Inconel 718 (UNS N07718 / W.Nr. 2.4668) ist eine Nickel-Chrom-Legierung mit Niob (Nb), Molybdän (Mo) und Eisen (Fe). Es gehört zur ausscheidungsgehärtete Superlegierung Familie und bietet außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und ausgezeichnete Schweißbarkeit.
Geschichte von Inconel 718
Um die Probleme der Spannungsrisskorrosion und der unzureichenden Festigkeit in herkömmlichen Inconel-Legierungen (wie Inconel 600 und 625) unter Hochtemperatur- und Hochdruckbedingungen zu lösen – insbesondere in Anwendungen wie Flugzeugtriebwerken und Gasturbinen –, International Nickel Company (INCO) (jetzt Teil von Spezialmetalle Corporation) entwickelt Inconel 718 im Jahr 1959.
Ab den 1960er Jahren wurde Inconel 718 in der Luft- und Raumfahrtindustrie weit verbreitet eingesetzt, unter anderem für Komponenten der Triebwerke des NASA-Raumfahrtprogramms. Es entwickelte sich zu einem wichtigen Werkstoff für Turbinenscheiben, Gehäuse, Befestigungselemente, Federn und Dichtungen kommerzieller und militärischer Düsentriebwerke. Aufgrund seiner außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit und hohen Festigkeit wurde es auch in der Kernenergie und bei Tiefseebohranlagen eingesetzt. Die Entwicklung von Inconel 718 markierte einen bedeutenden Durchbruch bei Hochtemperaturlegierungen für die Luft- und Raumfahrt sowie den Energiesektor.
Gängige Handelsnamen
- Inconel® 718 (Sondermetalle)
- Legierung 718
- Haynes® 718
- ATI 718 (Allegheny Technologies)
- Udimet® 718
Inconel 718-Äquivalente
| Standard | Äquivalente Note | Hinweise |
| UNS | N07718 | Bezeichnung des einheitlichen Nummerierungssystems |
| Werkstoff Nr. | 2.4668 | Deutsche Normbezeichnung |
| ASTM | ASTM B637 (Stab), B670 (Platte), B670M | Standard für verschiedene Formulare |
| AMS | AMS 5662 / AMS 5663 / AMS 5596 / AMS 5664 | Materialspezifikationen für die Luft- und Raumfahrt (Stangen, Platten, Bleche, Schmiedeteile) |
| ISO | ISO 15156-3 (Konformität mit NACE MR0175) | Einsetzbar in Sauergasumgebungen |
| AFNOR | NC19FeNb | Französische Bezeichnung |
| BS | NA 51 | Britischer Standard |
| JIS | NCF 718 | Japanischer Industriestandard |
| GE / Boeing / Rolls-Royce | Verschiedene interne Codes | Wird in OEM-Spezifikationen für die Luft- und Raumfahrt verwendet |
Hauptvorteile von Inconel 718
| Vorteil | Beschreibung |
| 🔩 Excellent High-Temperature Strength | Behält bei Temperaturen bis zu 650 °C eine hervorragende Zug-, Kriech- und Dauerfestigkeit bei. |
| 🔧 Superior Weldability | Im Gegensatz zu vielen hochfesten Nickellegierungen kann Inconel 718 ohne Rissbildung geschweißt werden und erfordert im Allgemeinen keine Wärmebehandlung nach dem Schweißen. |
| ⛓ Exceptional Corrosion Resistance | Weist eine hohe Beständigkeit gegen Oxidation, Lochfraß, Spaltkorrosion und aggressive chemische Umgebungen auf. |
| 🧪 Good Machinability | Bietet im lösungsgeglühten Zustand eine gute Umformbarkeit und Bearbeitbarkeit, geeignet zum Drehen, Fräsen etc. |
| 🌀 Excellent Precipitation Hardening | Verstärkt durch γ″- und γ′-Phasen; ermöglicht eine präzise Kontrolle der mechanischen Eigenschaften durch Wärmebehandlung. |
| 🛠 High Structural Stability | Bietet Dimensionsstabilität, Verformungsbeständigkeit und Spannungsabbau bei längerem Einsatz bei hohen Temperaturen. |
| 🛰 Ideal for Harsh Environments | Entwickelt für Luft- und Raumfahrttriebwerke, Kernreaktoren, Tiefseebohrungen und andere extreme Anwendungen. |
Anwendungen von Inconel 718
✈️ Luft- und Raumfahrt: Komponenten von Gasturbinentriebwerken, Turbinenschaufeln, Brennkammern, Befestigungselemente, Fahrwerksteile, Düsen und Wärmeabschirmstrukturen.
