Inconel 718介紹
Inconel 718合金是以體心四方的γ"和面心立方的γ′相沉淀強(qiáng)化的鎳基高溫合金，在-253～700℃溫度范圍內(nèi)具有良好的綜合性能,650℃以下的屈服強(qiáng)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(zhǎng)期組織穩(wěn)定性，能夠制造各種形狀復(fù)雜的零部件，在宇航、核能、石油工業(yè)中，在上述溫度范圍內(nèi)獲得了極為廣泛的應(yīng)用。
該合金的另一特點(diǎn)是合金組織對(duì)熱加工工藝特別敏感，掌握合金中相析出和溶解規(guī)律及組織與工藝、性能間的相互關(guān)系，可針對(duì)不同的使用要求制定合理、可行的工藝規(guī)程，就能獲得可滿足不同強(qiáng)度級(jí)別和使用要求的各種零件。供應(yīng)的品種有鍛件、鍛棒、軋棒、冷軋棒、圓餅、環(huán)件、板、帶、絲、管等?？芍瞥杀P、環(huán)、葉片、軸、緊固件和彈性元件、板材結(jié)構(gòu)件、機(jī)匣等零部件在航空上長(zhǎng)期使用。
1.1 Inconel 718 材料牌號(hào) Inconel 718
1.2 Inconel 718 相近牌號(hào) Inconel 718(美國(guó)),NC19FeNb(法 國(guó))
1.3 Inconel 718 材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GJB 2612-1996 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》
HB 6702-1993 《WZ8系列用Inconel 718合金棒材》
GJB 3165 《航空承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材規(guī)范》
GJB 1952 《航空用高溫合金冷軋薄板規(guī)范》
GJB 1953《 航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)件用高溫合金熱軋棒材規(guī)范》
GJB 2612 《焊接用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》
GJB 3317《 航空用高溫合金熱軋板材規(guī)范》
GJB 2297 《航空用高溫合金冷拔（軋）無縫管規(guī)范》
GJB 3020 《航空用高溫合金環(huán)坯規(guī)范》
GJB 3167 《冷鐓用高溫合金冷拉絲材規(guī)范》
GJB 3318 《航空用高溫合金冷軋帶材規(guī)范》
GJB 2611《 航空用高溫合金冷拉棒材規(guī)范》
YB/T5247 《焊接用高溫合金冷拉絲》
YB/T5249 《冷鐓用高溫合金冷拉絲》
YB/T5245 《普通承力件用高溫合金熱軋和鍛制棒材》
GB/T14993《 轉(zhuǎn)動(dòng)部件用高溫合金熱軋棒材》
GB/T14994 《高溫合金冷拉棒材》
GB/T14995 《高溫合金熱軋板》
GB/T14996 《高溫合金冷軋薄板》
GB/T14997 《高溫合金鍛制圓餅》
GB/T14998 《高溫合金坯件毛壞》
GB/T14992 《高溫合金和金屬間化合物高溫材料的分類和牌號(hào)》
HB 5199《 航空用高溫合金冷軋薄板》
HB 5198 《航空葉片用變形高溫合金棒材》
HB 5189 《航空葉片用變形高溫合金棒材》
HB 6072 《WZ8系列用Inconel 718合金棒材》
Inconel 718 化學(xué)成分 該合金的化學(xué)成分分為3類：標(biāo)準(zhǔn)成分、優(yōu)質(zhì)成分、高純成分，見表1-1。優(yōu)質(zhì)成分的在標(biāo)準(zhǔn)成分的基礎(chǔ)上降碳增鈮，從而減少碳化鈮的數(shù)量，減少疲勞源和增
加強(qiáng)化相的數(shù)量，提高抗疲勞性能和材料強(qiáng)度。同時(shí)減少有害雜質(zhì)和氣體含量。高純成分是在優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上降低硫和有害雜質(zhì)的含量，提高材料純度和綜合性能。
核能應(yīng)用的Inconel 718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(xié)商確定。當(dāng)ω（B）≤0.002%時(shí)，為與宇航工業(yè)用的Inconel 718合金加以區(qū)別，合金牌號(hào)為Inconel 718A。
類別 | C | Cr | Ni | Co | Mo | Al | Ti | Fe |
標(biāo)準(zhǔn) | ≤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(yōu)質(zhì) | 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(biāo)準(zhǔn) | 4.75~5.50 | 0.006 | 0.01 | 0.35 | 0.35 | 0.015 | 0.015 | 0.30 | 0.01 |
優(yōu)質(zhì) | 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(biāo)準(zhǔn) | --- | --- | 0.5 | --- | 0.3 | --- | --- | --- | --- |
