Inconel 718
材料牌號:Inconel 718鎳基合金
美國牌號:NO7718
德國牌號:W.Nr.2.4668/NiCr19Fe19Nb5
法國牌號:Nc19FeNb
一、Inconel 718(N07718)鎳基合金概述:
Inconel718合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強化的鎳基高溫合金,在-253~700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位,并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能,以及良好的加工性能、焊接性能和長期組織穩定性,能夠制造各種形狀復雜的零部件,在宇航、核能、石油工業中,在上述溫度范圍內獲得了極為廣泛的應用。
該合金的另一特點是合金組織對熱加工工藝特別敏感,掌握合金中相析出和溶解規律及組織與工藝、性能間的相互關系,可針對不同的使用要求制定合理、可行的工藝規程,就能獲得可滿足不同強度級別和使用要求的各種零件。供應的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環件、板、帶、絲、管等??芍瞥杀P、環、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結構件、機匣等零部件在航空上長期使用。
1、Inconel718 材料牌號:Inconel718。
2、Inconel718 相近牌號:Inconel718(美國),NC19FeNb(法 國)。
3、Inconel718 材料的技術標準
4、Inconel718 化學成分:該合金的化學成分分為3類:標準成分、優質成分、高純成分,見表1-1。優質成分的在標準成分的基礎上降碳增鈮,從而減少碳化鈮的數量,減少疲勞源和增加強化相的數量,提高抗疲勞性能和材料強度。同時減少有害雜質和氣體含量。高純成分是在優質標準基礎上降低硫和有害雜質的含量,提高材料純度和綜合性能。
核能應用的Inconel718合金,需控制硼含量(其他元素成分不變),具體含量由供需雙方協商確定。當ω(B)≤0.002%時,為與宇航工業用的Inconel718合金加以區別,合金牌號為Inconel718A。
表1-1 %
類別 |
C |
Cr |
Ni |
Co |
Mo |
Al |
Ti |
Fe |
標準 |
≤0.08 |
17.0~21.0 |
50.0~55.0 |
≤1.0 |
2.80~3.30 |
0.30~0.70 |
0.75~1.15 |
余 |
優質 |
0.02~0.06 |
17.0~21.0 |
50.0~55.0 |
≤1.0 |
2.80~3.30 |
0.30~0.70 |
0.75~1.15 |
余 |
高純 |
0.02~0.06 |
17.0~21.0 |
50.0~55.0 |
≤1.0 |
2.80~3.30 |
0.30~0.70 |
0.75~1.15 |
余 |
類別 |
Nb |
B |
Mg |
Mn |
Si |
P |
S |
Cu |
Ca |
不大于 |
標準 |
4.75~5.50 |
0.006 |
0.01 |
0.35 |
0.35 |
0.015 |
0.015 |
0.30 |
0.01 |
優質 |
5.00~5.50 |
0.006 |
0.01 |
0.35 |
0.35 |
0.015 |
0.015 |
0.30 |
0.01 |
高純 |
5.00~5.50 |
0.006 |
0.005 |
0.35 |
0.35 |
0.015 |
0.002 |
0.30 |
0.005 |
類別 |
Bi |
Sn |
Pb |
Ag |
Se |
Te |
Tl |
N |
O |
不大于 |
|
標準 |
--- |
--- |
0.0005 |
--- |
0.0003 |
--- |
--- |
--- |
--- |
優質 |
0.001 |
0.005 |
0.001 |
0.001 |
0.0003 |
--- |
--- |
0.01 |
0.01 |
高純 |
0.00003 |
0.005 |
0.001 |
0.001 |
0.0003 |
0.00005 |
0.0001 |
0.01 |
0.005 |
5、Inconel718 熱處理制度:合金具有不同的熱處理制度,以控制晶粒度、控制δ相形貌、分布和數量,從而獲得不同級別的力學性能。合金熱處理制度分3類:
(1)、(1010~1065)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h 爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。經此制度處理的材料晶粒粗化,晶界和晶內均無δ相,存在缺口敏感性,但對提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。
(2)、(950~980)℃±10℃,1h,油冷、空冷或水冷+720℃±5℃,8h,以50℃/h 爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。
