Inconel 718（中国牌号GH4169，美标UNS N07718）是一种含铌、钼的沉淀硬化型镍铬铁合金，通过γ"相（Ni₃Nb）和γ′相（Ni₃(Al,Ti)）沉淀强化，在-253～700℃温度范围内兼具高强度、耐腐蚀性及优异的工艺性能。


一、材料定义与核心组成
Inconel 718以镍为基体（50-55%），添加多元素协同强化：

铬（17-21%）：形成Cr₂O₃氧化膜，抵抗高温氧化与酸性介质腐蚀。

铌（4.75-5.5%）：与镍形成γ"相，主导时效强化效应，贡献70%以上的强度增量。

钼（2.8-3.3%）：提升抗蠕变能力，抑制氯化物应力腐蚀开裂。

钛（0.65-1.15%）与铝（0.2-0.8%）：辅助形成γ′相，细化晶粒并增强热稳定性。
微量元素铁（余量）平衡成本，碳、硫、磷等杂质严格限制（≤0.08%）以保障纯净度。国际通用牌号涵盖GH4169（中）、NC19FeNb（法）、NiCr19Fe19Nb5Mo3（德）。

二、物理与力学性能
基础物性
密度：8.24g/cm³；熔点：1260-1320℃。

热导率：11.4W/(m·K)（室温），随温度升高而增加。

线膨胀系数：13.3×10⁻⁶/℃（20-1000℃），保障高温尺寸稳定性。

力学性能
室温强度：抗拉强度≥1370MPa，屈服强度≥1030MPa，硬度HRC 35-40。

高温强度：650℃下抗拉强度保持1100MPa，屈服强度890MPa，延伸率提升至15%。

抗蠕变性能：650℃/100MPa条件下，1000小时蠕变率≤0.1%，居变形高温合金首位。

三、核心性能优势
高温稳定性
抗氧化性：1000℃以下形成稳定氧化铬膜，氧化增重率≤0.1g/m²·h。

组织稳定性：长期暴露于650℃无有害相析出，避免脆性断裂风险。

全温域耐蚀性
抗应力腐蚀开裂：耐受含硫、氯离子介质，点蚀当量PREN≥40。

低温耐性：-253℃液氢环境中延伸率仍＞12%，适用于航天低温燃料系统。

工艺适应性
焊接性：支持氩弧焊、电子束焊，无焊后开裂倾向，推荐ERNiFeCr-2焊丝。

成型性：固溶态可冷热加工，热锻温度1120-900℃，终锻温度≥960℃。

四、热处理工艺规范
热处理是调控性能的核心，需分步精确控温：

固溶处理

温度980-1020℃，保温1-2小时，水淬或空冷，溶解初始析出相。

双级时效

一级时效：720-740℃保温8小时，炉冷至620℃；

二级时效：620℃保温8小时，空冷，促进γ"/γ′相弥散析出。

特种工艺

直接时效：省去固溶步骤，提升强度但降低韧性，适用于非承力件。

热等静压：1180℃/100MPa消除铸件内部孔隙，提升疲劳寿命。

五、典型应用领域
航空航天
发动机热端部件：涡轮盘、叶片、燃烧室衬套（耐温650-700℃）。

航天结构件：火箭发动机喷嘴、液氧管路，适应超低温与振动载荷。

能源与核工业
核反应堆组件：燃料定位格架、控制棒套管，抗中子辐照肿胀。

燃气轮机叶片：耐受高温燃气冲刷，服役寿命＞50,000小时。

高端工业装备
化工耐蚀设备：硫酸反应器、深海采油阀门，抗H₂S/CO₂腐蚀。

增材制造：激光熔融（SLM）成型复杂流道件，屈服强度达548MPa。