Inconel 718 ist eine Superlegierung auf Nickelbasis, die für ihre hohe Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen bekannt ist. Ihre Wärmeleitfähigkeit ist im Vergleich zu vielen anderen Metallen relativ gering, was typisch für Nickellegierungen ist.
Typische Wärmeleitfähigkeit von Inconel 718
| Temperatur (°C) | Wärmeleitfähigkeit (W/m·K) |
| 20 | ~11.4 |
| 100 | ~12.1 |
| 200 | ~13.0 |
| 400 | ~14.6 |
| 600 | ~16.5 |
| 800 | ~18.3 |
Notiz: Bei den oben genannten Werten handelt es sich um Richtwerte, die je nach Materialbeschaffenheit oder Hersteller leicht abweichen können.
Warum Inconel 718 eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat
Inconel 718 hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, da es eine große Menge an Elementen mit hohem Wärmewiderstand enthält und eine komplexe Mikrostruktur aufweist, die die Wärmeleitung behindert.
🔍 1. Einfluss eines hohen Nickelgehalts
Inconel 718 ist eine nickelreiche Legierung. Nickel (Ni) selbst weist im Vergleich zu Metallen wie Eisen und Kupfer eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit auf. Die Wärmeleitfähigkeit von Nickel beträgt etwa 90 W/m·K, während sie bei Kupfer 400 W/m·K und bei Eisen 80 W/m·K beträgt. Dadurch weist Inconel 718, das auf Nickel basiert, naturgemäß eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf.
🔬 2. Komplexe Legierungselemente
Inconel 718 enthält mehrere Legierungselemente, wie zum Beispiel:
Niob (Nb)
Molybdän (Mo)
Aluminium (Al)
Titan (Ti)
Eisen (Fe)
Diese Elemente bilden komplexe feste Lösungen und ausscheidungsverstärkende Phasen (wie γ′ und γ″), die die Gitterschwingungen (d. h. „Phononen“) streuen, die für die Wärmeleitung auf atomarer Ebene erforderlich sind, und dadurch die Wärmeübertragung behindern.
🧊 3. Vorhandensein von Niederschlagsverstärkungsphasen
Der Verstärkungsmechanismus von Inconel 718 beruht auf feinen γ′ (Ni₃(Al,Ti))- und γ″ (Ni₃Nb)-Ausscheidungen. Diese mikroskopischen Strukturen sind im gesamten Kristall verteilt und unterbrechen den Wärmeleitpfad, wodurch die Wärmeleitfähigkeit weiter verringert wird.
🧱 4. Komplexität der Gitterstruktur
Inconel 718 hat eine kubisch-flächenzentrierte (FCC) Struktur mit darin gelösten Legierungselementen, was zu einer starken Gitterverzerrung führt und die gleichmäßige Ausbreitung von Phononen erschwert, was auch die Wärmeleitfähigkeit verringert.
Vorteile der niedrigen Wärmeleitfähigkeit bei Inconel 718-Anwendungen
Inconel 718 hat eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit, typischerweise etwa 11,4 W/m·K bei Raumtemperatur. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig für folgende Anwendungen:
✅ Wärmeschutzstrukturen
Wie zum Beispiel Heißteilkomponenten in Strahltriebwerken und Gasturbinen
Langsame Wärmeübertragung hilft, das Eindringen von Wärme zu verzögern und schützt die Kernstruktur vor Schäden durch hohe Temperaturen
✅ Umgebungen mit thermischer Ermüdung
In Szenarien mit häufigen Temperaturwechseln (z. B. abwechselndes Heizen und Kühlen) trägt eine niedrige Wärmeleitfähigkeit dazu bei, die thermische Schockbelastung zu reduzieren
✅ Präzise Wärmeregelungskomponenten
Wie Hochtemperaturfedern und Befestigungselemente für die Luft- und Raumfahrt, die stabile Temperaturgradienten benötigen, um Verformungen zu verhindern
✅ Verbundverbindungen für die Luft- und Raumfahrt
In Kombination mit Wärmedämmstoffen wie Kohlefaser trägt es zu einer besseren Anpassung der thermischen Spannung bei
Vergleich der Wärmeleitfähigkeit mit herkömmlichen Metallen (Einheit: W/m·K)
| Material | Wärmeleitfähigkeit (ca.) | Beschreibung |
| Kupfer (Cu) | 400 | Extrem hohe Wärmeleitfähigkeit, wird in Kühlkörpern verwendet |
| Aluminium (Al) | 235 | Hervorragende Wärmeleitfähigkeit, häufig in Leichtbaustrukturen verwendet |
| Eisen (Fe) | 80 | Mäßige Wärmeleitfähigkeit, übliches Konstruktionsmaterial |
| Titanlegierung (Ti-6Al-4V) | 6.7 | Sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, ideal für Hochtemperaturisolierung |
| Inconel 718 | 11.4 | Geringe Wärmeleitfähigkeit, ideal für Wärmeschutz und Spannungskontrolle |
| Edelstahl 304 | 16 | Gängiges korrosionsbeständiges Konstruktionsmaterial mit mäßig geringer Leitfähigkeit |
Abschluss
Die geringe Wärmeleitfähigkeit von Inconel 718, kombiniert mit seiner hohen Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit, macht es zu einem idealen Material für Hochtemperatur-Strukturkomponenten, Wärmedämmteile und Schlüsselkomponenten, die thermischer Ermüdung ausgesetzt sind.
DE 
EN 
RU 
FA 
ID 
ES 
FR 
NL