經此制度處理的材料有δ相,有利于消除缺口敏感性,是最常用的熱處理制度,也稱為標準熱處理制度。
(3)、720℃±5℃,8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃,8h,空冷。
經此制度處理后,材料中的δ相較少,能提高材料的強度和沖擊性能。該制度也稱為直接時效熱處理制度。
6、Inconel718 品種規格和供應狀態:可以供應模鍛件(盤、整體鍛件)、餅、環、棒(鍛棒、軋棒、冷拉棒)、板、絲、帶、管、不同形狀和尺寸的緊固件、彈性元件等、交貨狀態由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態成盤狀交貨。
7、Inconel718 熔煉和鑄造工藝:合金的冶煉工藝分為3類:真空感應加電渣重熔;真空感應加真空電弧重熔;真空感應加電渣重熔加真空電弧重熔。可根據零件的使用要求,選擇所需的冶煉工藝,滿足應用要求。
8、Inconel718 應用概況與特殊要求:制造航空和航天發動機中的各種靜止件和轉動件,如盤、環件、機匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃氣導管、密封元件等和焊接結構件;制造核能工業應用的各種彈性元件和格架;制造石油和化工領域應用的零件及其他零件。
近年來,在對該合金研究不斷深化和對該合金應用不斷擴大的基礎上,為提高質量和降低成本,發展了很多新工藝:真空電弧重熔是采用氦氣冷卻工藝,有效減輕鈮偏析;采用噴射成型工藝,生產環件,降低生產成本和縮短生產周期;采用超塑成型工藝,擴大產品的生產范圍。
二、Inconel718 物理及化學性能:
1、Inconel718 熱性能:
(1)、Inconel718 熔化溫度范圍:1260~1320℃。
(2)、Inconel718 熱導率:見表2-1。
表2-1
θ/℃ |
11 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
λ/(W/(m·℃)) |
13.4 |
14.7 |
15.9 |
17.8 |
18.3 |
19.6 |
21.2 |
22.8 |
23.6 |
7.6 |
30.4 |
(3)、Inconel718 比熱容:見表2-2。
(4)、Inconel718線膨脹系數:見表2-3;
2、Inconel718密度:ρ=8.24g/cm3。
3、Inconel718電性能:
表2-2
θ/℃ |
300 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
c/(J/(kg·℃)) |
481.4 |
493.9 |
514.8 |
539.0 |
573.4 |
615.4 |
657.2 |
707.4 |
表2-3
θ/℃ |
20-100 |
20-200 |
20-300 |
20-400 |
20-500 |
20-600 |
20-700 |
20-800 |
20-900 |
20-1000 |
α/10-6℃-1 |
11.8 |
13.0 |
13.5 |
14.1 |
14.4 |
14.8 |
15.4 |
17.0 |
18.4 |
18.7 |
4、Inconel718磁性能:合金無磁性。
5、Inconel718化學性能:Inconel718抗氧化性能:在空氣介質中試驗100h后的氧化速率見表 2-4。
表2-4
θ/℃ |
600 |
700 |
800 |
900 |
1000 |
氧化速率/(g/(m2·h)) |
0.0176 |
0.0277 |
0.0351 |
0.0961 |
0.1620 |
三、Inconel718的主要特性及應用領域:
1、主要特性:
(1)、易加工性。
(2)、在700℃時具有高的抗拉強度、疲勞強度、抗蠕變強度和斷裂強度。
(3)、在1000℃時具有高抗氧化性。
(4)、在低溫下具有穩定的化學性能。
(5)、良好的焊接性能。
2、Inconel718應用領域:由于在700℃時具有高溫強度和優秀的耐腐蝕性能、易加工性,可廣泛應用于各種高要求的場合。
(1)、汽輪機。
(2)、液體燃料火箭。
(3)、低溫工程。
(4)、酸性環境。
(5)、核工程。
四、Inconel718的品種規格與供應狀態:
1、品種分類:上海寶嶼特種合金可生產各種規格的Inconel718無縫管、Inconel718鋼板、Inconel718圓鋼、Inconel718鍛件、Inconel718法蘭、Inconel718圓環、Inconel718焊管、Inconel718鋼帶、Inconel718絲材及配套焊材。
2、交貨狀態:無縫管:固溶+酸白,長度可定尺;板材:固溶、酸洗、切邊;焊管:固溶酸白+RT%探傷,鍛件:退火+車光;棒材以鍛軋狀態、表面磨光或車光;帶材經冷軋、固溶軟態、去氧化皮交貨;絲材以固溶酸洗盤狀或直條狀、固溶直條細磨光狀態交貨。 |
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