Inconel 718 (UNS N07718) – Lega di nichel-cromo a indurimento per precipitazione per applicazioni ad alta resistenza

Breve descrizione:

Inconel 718 (UNS N07718 /N. O.L'Inconel 718 (2.4668 / GH4169) è una lega di nichel-cromo-ferro induribile per precipitazione con eccezionale resistenza alle alte temperature e alla corrosione. Womic Steel fornisce Inconel 718 in diverse forme, tra cui tubi senza saldatura, tubi saldati, barre d'acciaio, lamiere d'acciaio, bobine d'acciaio, nastri, flange, raccordi, forgiati, fili, elementi di fissaggio e valvole per applicazioni aerospaziali, turbine a gas, navali, nucleari e petrolifere e del gas.

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Dettagli del prodotto

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Panoramica del prodotto

L'Inconel 718 è la superlega a base di nichel più utilizzata al mondo, spesso descritta come il "cavallo di battaglia" delle leghe ad alta temperatura. Sviluppata dalla International Nickel Company negli anni '50, la lega raggiunge la sua eccezionale resistenza grazie alla precipitazione delle fasi γ″ (Ni₃Nb) e γ′ (Ni₃(Al,Ti)) durante un trattamento termico di doppio invecchiamento controllato. Con una resistenza alla trazione che raggiunge i 1.275-1.380 MPa, l'Inconel 718 offre uno dei più alti rapporti resistenza/peso tra le leghe di nichel, pur mantenendo un'eccellente lavorabilità e saldabilità.

Le caratteristiche principali includono:

Eccezionale resistenza alle alte temperaturefino a 700 °C (1300 °F)
Indurimento da precipitazioneattraverso la formazione delle fasi γ″ e γ′ durante l'invecchiamento
Eccellente resistenza allo scorrimento viscosoa 650-700 °C
Buona resistenza all'ossidazione e alla corrosione.in ambienti diversi
Eccezionale resistenza alla faticae tenacità alla frattura
Eccellente saldabilità– una delle superleghe a base di nichel più saldabili
Ampia gamma di temperature di esercizioda criogenico (-253 °C) a 700 °C

Composizione chimica

Elemento	Contenuto (%)	Ruolo
Nichel (Ni)	50,0 – 55,0	Elemento di base, garantisce stabilità austenitica e resistenza alla tensocorrosione.
Cromo (Cr)	17,0 – 21,0	Resistenza all'ossidazione, forma uno strato protettivo di Cr₂O₃
Ferro (Fe)	Bilancia	Elemento di base economicamente vantaggioso, partecipa al rafforzamento della soluzione solida
Niobio + Tantalio (Nb+Ta)	4,75 – 5,50	Fase di rinforzo γ″ primaria (Ni₃Nb), elemento chiave di differenziazione
Molibdeno (Mo)	2,80 – 3,30	Rinforzo tramite soluzione solida, resistenza allo scorrimento viscoso
Titanio (Ti)	0,65 – 1,15	Formazione della fase γ′ (Ni₃Al,Ti), rinforzo secondario
Alluminio (Al)	0,20 – 0,80	Formazione della fase γ′, resistenza all'ossidazione
Cobalto (Co)	≤ 1,00	Elemento residuo, contribuisce al rafforzamento della soluzione solida
Carbonio (C)	≤ 0,08	Formatore di carburi, rinforzo dei bordi di grano
Manganese (Mn)	≤ 0,35	Deossidante
Silicio (Si)	≤ 0,35	Deossidante
Fosforo (P)	≤ 0,015	Impurità, rigorosamente controllata
Zolfo (S)	≤ 0,015	Impurità, rigorosamente controllata
Boro (B)	≤ 0,006	Rinforza i bordi delle fibre, migliorando la resistenza allo scorrimento viscoso.
Rame (Cu)	≤ 0,30	Elemento residuo

Proprietà meccaniche

Proprietà a temperatura ambiente (in condizioni di invecchiamento)

Proprietà	Requisito ASTM	Tipicamente raggiunto
Resistenza alla trazione	≥ 1.240 MPa (180 ksi)	1.275 – 1.380 MPa
Resistenza allo snervamento (scostamento dello 0,2%)	≥ 1.034 MPa (150 ksi)	1.030 – 1.170 MPa
Allungamento	≥ 12%	12 – 25%
Durezza	—	36 – 44 HRC
Densità	8,19 g/cm³
Intervallo di fusione	1.260 – 1.340 °C
Modulo elastico	200 GPa a 20 °C
Conduttività termica	11,4 W/m·K a 20 °C
Permeabilità magnetica	Non magnetico