⚙️ Energy & Power Generation: Komponenten von Kernreaktoren, Rohrböden von Dampferzeugern, Hochdruckschrauben und Heißteile von Gasturbinen.
🛢 Oil & Gas: Bohrlochwerkzeuge, Bohrlochkopfausrüstung, BOP-Teile, Ventile und Komponenten, die sauren Gasumgebungen (H₂S) ausgesetzt sind.
🧪 Chemical Processing: Reaktoren, Wärmetauscher, Pumpengehäuse und Innenteile von Druckbehältern unter korrosiven und Hochtemperaturbedingungen.
🚢 Marine & Offshore: Tauchpumpenwellen, Propellersysteme, korrosionsbeständige Befestigungselemente und Unterwasserverbindungen – insbesondere in chloridreichem Meerwasser.
🏥 Medical Devices: Chirurgische Instrumente, hochfeste Implantate und korrosionsbeständige Komponenten (nach entsprechender Verarbeitung).
🚀 Defense & Space: Raketendüsen, Gehäuse für Feststoffmotoren, Raketenkomponenten und Strukturträger für die Luft- und Raumfahrt.
Typische chemische Zusammensetzung von Inconel 718
| Element | Inhalt (%) | Funktion |
| Ni (Nickel) | 50,0–55,0 | Basiselement; bietet Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. |
| Cr (Chrom) | 17,0–21,0 | Bietet Oxidationsbeständigkeit und bildet einen schützenden Oxidfilm. |
| Fe (Eisen) | Guthaben (ca. 17%) | Gleicht die Legierungszusammensetzung aus und verbessert die Bearbeitbarkeit. |
| Nb + Ta (Niob + Tantal) | 4,75–5,50 | Bildet die γ″ (Ni₃Nb)-Verfestigungsphase; Haupthärteelemente. |
| Mo (Molybdän) | 2,80–3,30 | Verbessert die Festigkeit und die Beständigkeit gegen Lochkorrosion. |
| Ti (Titan) | 0,65–1,15 | Arbeitet mit Aluminium, um die γ′ (Ni₃(Al,Ti))-Phase zu bilden; verbessert die thermische Festigkeit. |
| Al (Aluminium) | 0,20–0,80 | Trägt zur γ'-Ausscheidungsverfestigung und Oxidationsbeständigkeit bei. |
| Co (Kobalt) | ≤ 1,0 | Erhöht die Warmfestigkeit; normalerweise ein Restelement. |
| C (Kohlenstoff) | ≤ 0,08 | Erhöht die Festigkeit; übermäßige Mengen können zur Karbidausfällung führen. |
| Mn (Mangan) | ≤ 0,35 | Verbessert die Warmverarbeitbarkeit und wirkt als Desoxidationsmittel. |
| Si (Silizium) | ≤ 0,35 | Hilft bei der Desoxidation; verbessert die metallurgische Verarbeitung. |
| S (Schwefel) | ≤ 0,015 | Schädliche Verunreinigungen; sollten minimiert werden, um Zähigkeit und Duktilität zu verbessern. |
| Cu (Kupfer) | ≤ 0,30 | Normalerweise ein Restelement mit begrenztem Einfluss. |
Hauptstärkungsmechanismen
Inconel 718 erreicht seine hohe Festigkeit vor allem durch Ausscheidungshärtung. Dabei kommt es zu folgenden Vorgängen:
- γ″-Phase (Ni₃Nb): Hauptverfestigungsphase, die für ausgezeichnete Kriech- und Zugfestigkeit bei erhöhten Temperaturen sorgt.
- γ′-Phase (Ni₃(Al,Ti)): Sekundäre Verstärkungsphase, die zur Hitzebeständigkeit und strukturellen Stabilität beiträgt.
