Материал Inconel 718

материал инконель 718 это суперсплав на основе никеля и хрома, демонстрирующий высокую прочность в экстремальных условиях, включая длительное воздействие криогенных температур, а также окислительных или коррозионных условий при повышенных температурах до 700°C. В этой статье подробно описаны состав, свойства, термическая обработка, технические характеристики, формы изделий, области применения и мировые поставщики этого высокоэффективного сплава.

Состав материал инконель 718

Inconel 718 - это закаливаемый осаждением сплав на основе никеля, содержащий несколько ключевых элементов:

Состав сплава Inconel 718

Элемент	Вес %	Назначение
Никель (Ni)	50-55%	Основной элемент, обеспечивающий коррозионную стойкость
Хром (Cr)	17-21%	Стойкость к окислению и коррозии
Железо (Fe)	Баланс	Снижение стоимости, прочность на разрыв
Ниобий (Nb)	4.75-5.5%	Первичный упрочняющий элемент, образует осадки размером γ"
Молибден (Mo)	2.8-3.3%	Упрочнение твердых растворов
Титан (Ti)	0.65-1.15%	Карбонитриды для контроля зерна
Алюминий (Al)	0.2-0.8%	Способствует упрочнению осадков γ"

Сочетание никеля, хрома, ниобия и молибдена обеспечивает превосходные свойства при растяжении, усталости и разрыве при ползучести по сравнению с другими нержавеющими сплавами, а сбалансированный химический состав обеспечивает превосходную обрабатываемость и свариваемость.

материал инконель 718 Свойства

Отжиг в растворе и обработка старением позволяют изменять свойства и характеристики в зависимости от требований применения.

Свойства материала Inconel 718

Состояние	Предел текучести	Прочность на разрыв	Удлинение
Отжиг в растворе	≥ 758 МПа	≥ 1034 МПа	≥ 12%
Пиковая выдержка	≥ 1310 МПа	≥ 1460 МПа	≥ 6%

Другие ключевые характеристики при комнатной температуре включают:

• Отличная усталость и превосходная усталостная прочность при надрезе
• Высокая вязкость разрушения и ударопрочность
• Хорошая стойкость к окислению и коррозии
• Тепловые свойства выше среднего по сравнению с альтернативными сплавами
• Более низкая стоимость по сравнению с инконелем 625 или сплавом Waspaloy

Сбалансированный химический состав обеспечивает редкое сочетание технологичности, механических характеристик и экономичности.

материал инконель 718 Приложения

Никель-железная матрица придает Inconel 718 необычное сочетание свойств, позволяющее использовать его в экстремальных условиях от криогенных температур до 700°C.

Отрасли и области применения

Промышленность	Типовые применения
Аэрокосмическая промышленность	Компоненты двигателя - лопасти, корпуса, крепеж, уплотнения, форсунки, прокладки
Нефть и газ	Скважинные инструменты, клапаны, устьевые детали, поточные линии, контрольно-измерительные приборы
Производство электроэнергии	Газификация угля, атомные и химические заводы
Автомобильная промышленность	Роторы турбокомпрессоров, выпускные коллекторы, клапаны
Химическая обработка	Теплообменники, реакционные сосуды, насосы

Высокая прочность сплава ценится для снижения веса, а устойчивость к коррозии/окислению позволяет работать при высоких температурах и давлении в критически важном оборудовании и инструментах. Отличная усталостная прочность и прочность на разрыв при ползучести позволяют создавать детали, подвергающиеся динамическим нагрузкам.

Формы продуктов

• Запас бруса
• Тарелка
• Лист
• Крепеж
• Литье по выплавляемым моделям
• Экструдированные формы
• Тюбинг
• Сварочная проволока

Они обеспечивают гибкость при изготовлении деталей оптимальной формы, прочности и функциональности.

Термообработка

Отжиг раствора Нагревает сплав выше температуры сольвуса, растворяя γ" осадки, обеспечивая движение дислокаций и рекристаллизацию для улучшения формуемости. Затем следует быстрое охлаждение до комнатной температуры для сохранения пластичности и мягкости.

Параметр	Значение
Состояние	Отжиг в растворе
Температура	950-980°C
Продолжительность	1 час
Метод охлаждения	Воздух охлаждается или ускоряется

В результате закалки впоследствии образуются очень мелкие γ-дюймовые осадки, укрепляющие границы зерен. Типичное двухступенчатое старение позволяет получить оптимальные свойства:

Шаг	Температура	Продолжительность
Возраст - 1	720°C	8 часов
Возраст - 2	620°C	8 часов
Метод охлаждения	Воздушная прохлада

Обработка раствором растворяет осадки, а закалка по возрасту восстанавливает прочность и твердость.

материал инконель 718 Стандарты

Состав, формы и свойства никелевого сплава 718 стандартизированы во всем мире:

Стандарт	Название
AMS 5662	Никелевый сплав, коррозионностойкий и жаропрочный, прутки, поковки и кольца
ASTM B637	Стандартная спецификация на прутки, поковки и ковочные заготовки из никелевого сплава для высокотемпературных условий эксплуатации, упрочняемые осаждением
ISO 6207	Деформируемые никелевые сплавы - Химический состав никелевых сплавов номер 718 (Ni-Fe-Cr-Nb-Mo)

Они охватывают химические пределы содержания элементов, минимальные значения предела прочности и текучести, диапазоны твердости и размер зерна в растворе, отожженном и закаленном в процессе старения для деформируемых изделий, включая прутки, плиты, листы и поковки.