Proprietà meccaniche ad alta temperatura

Temperatura °C	Resistenza alla trazione (MPa)	Resistenza allo snervamento (MPa)
20	1.275 – 1.380	1.030 – 1.170
540	1.150	960
650	1.030 – 1.100	850 – 860
700	—	700

Resistenza allo scorrimento viscoso

Temperatura	Tensione (MPa)	Vita di rottura
650 °C	690	> 100 ore
700 °C	620	> 100 ore
650 °C	586	> 1.000 ore

Principali vantaggi dell'Inconel 718

Meccanismo di indurimento delle precipitazioni– L'Inconel 718 trae la sua resistenza dalla precipitazione delle fasi γ″ (Ni₃Nb) e γ′ (Ni₃(Al,Ti)) durante il trattamento termico di invecchiamento. La fase γ″ è il principale meccanismo di rinforzo, con una frazione volumetrica che raggiunge circa il 12-20%. A differenza di molte altre leghe a indurimento per precipitazione, l'Inconel 718 presenta una risposta all'invecchiamento più lenta, offrendo un'ampia finestra di lavorazione e un'eccellente saldabilità.

Eccezionale resistenza alle alte temperature– L'Inconel 718 mantiene un'elevata resistenza alla trazione, alla fatica e allo scorrimento viscoso fino a 700 °C (1300 °F). A 650 °C, il suo limite di snervamento supera quello di tutte le altre superleghe lavorate. La lega presenta un'eccellente resistenza allo scorrimento viscoso nell'intervallo 650-700 °C, il che la rende il materiale preferito per applicazioni a lungo termine ad alta temperatura.

Eccellente saldabilitàL'Inconel 718 è ampiamente considerato la superlega a base di nichel più saldabile. A differenza di molte leghe a indurimento per precipitazione, soggette a cricche da invecchiamento, l'Inconel 718 può essere saldato sia allo stato ricotto che invecchiato senza rischi significativi. La lega presenta un'eccellente resistenza alle cricche indotte dalla saldatura e può essere saldata mediante processi TIG, MIG, a fascio di elettroni e laser. I giunti saldati raggiungono in genere una resistenza prossima a quella del metallo base con un semplice trattamento di invecchiamento post-saldatura.

Ampia gamma di temperature di funzionamento– La lega mantiene proprietà stabili da temperature criogeniche (-253 °C) fino a 700 °C. A temperature criogeniche, resistenza e tenacità aumentano senza transizione duttile-fragile, rendendola adatta per sistemi a idrogeno liquido e ossigeno liquido. Questo ampio intervallo operativo è raro tra le superleghe.

Buona resistenza alla corrosioneCon un contenuto di cromo compreso tra il 17% e il 21%, l'Inconel 718 offre un'eccellente resistenza all'ossidazione, alla corrosione per vaiolatura e alla tensocorrosione in diversi ambienti. La lega si comporta bene in acqua di mare, nebbia salina, ambienti acidi e atmosfere ossidanti ad alta temperatura. Il suo basso contenuto di cobalto (≤1,0%) la rende adatta per applicazioni nucleari in cui l'attivazione da radiazioni rappresenta un problema.

Eccellente lavorabilità– L'Inconel 718 può essere lavorato a caldo a 900-1150 °C e a freddo utilizzando tecniche standard. La lavorazione a freddo aumenta significativamente la resistenza mantenendo un'adeguata duttilità. La lega è lavorabile con utensili in carburo o ceramica con parametri appropriati.

Inconel 718 vs Inconel 625: Confronto

Proprietà	Inconel 718	Inconel 625
Meccanismo di rinforzo	Indurimento per precipitazione (γ″ + γ′). Richiede trattamento termico.	Rinforzo mediante soluzione solida (non è necessario alcun trattamento termico)
Resistenza alla trazione	≥ 1.240 MPa (180 ksi)	~690 MPa (100 ksi)
Capacità di temperatura	da -253 °C a 700 °C	Criogenico a 982 °C (1800 °F)
Contenuto di ferro	~15-20%	≤5%
Contenuto di niobio	4,75-5,50% (critico per γ″)	3,15-4,15%
Contenuto di molibdeno	2,80-3,30%	8-10% (resistenza alla corrosione per vaiolatura)
Elemento distintivo chiave	Massima resistenza, saldabilità e resistenza alla fatica.	Eccellente resistenza alla corrosione in acqua di mare e acidi
Preferito per	Dischi di turbine aerospaziali, motori a reazione, motori a razzo, petrolio e gas ad alta pressione e alta temperatura, elementi di fissaggio	Ambienti marini, condotte per l'acqua di mare, processi chimici, desolforazione dei fumi

Quando scegliere l'Inconel 718:Applicazioni che richiedono la massima resistenza alle alte temperature, resistenza allo scorrimento viscoso e prestazioni a fatica fino a 700 °C, dove la resistenza alla corrosione è secondaria. Tipicamente: componenti di turbine, motori a razzo, petrolio e gas ad alta pressione e alta temperatura.

