Inconel 718 (UNS N07718) – Ausscheidungshärtende Nickel-Chrom-Legierung für hochfeste Anwendungen

Kurzbeschreibung:

Inconel 718 (UNS N07718 /W.NrInconel 718 (Nr. 2.4668 / GH4169) ist eine aushärtbare Nickel-Chrom-Eisen-Legierung mit außergewöhnlicher Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Womic Steel liefert Inconel 718 in verschiedenen Produktformen, darunter nahtlose Rohre, geschweißte Rohre, Stahlstangen, Stahlbleche, Stahlcoils, Bänder, Flansche, Fittings, Schmiedeteile, Draht, Befestigungselemente und Ventile für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Gasturbinen, Schifffahrt, Kernenergie sowie Öl und Gas.

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Produktdetails

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Produktübersicht

Inconel 718 ist die weltweit am häufigsten verwendete Nickelbasis-Superlegierung und gilt als das Arbeitspferd unter den Hochtemperaturlegierungen. Die in den 1950er-Jahren von der International Nickel Company entwickelte Legierung erzielt ihre außergewöhnliche Festigkeit durch die Ausscheidung von γ″ (Ni₃Nb)- und γ′ (Ni₃(Al,Ti))-Phasen während einer kontrollierten Doppelaushärtung. Mit Zugfestigkeiten von 1275–1380 MPa bietet Inconel 718 eines der höchsten Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse unter den Nickellegierungen und zeichnet sich gleichzeitig durch hervorragende Verarbeitbarkeit und Schweißbarkeit aus.

Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:

Außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeitbis zu 700 °C (1300 °F)
Niederschlagshärtungdurch γ″- und γ′-Phasenbildung während der Alterung
Ausgezeichnete Kriechbruchfestigkeitbei 650-700°C
Gute Oxidations- und Korrosionsbeständigkeitin unterschiedlichen Umgebungen
Hervorragende Ermüdungsbeständigkeitund Bruchzähigkeit
Hervorragende Schweißbarkeit– eine der am besten schweißbaren Nickelbasis-Superlegierungen
Breiter Temperaturbereichvon kryogen (-253 °C) bis 700 °C

Chemische Zusammensetzung

Element	Inhalt (%)	Rolle
Nickel (Ni)	50,0 – 55,0	Basiselement, sorgt für austenitische Stabilität und Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion.
Chrom (Cr)	17,0 – 21,0	Oxidationsbeständigkeit, bildet eine schützende Cr₂O₃-Schicht
Eisen (Fe)	Gleichgewicht	Kostengünstiges Basiselement, beteiligt sich an der Mischkristallverfestigung
Niob + Tantal (Nb+Ta)	4,75 – 5,50	Primäre γ″-Verfestigungsphase (Ni₃Nb), wichtigstes Unterscheidungsmerkmal
Molybdän (Mo)	2,80 – 3,30	Mischkristallverfestigung, Kriechfestigkeit
Titan (Ti)	0,65 – 1,15	γ′-Phasenbildung (Ni₃Al,Ti), Sekundärverfestigung
Aluminium (Al)	0,20 – 0,80	γ′-Phasenbildung, Oxidationsbeständigkeit
Kobalt (Co)	≤ 1,00	Restelement, trägt zur Mischkristallverfestigung bei
Kohlenstoff (C)	≤ 0,08	Karbidbildner, Korngrenzenverfestigung
Mangan (Mn)	≤ 0,35	Desoxidationsmittel
Silizium (Si)	≤ 0,35	Desoxidationsmittel
Phosphor (P)	≤ 0,015	Verunreinigungen, streng kontrolliert
Schwefel (S)	≤ 0,015	Verunreinigungen, streng kontrolliert
Bor (B)	≤ 0,006	Korngrenzenverfestigung, verbessert die Kriechfestigkeit
Kupfer (Cu)	≤ 0,30	Restelement

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaften bei Raumtemperatur (gealterter Zustand)

