacja prędkości posuwu, głębokości cięcia
• Zastosowanie płytek węglikowych z powłoką TiAlN
• Czynnik 15% niższe prędkości niż stal
• Możliwość obróbki w podwyższonej temperaturze

Środki te pomagają osiągnąć oczekiwaną trwałość narzędzia i wykończenie powierzchni przy jednoczesnym zminimalizowaniu naprężeń szczątkowych.

Zalety

• Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi
• Zachowuje właściwości rozciągające/zmęczeniowe po długotrwałym użytkowaniu w temperaturze do 700°C
• Wyjątkowa odporność na korozję w różnych środowiskach
• Dopasowane profile wytrzymałości/twardości poprzez obróbkę cieplną
• Doskonała podatność na obróbkę w porównaniu do gatunków utwardzanych wydzieleniowo

Ograniczenia

• Wymaga utwardzania starzeniowego w celu uzyskania optymalnych właściwości mechanicznych
• Stosunkowo trudna skrawalność w porównaniu do porównywalnych stopów niklu
• Wyższy koszt materiału niż w przypadku stali ogranicza zastosowanie w aplikacjach, w których liczy się koszt

Podsumowanie

Podsumowując, Inconel 718 to wysokowydajny stop niklowo-chromowy utwardzany wydzieleniowo, przeznaczony do pracy w ekstremalnych warunkach do 700°C, łączący w sobie wysoką wytrzymałość, ciągliwość, podatność na obróbkę i odporność na korozję. Zastosowania w przemyśle lotniczym wykorzystują jego odporność na zmęczenie, pełzanie i pękanie przy długotrwałych cyklicznych naprężeniach. Sprzęt naftowy i gazowy wykorzystuje doskonałą odporność na utlenianie wraz z wysokim stosunkiem wytrzymałości do masy. Wiodący światowi dostawcy zapewniają certyfikowane Materiał Inconel 718 w tym prętów, płyt, blach, odkuwek i elementów złącznych. Dopasowanie wymagań aplikacji do dostosowanych protokołów obróbki cieplnej umożliwia zrównoważenie pożądanej twardości, plastyczności i funkcjonalności.

Najczęściej zadawane pytania

Do czego wykorzystywany jest Inconel 718?

Inconel 718 jest szeroko stosowany w silnikach lotniczych (łopatki, obudowy, elementy złączne itp.), sprzęcie do gazu ziemnego / petrochemicznym (zawory, głowice odwiertów, narzędzia wiertnicze), częściach do przetwarzania jądrowego / chemicznego, turbosprężarkach i wymiennikach ciepła ze względu na jego zdolność do pracy w wysokich temperaturach.

Jakie branże wykorzystują Inconel 718?

Kluczowe branże obejmują przemysł lotniczy, wydobycie i przetwarzanie ropy naftowej / gazu, elektrownie, przetwórstwo chemiczne, sprzęt do kontroli zanieczyszczeń i turbodoładowane zastosowania motoryzacyjne / morskie.

Czy Inconel 718 jest spawalny?

Tak, Inconel 718 wykazuje doskonałą spawalność przy użyciu drutu ERNiCrFe-7 po obróbce roztworem ze względu na zoptymalizowany skład i kontrolę inkluzji. Wstępne podgrzewanie obniża wrażliwość na pęknięcia.

Jaka jest różnica między Inconel 600, 625 i 718?

Inconel 600 jest wzmocniony roztworem stałym, 625 jest utwardzany molibdenem, a 718 jest stopem utwardzanym wydzieleniowo. Inconel 718 zapewnia najwyższą wytrzymałość z całej trójki, ale wymaga obróbki starzeniowej.

Jaka jest twardość wyżarzonego Inconelu 718?

Twardość Brinella wyżarzonego Inconelu 718 wynosi 217-255. Szczytowe starzenie może osiągnąć 422-472 BHN. Poziomy twardości pomagają ocenić właściwą obróbkę cieplną.

Czy Inconel 718 wymaga obróbki cieplnej?

Tak, aby uzyskać pełne właściwości mechaniczne, standardowa obróbka cieplna obejmuje wyżarzanie w roztworze, a następnie dwuetapowy proces utwardzania wydzieleniowego. Po wyżarzaniu zwiększa się obrabialność.

Jaka jest cena za kg Inconelu 718?

Ceny Inconelu 718 luzem wahają się od $18-22/kg dla podstawowej certyfikacji walcowni do $30-50/kg dla w pełni certyfikowanego materiału o jakości lotniczej, w zależności od cen niklu i regionalnego popytu.

poznaj więcej procesów druku 3D

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

Metryczny	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.

Opinie ekspertów

• 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