Quando scegliere l'Inconel 625:Applicazioni che richiedono un'eccellente resistenza alla corrosione in acqua di mare, acidi e ambienti ad alto contenuto di cloruri, dove una resistenza moderata è accettabile. Tipicamente: tubazioni marine, processi chimici, sistemi di desolforazione dei fumi (FGD).

Trattamento termico dell'Inconel 718

L'Inconel 718 richiede una specifica sequenza di trattamento termico per ottenere proprietà meccaniche ottimali:

Trattamento termico standard:

1. Ricottura in soluzione:927-1010 °C (1700-1850 °F) per 1 ora, raffreddamento rapido (tempra in acqua o olio)

Scopo: Dissolvere tutti i precipitati, ottenere austenite monofase

2. Prima fase dell'invecchiamento:718 °C (1325 °F) per 8 ore, raffreddamento del forno a 620 °C

3. Invecchiamento di secondo stadio:620 °C (1150 °F) per 8-10 ore, tempo totale di maturazione 18 ore, raffreddamento ad aria

Scopo: precipitare γ″ e γ′ per la massima resistenza e resistenza allo scorrimento viscoso.

Trattamento termico alternativo (per un migliore rilassamento e riduzione dello stress):

Ricottura in soluzione:1038-1066 °C (1900-1950 °F), raffreddamento rapido
Prima fase dell'invecchiamento:760 °C (1400 °F) per 10 ore, raffreddamento del forno a 650 °C
Invecchiamento di secondo stadio:650 °C (1200 °F) per 20 ore, raffreddamento ad aria

Considerazioni principali:

La fase γ″ (Ni₃Nb) è la fase di rinforzo primaria ed è metastabile. Al di sopra di 650 °C, si trasforma nella fase δ stabile (Ni₃Nb, ortorombica) causando una riduzione della resistenza.
L'esposizione prolungata a 600-800 °C può provocare la precipitazione della fase δ ai bordi dei grani, riducendo la tenacità.
La velocità di raffreddamento dopo la ricottura di solubilizzazione deve essere rapida per sopprimere la precipitazione dannosa

Forme di prodotto disponibili da Womic Steel

Tubi senza saldatura

Diametro esterno:6 mm – 350 mm (1/4" – 14")
Spessore della parete:1 mm – 40 mm (Schedule 5S a XXS)
Lunghezza:Fino a 12 metri
Standard:ASTM B983, AMS 5589, AMS 5590
Applicazioni:Tubi per scambiatori di calore, sistemi fluidici ad alta pressione, tubazioni aerospaziali, linee di strumentazione
Parole chiave:Tubo senza saldatura in Inconel 718, tubo UNS N07718, tubo senza saldatura 2.4668, tubo GH4169, tubo in nichel ad alta resistenza

Tubo saldato

Diametro esterno:50 mm – 1200 mm (2" – 48")
Spessore della parete:1,0 mm – 30 mm
Standard:ASTM B904, ASTM B906
Applicazioni:Tubazioni di processo di grande diametro, involucri di scambiatori di calore, applicazioni strutturali
Parole chiave:Tubo saldato in Inconel 718, tubo in lega 718 ERW, tubo in nichel di grande diametro

Barre d'acciaio (tonde, quadrate, piatte, esagonali)

Diametro:5 mm – 600 mm
Superficie:Laminato a caldo, Brillante (trafilato a freddo), Macinato, Rivoltato, Pelato
Standard:ASTM B637, AMS 5662 (ricotto in soluzione), AMS 5663 (invecchiato), AMS 5664
Applicazioni:Dischi di turbina, alberi, steli delle valvole, elementi di fissaggio, bulloni, prigionieri, materiale da lavorazione, molle
Parole chiave:Barra tonda in Inconel 718, barra UNS N07718, barra GH4169, barra in lega di nichel, barra in superlega ad alta resistenza