Eigentum	ASTM-Anforderung	Typisch erreicht
Zugfestigkeit	≥ 1.240 MPa (180 ksi)	1.275 – 1.380 MPa
Streckgrenze (0,2% Offset)	≥ 1.034 MPa (150 ksi)	1.030 – 1.170 MPa
Verlängerung	≥ 12%	12 – 25 %
Härte	—	36 – 44 HRC
Dichte	8,19 g/cm³
Schmelzbereich	1260 – 1340 °C
Elastizitätsmodul	200 GPa bei 20 °C
Wärmeleitfähigkeit	11,4 W/m·K bei 20°C
Magnetische Permeabilität	Nicht magnetisch

Mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen

Temperatur °C	Zugfestigkeit (MPa)	Streckgrenze (MPa)
20	1.275 – 1.380	1.030 – 1.170
540	1.150	960
650	1.030 – 1.100	850 – 860
700	—	700

Kriechbruchfestigkeit

Temperatur	Spannung (MPa)	Bruch des Lebens
650 °C	690	> 100 Stunden
700 °C	620	> 100 Stunden
650 °C	586	> 1.000 Stunden

Wichtigste Vorteile von Inconel 718

AusfällungshärtungsmechanismusInconel 718 bezieht seine Festigkeit aus der Ausscheidung von γ″ (Ni₃Nb)- und γ′ (Ni₃(Al,Ti))-Phasen während der Aushärtungsbehandlung. Die γ″-Phase ist der primäre Verstärkungsmechanismus mit einem Volumenanteil von ca. 12–20 %. Im Gegensatz zu vielen anderen ausscheidungshärtenden Legierungen weist Inconel 718 ein langsameres Aushärtungsverhalten auf, was ein breites Verarbeitungsfenster und eine ausgezeichnete Schweißbarkeit ermöglicht.

Außergewöhnliche HochtemperaturfestigkeitInconel 718 behält seine hohe Zugfestigkeit, Dauerfestigkeit und Kriechfestigkeit bis zu 700 °C (1300 °F). Bei 650 °C übertrifft seine Streckgrenze die aller anderen Knetlegierungen. Die Legierung weist im Temperaturbereich von 650–700 °C eine ausgezeichnete Kriechbeständigkeit auf und ist daher das bevorzugte Material für den Langzeiteinsatz bei hohen Temperaturen.

Hervorragende SchweißbarkeitInconel 718 gilt weithin als die am besten schweißbare Nickelbasis-Superlegierung. Im Gegensatz zu vielen ausscheidungshärtenden Legierungen, die anfällig für Alterungsrisse sind, lässt sich Inconel 718 sowohl im geglühten als auch im ausgehärteten Zustand ohne nennenswertes Risiko schweißen. Die Legierung weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen schweißinduzierte Risse auf und kann mittels WIG-, MIG-, Elektronenstrahl- und Laserschweißverfahren geschweißt werden. Schweißverbindungen erreichen typischerweise nahezu die Festigkeit des Grundwerkstoffs durch eine einfache Nachbehandlung.

Breiter TemperaturbereichDie Legierung behält ihre stabilen Eigenschaften von kryogenen Temperaturen (-253 °C) bis 700 °C bei. Bei kryogenen Temperaturen steigen Festigkeit und Zähigkeit ohne Übergang von duktilem zu sprödem Verhalten, wodurch sie sich für Systeme mit flüssigem Wasserstoff und flüssigem Sauerstoff eignet. Dieser breite Einsatzbereich ist bei Superlegierungen selten.

Gute KorrosionsbeständigkeitInconel 718 bietet mit einem Chromgehalt von 17–21 % eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Oxidation, Lochfraß und Spannungsrisskorrosion in unterschiedlichsten Umgebungen. Die Legierung bewährt sich in Meerwasser, Salznebel, sauren Medien und oxidierenden Hochtemperaturatmosphären. Ihr niedriger Kobaltgehalt (≤ 1,0 %) macht sie geeignet für nukleare Anwendungen, bei denen eine Strahlenaktivierung problematisch ist.

Hervorragende VerarbeitbarkeitInconel 718 lässt sich bei 900–1150 °C warm- und mit Standardverfahren kaltverformen. Durch Kaltverformung wird die Festigkeit deutlich erhöht, während die Duktilität erhalten bleibt. Die Legierung ist mit Hartmetall- oder Keramikwerkzeugen unter Verwendung geeigneter Parameter zerspanbar.