материал инконель 718 Поставщики

Инконель 718, широко используемый высокоэффективный сплав для аэрокосмической промышленности, производится всеми ведущими производителями никелевых сплавов:

Компания	Фирменные наименования	Формы продуктов
ATI	ATI 718	Планка, заготовка, крепеж
Столярные технологии	Пользовательский возраст 718	Прутки, проволока, трубы
Haynes International	Haynes 718	Лист, пластина
Специальные металлы	U718	Фитинги, фланцы, кольца
Кованые изделия PCC	ПКК 718	Кольца, блиски

Поставщики предлагают сертифицированные отчеты об испытаниях материала Inconel 718, подтверждающие химический состав, механические свойства и соответствие микроструктуры. Данные об экспорте/импорте подтверждают, что материал поставляется с известных мировых заводов.

Анализ затрат

Цены на никелевый сплав 718 колеблются в зависимости от рыночных цен на никель и регионального спроса-предложения. При покупке 10 и более метрических тонн в среднем действуют оптовые скидки:

• Мельница cert 3.2 материал: $18-22/кг
• Сертифицированные бары NADCAP: $30-50/кг

По сравнению с нержавеющими сталями стоимость Inconel 718 в среднем в 5-10 раз выше, но при этом он обеспечивает возможности работы при экстремальных температурах и давлениях, недостижимые для аустенитных и мартенситных марок.

Обработка инконеля 718

Несмотря на хорошую технологичность для высокопрочного суперсплава, высокая скорость закалки Inconel 718 может вызвать трудности при обработке и формовке. Рекомендации включают:

• Используйте жесткие установки, минимизирующие вибрацию
• Используйте охлаждающую жидкость высокого давления/объема
• Оптимизация скорости подачи, глубины резания
• Применение твердосплавных пластин с покрытием TiAlN
• Фактор 15% более низкие скорости, чем сталь
• Возможность обработки при повышенных температурах

Эти меры помогают достичь ожидаемого срока службы инструмента и качества обработки поверхности при минимизации остаточных напряжений.

Преимущества

• Высокое соотношение прочности и массы
• Сохраняет свойства при растяжении/усталости после длительной эксплуатации при температуре до 700°C
• Выдающаяся коррозионная стойкость в различных средах
• Настраиваемые профили прочности/твердости с помощью термообработки
• Отличная обрабатываемость по сравнению с закалкой осаждением

Ограничения

• Для достижения оптимальных механических свойств требуется возрастная закалка
• Относительно сложная обрабатываемость по сравнению с аналогичными никелевыми сплавами
• Более высокая стоимость материала по сравнению со сталями ограничивает применение в экономичных областях

Резюме

В целом, Inconel 718 - это высокопроизводительный никель-хромовый сплав, упрочняющийся осаждением, разработанный для экстремальных условий эксплуатации при температурах до 700°C и сочетающий в себе высокую прочность, вязкость, технологичность и коррозионную стойкость. В авиакосмической промышленности используется способность противостоять усталости, ползучести и растрескиванию при длительных циклических нагрузках. В нефтегазовом оборудовании используется превосходная стойкость к окислению наряду с высоким соотношением прочности и веса. Ведущие мировые поставщики предоставляют сертифицированные Материал Inconel 718 включая прутки, пластины, листы, поковки и крепеж. Соответствие требований приложения индивидуальным протоколам термообработки позволяет сбалансировать желаемую твердость, пластичность и функциональность.

Вопросы и ответы

Для чего используется инконель 718?

Инконель 718 широко используется в аэрокосмических двигателях (лопатки, корпуса, крепеж и т.д.), газовом/петрохимическом оборудовании (клапаны, устья скважин, скважинный инструмент), деталях для ядерной/химической переработки, турбокомпрессорах и теплообменниках благодаря своим высокотемпературным возможностям.

В каких отраслях промышленности используется инконель 718?

Основные отрасли промышленности включают аэрокосмическую, добычу и переработку нефти/газа, электростанции, химическую переработку, оборудование для борьбы с загрязнением окружающей среды и автомобильные/морские приложения с турбонаддувом.

Можно ли сваривать инконель 718?

Да, Inconel 718 демонстрирует отличную свариваемость с использованием присадочной проволоки ERNiCrFe-7 после обработки раствором благодаря оптимизированному составу и контролю включений. Предварительный нагрев снижает чувствительность к трещинам.

В чем разница между Inconel 600, 625 и 718?

Инконель 600 упрочняется твердым раствором, 625 упрочняется молибденом, а 718 - сплавом, упрочняющимся осаждением. Инконель 718 обеспечивает наивысшую прочность из всех трех, но требует обработки старением.

Какова твердость отожженного Inconel 718?

Твердость по Бринеллю отожженного Inconel 718 составляет 217-255. Пик старения может достигать 422-472 BHN. Уровни твердости помогают определить правильность термообработки.

Нужна ли термическая обработка для Inconel 718?

Да, для достижения полных механических свойств стандартная термообработка включает отжиг в растворе с последующим двухступенчатым процессом возрастной закалки. После отжига улучшается обрабатываемость.

Какова цена за кг инконеля 718?

Цены на инконель 718 колеблются в диапазоне от $18-22/кг для базовой сертификации на заводе до $30-50/кг для полностью сертифицированного материала авиационного качества в зависимости от цен на никель и регионального спроса.

узнать больше о процессах 3D-печати

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

Метрика	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.

Мнения экспертов

• 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