Physikalische Eigenschaften von Inconel 718
| Eigentum | Wert | Einheit |
| Dichte | 8.19 | g/cm³ |
| Schmelzbereich | 1260 – 1336 | °C |
| Spezifische Wärmekapazität | 0.435 | J/g·°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 11,4 (bei 100 °C) | W/m²K |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 13,0 (20–100 °C) | µm/m·°C |
| Elektrischer Widerstand | 1.2 | μΩ·m |
| Magnetische Eigenschaften | Nicht magnetisch (bei Raumtemperatur) | — |
Mechanische Eigenschaften (bei Raumtemperatur, wärmebehandelt)
| Eigentum | Typischer Wert |
| Zugfestigkeit (Rm) | ≥ 1240 MPa |
| Streckgrenze (Rp0,2%) | ≥ 1035 MPa |
| Dehnung (A5) | ≥ 12% |
| Härte (Rockwell C) | 36 – 44 HRC |
| Schlagzähigkeit (gekerbt) | Hoch |
Wärmebehandlung: Lösungsgeglüht + ausgelagert (Ausscheidungshärtung)
Inconel 718 Verfügbare Formen
- Rohre und Schläuche (nahtlos und geschweißt)
- Geschmiedete Flansche
- Armaturen (Kniestück, T-Stück, Reduzierstück, Kappe)
- Platten und Bleche
- Stangen, Stäbe und Befestigungselemente
Standards und Spezifikationen
- ASTM B637, AMS 5662 / 5663
- UNS N07718, DIN 2.4668
- ISO 15156 / NACE MR0175
- ASME Boiler & Pressure Vessel Code genehmigt
Bearbeitbarkeit von Inconel 718
Inconel 718 ist eine hochfeste Nickellegierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturfestigkeit. Aufgrund seines Härtungsmechanismus (Ausscheidungshärtung), seiner hohen Zähigkeit und seiner starken Kaltverfestigungsneigung gilt es jedoch als schwer zerspanbares Material.
Inconel® 718 ist eine hochfeste Nickelbasislegierung, die für ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit und ihr hohes Temperaturverhalten bekannt ist. Aufgrund ihrer Kaltverfestigungsneigung und Zähigkeit gilt sie jedoch auch als schwer zerspanbarer Werkstoff. Bei der Bearbeitung härtet die Legierung schnell aus, erzeugt erhebliche Hitze an der Schneide und führt zu schnellem Werkzeugverschleiß. Für optimale Ergebnisse empfiehlt sich die Verwendung von beschichteten Hartmetall-, Keramik- oder CBN-Werkzeugen sowie die Anwendung von Hochdruck-Kühlmittel mit hohem Durchfluss zur Wärmeregulierung. Um Aufbauschneidenbildung und Oberflächenverhärtung zu vermeiden, sollten die Schnittgeschwindigkeiten niedrig gehalten, der Vorschub gleichmäßig und der Werkzeugeingriff minimal gehalten werden. Die Bearbeitung ist im geglühten Zustand effektiver, und stabile Maschinenaufbauten sind unerlässlich, um den hohen Schnittkräften standzuhalten. Trotz dieser Herausforderungen können die richtige Werkzeugauswahl, optimierte Schnittparameter und Wärmemanagement die Bearbeitungseffizienz und Oberflächenqualität bei der Bearbeitung von Inconel 718 deutlich verbessern.
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Inconel 718 im 3D-Druck und seine Anwendungen
Die Kompatibilität von Inconel 718 mit dem 3D-Druck ermöglicht es Ingenieuren, seine Hochleistungseigenschaften in komplexen Geometrien zu nutzen – was es zur ersten Wahl für unternehmenskritische, hochtemperatur- und korrosionsbeständige Anwendungen in extremen Umgebungen macht.
Inconel 718 ermöglicht die Herstellung komplexer, leichter Geometrien wie Gitterstrukturen, die konventionell nur schwer oder gar nicht bearbeitet werden können. Es reduziert zudem Materialabfall und Vorlaufzeiten und unterstützt die schnelle Prototypenentwicklung und Individualisierung von Hochleistungsteilen.
Wichtige Anwendungsbereiche:
3D-gedruckte Komponenten aus Inconel 718 finden breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrt (Turbinenschaufeln, Düsen, Brennkammerteile), im Automobil-Motorsport (Turbogehäuse, Hitzeschilde), in der Medizin (kundenspezifische Implantate, chirurgische Instrumente), in der Öl- und Gasindustrie (Bohrlochwerkzeuge, korrosionsbeständige Ventile), in der Energieerzeugung (Turbomaschinenkomponenten) sowie in der Raumfahrt und Verteidigung (Raketenteile, Satellitenhalterungen).
Häufig gestellte Fragen
Es funktioniert zuverlässig bei Temperaturen von -253 °C bis 700 °C, und kann für kurze Zeit sogar höheren Temperaturen standhalten, was es ideal für extreme Umgebungen macht.
Ja, es ist gut schweißbar und eignet sich besonders für WIG- und Elektronenstrahlschweißen. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen ist in der Regel nicht erforderlich, um die Leistung aufrechtzuerhalten.
Inconel 718 ist ausscheidungsgehärtet und bietet dadurch höhere Festigkeit, ideal für tragende Anwendungen. Inconel 625 basiert auf Mischkristallverfestigung und bietet eine bessere Korrosionsbeständigkeit, geeignet für maritime und chemische Umgebungen.
Ja, es weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation, Spannungskorrosion und Meerwasserumgebungen auf.
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