Inconel 718 vs. Inconel 625: Vergleich

Eigentum	Inconel 718	Inconel 625
Verstärkungsmechanismus	Ausscheidungshärtung (γ″ + γ′). Erfordert Wärmebehandlung	Mischkristallverfestigung (keine Wärmebehandlung erforderlich)
Zugfestigkeit	≥ 1.240 MPa (180 ksi)	~690 MPa (100 ksi)
Temperaturbeständigkeit	-253 °C bis 700 °C	Kryogen bis 982°C (1800°F)
Eisengehalt	~15-20%	≤5%
Niobgehalt	4,75–5,50 % (kritisch für γ″)	3,15–4,15 %
Molybdängehalt	2,80–3,30 %	8-10% (Beständigkeit gegen Lochfraß)
Hauptunterscheidungsmerkmal	Höchste Festigkeit, Schweißbarkeit, Dauerfestigkeit	Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser und Säuren
Bevorzugt für	Turbinenscheiben für die Luft- und Raumfahrt, Strahltriebwerke, Raketenmotoren, HPHT-Öl- und Gasanlagen, Befestigungselemente	Marine Umgebungen, Meerwasserleitungen, chemische Verarbeitung, Rauchgasentschwefelung

Wann man Inconel 718 wählen sollte:Anwendungen, die höchste Festigkeit bei hohen Temperaturen, Kriechfestigkeit und Dauerfestigkeit bis 700 °C erfordern, wobei Korrosionsbeständigkeit zweitrangig ist. Typische Beispiele: Turbinenkomponenten, Raketentriebwerke, Hochdruck-Hochtemperatur-Öl- und Gasindustrie.

Wann man Inconel 625 wählen sollte:Anwendungen, die eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in Meerwasser, Säuren und chloridreichen Umgebungen erfordern, bei denen eine mittlere Festigkeit ausreichend ist. Typische Beispiele: Rohrleitungen im Schiffbau, chemische Verarbeitungsanlagen, Rauchgasentschwefelungsanlagen.

Wärmebehandlung von Inconel 718

Inconel 718 erfordert eine spezifische Wärmebehandlungssequenz, um optimale mechanische Eigenschaften zu erzielen:

Standard-Wärmebehandlung:

1. Lösungsglühen:927-1010°C (1700-1850°F) für 1 Stunde, schnelle Abkühlung (Abschrecken in Wasser oder Öl)

Ziel: Alle Ausscheidungen auflösen, einphasigen Austenit erhalten

2. Erstes Stadium der Alterung:718 °C (1325 °F) für 8 Stunden, Ofen auf 620 °C abkühlen lassen

3. Zweites Stadium der Alterung:620 °C (1150 °F) für 8-10 Stunden, Gesamtreifezeit 18 Stunden, luftgekühlt

Zweck: Ausfällung von γ″ und γ′ für maximale Festigkeit und Kriechfestigkeit

Alternative Wärmebehandlung (zur verbesserten Stressentspannung):

Lösungsglühen:1038–1066 °C (1900–1950 °F), schnelle Abkühlung
Erstes Stadium der Alterung:10 Stunden bei 760 °C (1400 °F) erhitzen, Ofen auf 650 °C abkühlen lassen
Zweites Stadium der Alterung:650 °C (1200 °F) für 20 Stunden, Luftkühlung

Wichtige Überlegungen:

Die γ″-Phase (Ni₃Nb) ist die primäre verstärkende Phase und metastabil. Oberhalb von 650 °C wandelt sie sich in die stabile δ-Phase (Ni₃Nb, orthorhombisch) um, was zu einer Festigkeitsminderung führt.
Längere Einwirkung von Temperaturen zwischen 600 und 800 °C kann zur Ausfällung der δ-Phase an den Korngrenzen führen, wodurch die Zähigkeit verringert wird.
Die Abkühlgeschwindigkeit nach dem Lösungsglühen muss hoch sein, um schädliche Ausfällungen zu unterdrücken.