Lamiera e lamiera d'acciaio

Spessore:0,5 mm – 150 mm
Larghezza:Fino a 2500 mm
Standard:ASTM B670, AMS 5596, AMS 5597
Applicazioni:Gusci di recipienti a pressione, componenti strutturali, flange grezze, componenti per motori a razzo
Parole chiave:Lamiera in Inconel 718, lamiera in lega 718, lamiera GH4169, lamiera in lega per alte temperature

Bobina e nastro di acciaio

Spessore:0,5 mm – 6,0 mm
Larghezza:10 mm – 1500 mm
Standard:ASTM B670, AMS 5596
Applicazioni:Componenti sagomati, soffietti, giunti di dilatazione, stampaggi, tubi a parete sottile
Parole chiave:Bobina in Inconel 718, striscia in lega di nichel, bobina GH4169

Flange e raccordi per tubi

Tipologie:Collo di saldatura, a slittamento, cieco, a saldare a tasca, filettato, giunto a sovrapposizione
Taglie:1/2" – 48" (DN15 – DN1200)
Pressione nominale:Classe 150 – Classe 2500
Standard:ASTM B637, ASME B16.5, ASME B16.47
Parole chiave:Flange in Inconel 718, flangia a collo di saldatura in lega 718, raccordi N07718

Forgiati

Tipologie:Anelli, dischi, alberi, corpi valvola, componenti per turbine, geometrie personalizzate
Peso:Fino a 5.000 kg per pezzo
Standard:ASTM B637, AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Applicazioni:Dischi di turbina, dischi di compressore, carter motore, componenti di motori a razzo
Parole chiave:Forgiatura in Inconel 718, anello forgiato in GH4169, forgiatura del disco della turbina

Valvole in Inconel 718

Tipologie:Valvole a sfera, valvole a saracinesca, valvole a globo, valvole di ritegno
Taglie:1/2" – 24" (DN15 – DN600)
Pressione nominale:Classe 150 – Classe 2500
Intervallo di temperatura:da -253 °C a +700 °C
Standard di progettazione:API 608, API 6D, ASME B16.34
Posti a sedere:Stellite con rivestimento antiaderente, RPTFE, PEEK
Attuazione:Manuale, pneumatico, elettrico
Applicazioni:Settore petrolifero e del gas HPHT, isolamento di processi ad alta temperatura, sistemi di controllo delle turbine, servizi nucleari
Parole chiave:Valvola a sfera in Inconel 718, valvola a saracinesca in lega 718, valvola in nichel per alte temperature

Fili e elementi di fissaggio

Diametro del filo:0,5 mm – 12 mm
Elementi di fissaggio:Bulloni, dadi, prigionieri, viti, rondelle, molle
Standard:ASTM B637, AMS 5662, AMS 5663, AMS 5832
Parole chiave:Filo in Inconel 718, elementi di fissaggio GH4169, bulloni in lega di nichel, molle ad alta temperatura

Applicazioni dell'Inconel 718

Aerospaziale– L'Inconel 718 è lo standard industriale per i componenti dei motori a reazione, inclusi dischi del compressore ad alta pressione, dischi della turbina, alberi della turbina, pale del compressore, camere di combustione, componenti del postbruciatore e carter del motore. La lega è utilizzata anche per componenti di motori a razzo, camere di spinta, turbopompe e strutture di veicoli spaziali. È la superlega più utilizzata nelle applicazioni aerospaziali.

Acquisto e produzione di energia– Questa lega è ampiamente utilizzata nei componenti delle turbine a gas, inclusi dischi, pale, condotti di transizione e elementi di fissaggio, sia per turbine a gas terrestri che marine. La sua resistenza allo scorrimento viscoso a 650-700 °C la rende adatta per un servizio a lungo termine nelle apparecchiature di generazione di energia.

Industria nucleare– L'Inconel 718 viene utilizzato nei recipienti a pressione dei reattori, nei tubi dei generatori di vapore, nei meccanismi di azionamento delle barre di controllo e nelle parti interne del nocciolo. Il suo basso contenuto di cobalto (≤1,0%) riduce al minimo l'attivazione radioattiva, rendendolo adatto alle applicazioni nucleari.

Petrolio e gas– La lega è specificata per apparecchiature di testa pozzo ad alta pressione e alta temperatura (HPHT), componenti tubolari di fondo pozzo, supporti per tubi, valvole, pompe e apparecchiature sottomarine in ambienti corrosivi. L'Inconel 718 resiste alla tensocorrosione da solfuri e alla fessurazione indotta da idrogeno in ambienti contenenti H₂S.

