Inconel 718 ist eine hochfeste Nickel-{2}Chrom-Superlegierung, die für ihre außergewöhnliche Leistung in extremen Umgebungen bekannt ist. Es ist ausscheidungshärtbar, d. h. es kann wärmebehandelt werden, um eine sehr hohe Festigkeit zu erreichen. Seine Hauptmerkmale sind eine hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Streckgrenze und Zugfestigkeit und vor allem die Fähigkeit, diese Eigenschaften bei hohen Temperaturen (bis zu ~1300 Grad F / 700 Grad) beizubehalten. Es weist außerdem eine gute Schweißbarkeit auf.
Hauptanwendungen:
Luft- und Raumfahrt:Komponenten von Strahltriebwerken, Teile von Flüssigkeitsraketen, Gehäuse, Ringe.
Öl und Gas:Hoch-Druck-, Hoch--Bohrlochkomponenten (HPHT), Gehäuse für Bohrlochinstrumente, Packer, unterirdische Sicherheitsventile.
Stromerzeugung:Gasturbinenteile, Wärmetauscher, Kernreaktoren.
Chemische Verarbeitung:Geräte, die stark korrosiven Medien ausgesetzt sind.
Wichtige Produktparameter und -eigenschaften
1. Chemische Zusammensetzung (ASTM B637)
In der folgenden Tabelle ist der Standardbereich der chemischen Zusammensetzung von Inconel 718 aufgeführt.
| Element | Inhalt (%) | Element | Inhalt (%) |
|---|---|---|---|
| Nickel (Ni) | 50.0 - 55.0 | Aluminium (Al) | 0.20 - 0.80 |
| Chrom (Cr) | 17.0 - 21.0 | Titan (Ti) | 0.65 - 1.15 |
| Eisen (Fe) | Gleichgewicht | Kobalt (Co) | Kleiner oder gleich 1,00 |
| Niob (Nb) | 4.75 - 5.50 | Kupfer (Cu) | Kleiner oder gleich 0,30 |
| Molybdän (Mo) | 2.80 - 3.30 | Kohlenstoff (C) | Kleiner oder gleich 0,08 |
| Mangan (Mn) | Kleiner oder gleich 0,35 | Bor (B) | Kleiner oder gleich 0,006 |
| Silizium (Si) | Kleiner oder gleich 0,35 | Schwefel (S) | Kleiner oder gleich 0,015 |
Die Kombination aus Niob (Nb) und Molybdän (Mo) ist in erster Linie für die außergewöhnliche Festigkeit der Legierung nach der Ausscheidungshärtung verantwortlich.
2. Mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften hängen stark von der Wärmebehandlungsbedingung ab. Die Standard-Wärmebehandlung für maximale Festigkeit istLösungsgeglüht + gealtert.
Typische mechanische Eigenschaften bei Raumtemperatur (ASTM B637 - Bar & Forging, Richtwerte für Rohre)
| Zustand | Zugfestigkeit | Streckgrenze (0,2 % Offset) | Dehnung (%) |
|---|---|---|---|
| Geglüht | 125 ksi (862 MPa) | 95 ksi (655 MPa) | 25% |
| Lösungsbehandelt und gealtert | 185 ksi (1275 MPa) | 150 ksi (1035 MPa) | 20% |
Hinweis: Die Eigenschaften dünnwandiger Schläuche können variieren. Spezifische Werte sollten je nach Produktform und -größe mit dem Hersteller abgeklärt werden.
3. Physikalische Eigenschaften
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Dichte | 0,297 lb/in³ (8,19 g/cm³) |
| Schmelzbereich | 2300–2460 Grad F (1260–1350 Grad) |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 7,4 x 10⁻⁶ / Grad F (13,3 x 10⁻⁶ /K) bei 70-1200 Grad F |
| Wärmeleitfähigkeit | 70 Btu·in/(hr·ft²·Grad F) (10,1 W/m·K) bei 212 Grad F (100 Grad) |
| Elastizitätsmodul | 29,1 x 10⁶ psi (201 GPa) |
Produktspezifikationen und Normentabelle
Inconel 718-Rohre und -Rohre werden nach verschiedenen internationalen Standards hergestellt, die die chemischen, mechanischen und dimensionalen Anforderungen definieren.
| Produktform | Standardnummer | Standardtitel (Geltungsbereich) |
|---|---|---|
| Nahtlose Rohre und Rohre | ASTM B829 | Standardspezifikation für nahtlose Kondensator- und Wärmetauscherrohre aus Nickel und Nickellegierungen |
| Nahtloses Rohr | ASTM B516 | Standardspezifikation für geschweißte Nickel- und Nickel{0}}-Legierungs-Economizer-, Überhitzer-, Wärmetauscher- und Kondensatorrohre |
| Geschweißtes Rohr | ASTM B760 | Standardspezifikation für geschweißte runde Rohre aus Nickel--Legierung für allgemeine Anwendungen |
| Stangen- und Schmiedearbeiten(für bearbeitete Teile) | ASTM B637 | Standardspezifikation für ausscheidungshärtende-Nickellegierungsstäbe, Schmiedestücke und Schmiedematerial für den Einsatz bei hohen-Temperaturen |
| Luft- und Raumfahrt | AMS 5596 | Nickellegierung, korrosions- und hitzebeständig-, Blech, Streifen und Platte 52,5Ni - 19Cr - 3.0Mo - 5.1Cb - 0.90Ti - 0.50Al - 18.5Fe |
| Luft- und Raumfahrt | AMS 5662 | Nickellegierung, korrosions- und hitzebeständig, Stangen, Schmiedestücke und Ringe 52,5Ni - 19Cr - 3.0Mo - 5.1Cb - 0.90Ti - 0.50Al - 18.5Fe lösungswärmebehandelt, ausscheidungshärtbar |
Zusammenfassung der wichtigsten Vorteile
Hochtemperaturfestigkeit:Hervorragende Zeitstand- und Zugfestigkeit bis zu 1300 Grad F (700 Grad).
Ausscheidungshärtbar:Kann wärmebehandelt werden, um eine sehr hohe Festigkeit zu erreichen, die viele andere Nickellegierungen in ihrem nutzbaren Temperaturbereich übertrifft.
Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit:Hervorragende Beständigkeit gegen Oxidation und ein breites Spektrum korrosiver Umgebungen, einschließlich Sauergas (H₂S).
Gute Verarbeitbarkeit:Kann mit Standardtechniken geschweißt und hergestellt werden, eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen-wird jedoch oft empfohlen.
Phasenstabilität:Der Zusatz von Niob verhindert die Bildung schädlicher Phasen bei längerer Einwirkung hoher Temperaturen, die andere Legierungen verspröden können.
Bei bestimmten Projekten ist es wichtig, sich mit Materialingenieuren und dem Rohrhersteller zu beraten, um die richtige Wärmebehandlung, Größe und Spezifikation auszuwählen, um die genauen mechanischen, Korrosions- und Temperaturanforderungen der Anwendung zu erfüllen.