Verfügbare Produktformen von Womic Steel

Nahtloses Rohr & nahtloses Schlauch

Außendurchmesser:6 mm – 350 mm (1/4" – 14")
Wandstärke:1 mm – 40 mm (Schedule 5S bis XXS)
Länge:Bis zu 12 m
Normen:ASTM B983, AMS 5589, AMS 5590
Anwendungsbereiche:Wärmetauscherrohre, Hochdruck-Fluidsysteme, Rohrleitungen für die Luft- und Raumfahrt, Instrumentierungsleitungen
Schlüsselwörter:Nahtloses Rohr aus Inconel 718, Rohr UNS N07718, nahtloses Rohr 2.4668, Rohr GH4169, hochfestes Nickelrohr

Geschweißtes Rohr

Außendurchmesser:50 mm – 1200 mm (2" – 48")
Wandstärke:1,0 mm – 30 mm
Normen:ASTM B904, ASTM B906
Anwendungsbereiche:Prozessrohrleitungen mit großem Durchmesser, Wärmetauschergehäuse, strukturelle Anwendungen
Schlüsselwörter:Inconel 718-Schweißrohr, ERW-Rohr aus Legierung 718, Nickelrohr mit großem Durchmesser

Stahlstangen (rund, quadratisch, flach, sechseckig)

Durchmesser:5 mm – 600 mm
Oberfläche:Warmgewalzt, blank (kaltgezogen), geschliffen, gedreht, geschält
Normen:ASTM B637, AMS 5662 (lösungsgeglüht), AMS 5663 (ausgehärtet), AMS 5664
Anwendungsbereiche:Turbinenscheiben, Wellen, Ventilschäfte, Befestigungselemente, Schrauben, Bolzen, Bearbeitungsrohlinge, Federn
Schlüsselwörter:Rundstangen aus Inconel 718, Stangen aus UNS N07718, Stangen aus GH4169, Nickellegierungsstangen, hochfeste Superlegierungsstangen

Stahlblech und Stahlplatten

Dicke:0,5 mm – 150 mm
Breite:Bis zu 2500 mm
Normen:ASTM B670, AMS 5596, AMS 5597
Anwendungsbereiche:Druckbehältergehäuse, Strukturbauteile, Flanschrohlinge, Raketenmotorkomponenten
Schlüsselwörter:Inconel 718 Blech, Legierung 718 Blech, GH4169 Blech, Hochtemperaturlegierung Blech

Stahlcoils und -bänder

Dicke:0,5 mm – 6,0 mm
Breite:10 mm – 1500 mm
Normen:ASTM B670, AMS 5596
Anwendungsbereiche:Formteile, Faltenbälge, Kompensatoren, Stanzteile, dünnwandige Rohre
Schlüsselwörter:Inconel 718 Spule, Nickellegierungsband, GH4169 Spule

Flansche und Rohrverbindungsstücke

Typen:Vorschweißverbindung, Aufschiebverbindung, Blindverbindung, Muffenschweißverbindung, Gewindeverbindung, Losverbindung
Größen:1/2" – 48" (DN15 – DN1200)
Druckfestigkeit:Klasse 150 – Klasse 2500
Normen:ASTM B637, ASME B16.5, ASME B16.47
Schlüsselwörter:Inconel 718 Flansche, Schweißflansch aus Legierung 718, N07718 Fittings

Schmiedeteile

Typen:Ringe, Scheiben, Wellen, Ventilgehäuse, Turbinenkomponenten, kundenspezifische Geometrien
Gewicht:Bis zu 5.000 kg pro Stück
Normen:ASTM B637, AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Anwendungsbereiche:Turbinenscheiben, Verdichterscheiben, Triebwerksgehäuse, Raketenmotorkomponenten
Schlüsselwörter:Schmiedeteil aus Inconel 718, Schmiedering aus GH4169, Turbinenscheiben-Schmiedeteil