優(yōu)質(zhì) | 0.001 | 0.005 | 0.001 | 0.001 | 0.3 | --- | --- | 0.01 | 0.01 |
高純 | 0.03 | 0.005 | 0.001 | 0.001 | 0.3 | 0.05 | 0.1 | 0.01 | 0.005 |
1.5 Inconel 718 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(shù)量，從而獲得不同級(jí)別的力學(xué)性能。合金熱處理制度分3類：
Ⅰ：(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(jīng)此制度處理的材料晶粒粗化，晶界和晶內(nèi)均無δ相，存在缺口敏感性，但對(duì)提高沖擊性能和抵抗低溫氫脆有利。
Ⅱ：(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(jīng)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(biāo)準(zhǔn)熱處理制度。
Ⅲ：720℃±5℃，8h,以50℃/h爐冷至620℃±5℃，8h，空冷。
經(jīng)此制度處理后，材料中的δ相較少，能提高材料的強(qiáng)度和沖擊性能。該制度也稱為直接時(shí)效熱處理制度。
1.6 Inconel 718 品種規(guī)格和供應(yīng)狀態(tài) 可以供應(yīng)模鍛件（盤、整體鍛件）、餅、環(huán)、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(tài)由供需雙方商定。絲材以商定的交貨狀態(tài)成盤狀交貨。
1.7 Inconel 718 熔煉和鑄造工藝 合金的冶煉工藝分為3類：真空感應(yīng)加電渣重熔；真空感應(yīng)加真空電弧重熔；真空感應(yīng)加電渣重熔加真空電弧重熔?？筛鶕?jù)零件的使用要求，選擇所需的冶煉工藝，滿足應(yīng)用要求。
1.8 Inconel 718 應(yīng)用概況與特殊要求 制造航空和航天發(fā)動(dòng)機(jī)中的各種靜止件和轉(zhuǎn)動(dòng)件，如盤、環(huán)件、機(jī)匣、軸、葉片、緊固件、彈性元件、燃?xì)鈱?dǎo)管、密封元件等和焊接結(jié)構(gòu)件；制造核能工業(yè)應(yīng)用的各種彈性元件和格架；制造石油和化工領(lǐng)域應(yīng)用的零件及其他零件。
近年來，在對(duì)該合金研究不斷深化和對(duì)該合金應(yīng)用不斷擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，為提高質(zhì)量和降低成本，發(fā)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(chǎn)環(huán)件，降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期；采用超塑成型工藝，擴(kuò)大產(chǎn)品的生產(chǎn)范圍。
Inconel 718 物理及化學(xué)性能
Inconel 718 熱性能
Inconel 718 熔化溫度范圍 1260～1320℃。
Inconel 718 熱導(dǎo)率。
θ/℃ | 11 | 100 | 200 | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1 |
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 |
Inconel 718 比熱容。
Inconel 718線膨脹系數(shù)；
Inconel 718密度 ρ=8.24g/cm3。
Inconel 718電性能
θ/℃ | 300 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 | 1 |
c/（J/（kg·℃）） | 481.4 | 493.9 | 514.8 | 539.0 | 573.4 | 615.4 | 657.2 | 707.4 |
θ/℃ | 20～100 | 20～200 | 20～300 | 20～400 | 20～500 | 20～600 | 20～700 | 20～800 | 20～900 | 20～1 |
α/10-6℃-1 | 11.8 | 13.0 | 13.5 | 14.1 | 14.4 | 14.8 | 15.4 | 17.0 | 18.4 | 18.7 |
Inconel 718磁性能 合金無磁性。
Inconel 718化學(xué)性能
Inconel 718抗氧化性能 在空氣介質(zhì)中試驗(yàn)100h后的氧化速率見表 。
θ/℃ | 600 | 700 | 800 | 900 | 1 |
氧化速率/(g/(m2·h)) | 0.0176 | 0.0277 | 0.0351 | 0.0961 | 0.1620 |
Inconel 718力學(xué)性能
優(yōu)質(zhì)棒材技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能見表。
規(guī)格 d/mm | 取樣方向 | θ/℃ | 拉伸性能 不小于 | HBS | 持久性能 |
σP0.2/MPa | σb/MPa | δ5/% | ψ/% | σ/MPa | t/h& |
|
