Inconel 718 is een superlegering op nikkelbasis die bekend staat om zijn hoge sterkte en corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen. De thermische geleidbaarheid is relatief laag in vergelijking met veel andere metalen, wat kenmerkend is voor nikkellegeringen.
Typische thermische geleidbaarheid van Inconel 718
| Temperatuur (°C) | Thermische geleidbaarheid (W/m·K) |
| 20 | ~11.4 |
| 100 | ~12.1 |
| 200 | ~13.0 |
| 400 | ~14.6 |
| 600 | ~16.5 |
| 800 | ~18.3 |
Opmerking: Bovenstaande waarden zijn bij benadering en kunnen enigszins afwijken, afhankelijk van de staat van het materiaal of de fabrikant.
Waarom Inconel 718 een lage thermische geleidbaarheid heeft
Inconel 718 heeft een lage thermische geleidbaarheid omdat het een grote hoeveelheid elementen met een hoge thermische weerstand bevat en een complexe microstructuur heeft die de warmtegeleiding belemmert.
🔍 1. Invloed van een hoog nikkelgehalte
Inconel 718 is een legering met een hoog nikkelgehalte. Nikkel (Ni) heeft zelf een veel lagere warmtegeleiding dan metalen zoals ijzer en koper. De warmtegeleiding van nikkel is ongeveer 90 W/m·K, terwijl die van koper 400 W/m·K is en die van ijzer 80 W/m·K. Dit maakt Inconel 718, dat op nikkel is gebaseerd, van nature minder warmtegeleidend.
🔬 2. Complexe legeringselementen
Inconel 718 bevat meerdere legeringselementen, zoals:
Niobium (Nb)
Molybdeen (Mo)
Aluminium (Al)
Titaan (Ti)
IJzer (Fe)
Deze elementen vormen complexe vaste oplossingen en neerslagversterkende fasen (zoals γ′ en γ″), die de roostertrillingen (oftewel “fononen”) die nodig zijn voor thermische geleiding op atomaire schaal verstrooien en zo de warmteoverdracht belemmeren.
🧊 3. Aanwezigheid van neerslagversterkende fasen
Het versterkingsmechanisme van Inconel 718 is gebaseerd op fijne γ′ (Ni₃(Al,Ti)) en γ″ (Ni₃Nb) neerslagen. Deze microscopische structuren zijn verspreid over het kristal en "onderbreken" effectief de warmtegeleiding, waardoor de thermische geleidbaarheid verder afneemt.
🧱 4. Complexiteit van de roosterstructuur
Inconel 718 heeft een kubische structuur met een gecentreerd vlak (FCC) waarin legeringselementen zijn opgelost. Hierdoor ontstaat ernstige roostervervorming en wordt het voor fononen moeilijk om zich soepel voort te planten. Bovendien wordt hierdoor de thermische geleidbaarheid verminderd.
Voordelen van lage thermische geleidbaarheid in Inconel 718-toepassingen
Inconel 718 heeft een relatief lage thermische geleidbaarheid, doorgaans ongeveer 11,4 W/m·K bij kamertemperatuur. Deze eigenschap is met name belangrijk in de volgende toepassingen:
✅ Thermische beschermingsstructuren
Zoals hete-sectiecomponenten in straalmotoren en gasturbines
Langzame warmteoverdracht helpt thermische penetratie te vertragen en beschermt de kernstructuur tegen schade door hoge temperaturen.
✅ Thermische vermoeidheidsomgevingen
In scenario's waarbij er sprake is van frequente thermische cycli (bijvoorbeeld afwisselend verwarmen en koelen), helpt een lage thermische geleidbaarheid de thermische schokspanning te verminderen
✅ Precisie thermische regelcomponenten
Zoals hogetemperatuurveren en bevestigingsmiddelen voor de lucht- en ruimtevaart, die stabiele temperatuurgradiënten nodig hebben om vervorming te voorkomen
✅ Lucht- en ruimtevaartcomposietverbindingen
Wanneer het in combinatie met thermische isolatiematerialen zoals koolstofvezel wordt gebruikt, helpt het een betere thermische spanningsaanpassing te bereiken
Vergelijking van thermische geleidbaarheid met gewone metalen (eenheid: W/m·K)
| Materiaal | Thermische geleidbaarheid (ongeveer) | Beschrijving |
| Koper (Cu) | 400 | Extreem hoge thermische geleidbaarheid, gebruikt in koellichamen |
| Aluminium (Al) | 235 | Uitstekende thermische geleidbaarheid, veelgebruikt in lichtgewicht constructies |
| IJzer (Fe) | 80 | Matige thermische geleidbaarheid, veelgebruikt constructiemateriaal |
| Titaniumlegering (Ti-6Al-4V) | 6.7 | Zeer lage thermische geleidbaarheid, ideaal voor hogetemperatuurisolatie |
| Inconel-718 | 11.4 | Lage thermische geleidbaarheid, ideaal voor thermische bescherming en spanningscontrole |
| Roestvrij staal 304 | 16 | Algemeen corrosiebestendig constructiemateriaal met matig lage geleidbaarheid |
Conclusie
De lage thermische geleidbaarheid van Inconel 718, gecombineerd met de hoge sterkte en oxidatiebestendigheid, maken het een ideaal materiaal voor constructiecomponenten met hoge temperaturen, thermische barrièreonderdelen en belangrijke componenten die onderhevig zijn aan thermische vermoeidheid.
NL 
EN 
DE 
RU 
FA 
ID 
ES 
FR