Inconel 718 Ventile

Typen:Kugelhähne, Schieber, Absperrventile, Rückschlagventile
Größen:1/2" – 24" (DN15 – DN600)
Druckfestigkeit:Klasse 150 – Klasse 2500
Temperaturbereich:-253 °C bis +700 °C
Designstandards:API 608, API 6D, ASME B16.34
Sitzplätze:Stellite-Hartmetallbeschichtung, RPTFE, PEEK
Betätigung:Manuell, pneumatisch, elektrisch
Anwendungsbereiche:HPHT-Öl und -Gas, Hochtemperatur-Prozessisolierung, Turbinensteuerungssysteme, Nukleartechnik
Schlüsselwörter:Kugelhahn aus Inconel 718, Absperrschieber aus Legierung 718, Hochtemperatur-Nickelventil

Drähte und Befestigungselemente

Drahtdurchmesser:0,5 mm – 12 mm
Befestigungselemente:Bolzen, Muttern, Stehbolzen, Schrauben, Unterlegscheiben, Federn
Normen:ASTM B637, AMS 5662, AMS 5663, AMS 5832
Schlüsselwörter:Inconel-718-Draht, GH4169-Befestigungselemente, Nickellegierungsschrauben, Hochtemperaturfedern

Anwendungen von Inconel 718

Luft- und RaumfahrtInconel 718 ist der Industriestandard für Triebwerkskomponenten, darunter Hochdruckverdichterscheiben, Turbinenscheiben, Turbinenwellen, Verdichterschaufeln, Brennkammern, Nachbrennerkomponenten und Triebwerksgehäuse. Die Legierung wird auch für Raketenmotorenkomponenten, Brennkammern, Turbopumpen und Raumfahrzeugstrukturen verwendet. Sie ist die am weitesten verbreitete Superlegierung in der Luft- und Raumfahrt.

Energie- und StromerzeugungDie Legierung findet breite Anwendung in Gasturbinenkomponenten wie Turbinenscheiben, Schaufeln, Übergangskanälen und Befestigungselementen für land- und seegestützte Gasturbinen. Ihre Kriechfestigkeit bei 650–700 °C macht sie für den Langzeitbetrieb in Energieerzeugungsanlagen geeignet.

NuklearindustrieInconel 718 wird in Reaktordruckbehältern, Dampferzeugerrohren, Steuerstabantrieben und Kerneinbauten verwendet. Sein niedriger Kobaltgehalt (≤ 1,0 %) minimiert die radioaktive Aktivierung und macht es daher für nukleare Anwendungen geeignet.

Öl und GasDie Legierung ist speziell für Hochdruck-Hochtemperatur-Bohrlochkopf-Ausrüstung (HPHT), Bohrlochrohrkomponenten, Rohraufhängungen, Ventile, Pumpen und Unterwasseranlagen in Umgebungen mit hohem Schwefelgehalt (H₂S) ausgelegt. Inconel 718 ist beständig gegen Sulfidspannungsrisskorrosion und wasserstoffinduzierte Rissbildung in H₂S-haltigen Umgebungen.

Hochtemperatur-BefestigungselementeInconel 718 ist der Standardwerkstoff für Hochtemperatur-Verbindungselemente wie Turbinenschrauben, -bolzen, -muttern und -schrauben, die bei Temperaturen bis zu 700 °C eingesetzt werden. Seine Beständigkeit gegen Spannungsrelaxation gewährleistet eine dauerhafte Verbindung.

Kryogene Anwendungen– Die Legierung behält ihre außergewöhnliche Zähigkeit auch bei kryogenen Temperaturen bis hinunter zu -253°C und eignet sich daher für Speichertanks und -systeme für flüssigen Wasserstoff und flüssigen Sauerstoff.

Normen und Spezifikationen

Produktform	ASTM-Standard	ASME-Standard	AMS-Standard
Nahtloses Rohr/Schlauch	ASTM B983	—	AMS 5589, AMS 5590
Stange/Stange	ASTM B637	ASME SB-637	AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Platte/Blech/Streifen	ASTM B670	—	AMS 5596, AMS 5597
Schmiedeteile	ASTM B637	ASME SB-637	AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Draht	ASTM B637	—	AMS 5832, AMS 5962
UNS-Bezeichnung	N07718
Werkstoffnummer	2,4668
DIN-Bezeichnung	NiCr19Fe19NbMo
Chinesisches Äquivalent	GH4169 / GH169

Häufig gestellte Fragen

F: Worin besteht der Unterschied zwischen Inconel 718 und Inconel 625?

