一、合金概述
Inconel 718（中国牌号GH4169）是一种沉淀硬化型镍铬铁基高温合金，由美国国际镍公司于1959年研发，1962年申请专利。其镍含量约50-55%，铬含量17-21%，辅以铌、钼、钛等元素强化。该合金在-253℃至700℃区间内兼具高强度、耐腐蚀和优异的热稳定性，长期占据全球高温合金产量的40%-50%。其核心优势在于高温抗蠕变性、低温韧性以及复杂的工艺适应性，成为航空航天、核能、石油等极端环境的材料。
二、化学成分与物理性能
化学成分：
以镍为基体（50-55%），铬（17-21%）提升抗氧化性，铌（4.75-5.5%）与钛（0.65-1.15%）通过γ"相沉淀强化，钼（2.8-3.3%）增强高温稳定性。严格控制碳、硫、磷等杂质（均≤0.015%）以保障纯度。物理性能：
密度为8.24 g/cm³，熔点1260-1340℃。热导率在100℃时为14.7 W/(m·℃)，线膨胀系数（20-100℃）为11.8×10⁻⁶/℃，低温环境下仍保持结构稳定性。
三、机械性能与热处理特性
机械性能：
经标准热处理后，抗拉强度达1250-1450 MPa，屈服强度1100-1200 MPa，延伸率12-20%，硬度HRC 40-45。在650℃高温下，其屈服强度居变形高温合金首位；低温环境中（如-196℃）抗拉强度仍保持1800 MPa以上。热处理工艺：
标准制度：980℃固溶1小时（油冷/空冷）+720℃时效8小时+620℃时效8小时，形成晶界δ相消除缺口敏感性。
直接时效：仅时效处理（720℃+620℃），提升强度但δ相较少。
高温固溶：1065℃处理获得粗晶组织，优化低温冲击韧性。
四、微观组织结构
合金组织由γ奥氏体基体、γ′（Ni₃(Al,Ti)）和γ"（Ni₃Nb）强化相构成。γ"相为体心四方结构，是核心强化源，但650℃以上会向δ相转化导致性能衰减。δ相（Ni₃Nb）在晶界析出形态受终锻温度控制：
900℃终锻：针状δ相（晶界/晶内）；
950℃终锻：短棒状δ相（主晶界）；
1020℃终锻：无δ相，晶粒粗化但易缺口敏感。
五、加工与焊接性能
加工性能：
可锻造、轧制、冷成形，但铌偏析需严格冶金控制。电渣重熔或真空熔炼减轻偏析，均匀化工艺需1160℃+1180℃双阶段处理。终锻温度建议930-950℃，避免δ相异常生长。焊接性能：
支持氩弧焊、电子束焊、摩擦焊。直接时效态零件推荐摩擦焊，焊后时效处理可保留强化相，焊缝强度接近基体。
六、耐腐蚀性能
在高温氧化、酸性介质（如盐酸、含硫环境）及含氯离子溶液中均表现卓越：
抗氧化性：1000℃下氧化速率低于0.1 mm/年；
耐蚀性：抗点蚀、应力腐蚀开裂，尤其在核反应堆冷却剂、海洋平台等苛刻场景稳定。QPQ渗氮处理可进一步提升表面硬度与耐盐酸腐蚀能力，渗层深度随温度升高显著增加（580℃渗层8-10μm，650℃达45-50μm）。
七、应用领域
航空航天：
喷气发动机涡轮盘、叶片、燃烧室（占发动机高温部件50%以上），火箭推力室、卫星结构件。能源工业：
核反应堆压力容器、汽轮机叶片；石油钻头、油管悬挂器（耐H₂S/CO₂腐蚀）。化工与海洋：
酸性反应器、海底管道；液化天然气储运设备。其他领域：
医疗器械（手术工具）、高性能汽车涡轮增压器。