Inconel 718（中國牌號GH4169，美標UNS N07718）是一種含鈮、鉬的沉淀硬化型鎳鉻鐵合金，通過γ"相（Ni?Nb）和γ′相（Ni?(Al,Ti)）沉淀強化，在-253～700℃溫度范圍內(nèi)兼具高強度、耐腐蝕性及優(yōu)異的工藝性能。


一、材料定義與核心組成
Inconel 718以鎳為基體（50-55%），添加多元素協(xié)同強化：

鉻（17-21%）：形成Cr?O?氧化膜，抵抗高溫氧化與酸性介質(zhì)腐蝕。

鈮（4.75-5.5%）：與鎳形成γ"相，主導時效強化效應，貢獻70%以上的強度增量。

鉬（2.8-3.3%）：提升抗蠕變能力，抑制氯化物應力腐蝕開裂。

鈦（0.65-1.15%）與鋁（0.2-0.8%）：輔助形成γ′相，細化晶粒并增強熱穩(wěn)定性。
微量元素鐵（余量）平衡成本，碳、硫、磷等雜質(zhì)嚴格限制（≤0.08%）以保障純凈度。國際通用牌號涵蓋GH4169（中）、NC19FeNb（法）、NiCr19Fe19Nb5Mo3（德）。

二、物理與力學性能
基礎物性
密度：8.24g/cm3；熔點：1260-1320℃。

熱導率：11.4W/(m·K)（室溫），隨溫度升高而增加。

線膨脹系數(shù)：13.3×10??/℃（20-1000℃），保障高溫尺寸穩(wěn)定性。

力學性能
室溫強度：抗拉強度≥1370MPa，屈服強度≥1030MPa，硬度HRC 35-40。

高溫強度：650℃下抗拉強度保持1100MPa，屈服強度890MPa，延伸率提升至15%。

抗蠕變性能：650℃/100MPa條件下，1000小時蠕變率≤0.1%，居變形高溫合金首位。

三、核心性能優(yōu)勢
高溫穩(wěn)定性
抗氧化性：1000℃以下形成穩(wěn)定氧化鉻膜，氧化增重率≤0.1g/m2·h。

組織穩(wěn)定性：長期暴露于650℃無有害相析出，避免脆性斷裂風險。

全溫域耐蝕性
抗應力腐蝕開裂：耐受含硫、氯離子介質(zhì)，點蝕當量PREN≥40。

低溫耐性：-253℃液氫環(huán)境中延伸率仍＞12%，適用于航天低溫燃料系統(tǒng)。

工藝適應性
焊接性：支持氬弧焊、電子束焊，無焊后開裂傾向，推薦ERNiFeCr-2焊絲。

成型性：固溶態(tài)可冷熱加工，熱鍛溫度1120-900℃，終鍛溫度≥960℃。

四、熱處理工藝規(guī)范
熱處理是調(diào)控性能的核心，需分步精確控溫：

固溶處理

溫度980-1020℃，保溫1-2小時，水淬或空冷，溶解初始析出相。

雙級時效

一級時效：720-740℃保溫8小時，爐冷至620℃；

二級時效：620℃保溫8小時，空冷，促進γ"/γ′相彌散析出。

特種工藝

直接時效：省去固溶步驟，提升強度但降低韌性，適用于非承力件。

熱等靜壓：1180℃/100MPa消除鑄件內(nèi)部孔隙，提升疲勞壽命。

五、典型應用領域
航空航天
發(fā)動機熱端部件：渦輪盤、葉片、燃燒室襯套（耐溫650-700℃）。

航天結構件：火箭發(fā)動機噴嘴、液氧管路，適應超低溫與振動載荷。

能源與核工業(yè)
核反應堆組件：燃料定位格架、控制棒套管，抗中子輻照腫脹。

燃氣輪機葉片：耐受高溫燃氣沖刷，服役壽命＞50,000小時。

高端工業(yè)裝備
化工耐蝕設備：硫酸反應器、深海采油閥門，抗H?S/CO?腐蝕。

增材制造：激光熔融（SLM）成型復雜流道件，屈服強度達548MPa。