A: Inconel 718 zeichnet sich durch hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen (bis 700 °C) dank Ausscheidungshärtung (γ″- und γ′-Phasen) aus, während Inconel 625 durch Mischkristallhärtung hervorragende Korrosionsbeständigkeit (Meerwasser, Säuren) aufweist. Wählen Sie 718 für Anwendungen, bei denen Festigkeit entscheidend ist, und 625 für korrosionsgefährdete Umgebungen. Die Dichte von 718 beträgt 8,19 g/cm³, die von 625 8,44 g/cm³.

F: Was ist die maximale Einsatztemperatur für Inconel 718?

A: Inconel 718 ist für den Dauereinsatz bis 700 °C (1300 °F) ausgelegt. Kurzzeitige Temperaturspitzen bis 980 °C (1800 °F) sind zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit möglich, die Festigkeit nimmt jedoch oberhalb von 700 °C deutlich ab.

F: Ist Inconel 718 gut schweißbar?

A: Ja. Inconel 718 gilt weithin als die am besten schweißbare Nickelbasis-Superlegierung. Sie weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion auf und kann sowohl im geglühten als auch im ausgehärteten Zustand mit WIG-, MIG-, Elektronenstrahl- und Laserschweißverfahren geschweißt werden. Sie gilt als geeignet für Schweißarbeiten ohne Probleme mit Rissbildung nach dem Schweißen.

F: Was sind die chinesischen Entsprechungen von Inconel 718?

A: Die chinesischen Entsprechungen sind GH4169 und GH169 (GB/T 14992). Diese Legierungen entsprechen den chinesischen nationalen Normen für Hochtemperaturlegierungen.

F: Welche Produktformen sind für Inconel 718 erhältlich?

A: Womic Steel liefert Inconel 718 als nahtlose und geschweißte Rohre, Stahlstangen, Stahlbleche, Stahlcoils, Bänder, Flansche, Fittings, Schmiedeteile, Draht, Federn, Befestigungselemente und Ventile. Vollständige Produktspezifikationen und Größenbereiche finden Sie im Abschnitt „Produktverfügbarkeit“.

F: Ist für Inconel 718 eine Wärmebehandlung erforderlich?

A: Ja. Inconel 718 erzielt seine außergewöhnliche Festigkeit durch Ausscheidungshärtung. Das Standardverfahren besteht aus Lösungsglühen (927–1010 °C) und anschließender doppelter Auslagerung (718 °C für 8 Stunden, Ofenabkühlung auf 620 °C, Haltezeit 8–10 Stunden).

F: Ist Inconel 718 magnetisch?

A: Nein. Inconel 718 ist unter allen Bedingungen nichtmagnetisch und eignet sich daher für Anwendungen, bei denen magnetische Störungen vermieden werden müssen.

F: Wie ist das Dauerfestigkeitsverhalten von Inconel 718?

A: Inconel 718 weist eine hervorragende Dauerfestigkeit bei hohen Temperaturen auf. Seine Dauerfestigkeitsgrenze (HCF) bei 650 °C übersteigt 400 MPa, wodurch es sich für Anwendungen unter zyklischer Belastung und thermischer Ermüdung eignet.

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Womic Steel – Ihr zuverlässiger Partner für nahtlose und geschweißte Rohre, Stahlstangen, Stahlbleche, Stahlcoils, Flansche, Fittings, Schmiedeteile, Ventile, Verbindungselemente und Federn aus Inconel 718 (UNS N07718, GH4169) für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, Gasturbinen, Kerntechnik sowie in der Öl- und Gasindustrie (HPHT) weltweit. Vollständige Rückverfolgbarkeit, Zertifizierungen durch Klassifikationsgesellschaften (CCS, ABS, BV, DNV, LR) und Dokumentation nach EN 10204 Typ 3.1/3.2 sind verfügbar.