Elementi di fissaggio per alte temperature– L'Inconel 718 è il materiale standard per elementi di fissaggio ad alta temperatura, inclusi bulloni, prigionieri, dadi e viti per turbine che operano a temperature fino a 700 °C. La sua resistenza al rilassamento delle tensioni garantisce l'integrità del giunto a lungo termine.

Applicazioni criogeniche– La lega mantiene un'eccezionale tenacità a temperature criogeniche fino a -253 °C, risultando adatta per serbatoi e sistemi di stoccaggio di idrogeno liquido e ossigeno liquido.

Norme e specifiche

Forma del prodotto	Standard ASTM	Norma ASME	Standard AMS
Tubo senza saldatura	ASTM B983	—	AMS 5589, AMS 5590
Barra/Asta	ASTM B637	ASME SB-637	AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Lastra/Foglio/Striscia	ASTM B670	—	AMS 5596, AMS 5597
Forgiati	ASTM B637	ASME SB-637	AMS 5662, AMS 5663, AMS 5664
Filo	ASTM B637	—	AMS 5832, AMS 5962
Designazione ONU	N07718
Numero di materiale	2,4668
Designazione DIN	NiCr19Fe19NbMo
Equivalente cinese	GH4169 / GH169

Domande frequenti

D: Qual è la differenza tra Inconel 718 e Inconel 625?

A: L'Inconel 718 eccelle nella resistenza alle alte temperature (fino a 700 °C) grazie all'indurimento per precipitazione (fasi γ″ e γ′), mentre l'Inconel 625 eccelle nella resistenza alla corrosione (acqua di mare, acidi) grazie al rafforzamento per soluzione solida. Scegliere il 718 per applicazioni critiche in termini di resistenza; scegliere il 625 per ambienti critici in termini di corrosione. La densità del 718 è di 8,19 g/cm³, la densità del 625 è di 8,44 g/cm³.

D: Qual è la temperatura massima di esercizio per l'Inconel 718?

A: L'Inconel 718 è classificato per un servizio a lungo termine fino a 700 °C (1300 °F). Sono possibili brevi escursioni termiche fino a 980 °C (1800 °F) per la resistenza all'ossidazione, ma la resistenza diminuisce significativamente al di sopra dei 700 °C.

D: L'Inconel 718 è facilmente saldabile?

R: Sì. L'Inconel 718 è ampiamente considerato la superlega a base di nichel più saldabile. Presenta un'eccellente resistenza alla fessurazione da invecchiamento e può essere saldato sia allo stato ricotto che invecchiato utilizzando metodi di saldatura TIG, MIG, a fascio di elettroni e laser. È considerato idoneo alla saldatura senza problemi di fessurazione post-saldatura.

D: Quali sono i materiali equivalenti cinesi all'Inconel 718?

A: I corrispondenti cinesi sono GH4169 e GH169 (GB/T 14992). Queste leghe sono conformi agli standard nazionali cinesi per le leghe ad alta temperatura.

D: Quali forme di prodotto sono disponibili per l'Inconel 718?

A: Womic Steel fornisce Inconel 718 in tubi senza saldatura, tubi saldati, barre d'acciaio, lamiere d'acciaio, bobine d'acciaio, nastri, flange, raccordi, forgiati, fili, molle, elementi di fissaggio e valvole. Le specifiche complete dei prodotti e le gamme di dimensioni sono elencate nella sezione relativa alla disponibilità dei prodotti.

D: L'Inconel 718 richiede un trattamento termico?

R: Sì. L'Inconel 718 raggiunge la sua eccezionale resistenza grazie a un trattamento termico di indurimento per precipitazione. Il processo standard prevede una ricottura di solubilizzazione (927-1010 °C) seguita da un doppio invecchiamento (718 °C per 8 ore, raffreddamento in forno a 620 °C, mantenimento per 8-10 ore).

D: L'Inconel 718 è magnetico?

R: No. L'Inconel 718 è amagnetico in tutte le condizioni, il che lo rende adatto ad applicazioni in cui è necessario evitare interferenze magnetiche.

D: Quali sono le prestazioni in termini di resistenza alla fatica dell'Inconel 718?

A: L'Inconel 718 presenta un'eccezionale resistenza alla fatica ad alte temperature. Il suo limite di fatica ad alto numero di cicli (HCF) a 650 °C supera i 400 MPa, rendendolo adatto ad applicazioni soggette a carico ciclico e fatica termica.

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