INCONEL718沉淀硬化型鎳鐵基高溫合金熱處理工藝

Inconel 718適用于制作、航天和石油化工中的環件、葉片、緊固件和結構件等，主要有棒、板、管、帶、絲、等。執行標準:DIN,UNS、ASTM、GB/T14992，Inconel718對應牌號:2.4668、N07718、GH4169。主要是以γ"[Ni3(Al、Ti、Nb)]相進行時效強化的鎳基高溫合金，在980℃以下具有良好的耐腐蝕和抗氧化性能，800℃以下具有較高的強度，540℃以下具有較好的耐松弛性能，同時還具有良好的成形性能和焊接性能。該合金主要用于制造航空發動機在800℃以下工作并要求強度較高的耐松弛的平面彈簧和螺旋彈簧。還可用于制造汽輪機渦輪葉片等零件。可供應的品種有板材、帶材、棒材、鍛件、環形件、絲材和管材。

　預熱：工件在加熱之前和加熱過程中都應進行表面清理，保持表面清潔。若加熱環境含有S、P、鉛或其他低熔點金屬，合金將變脆。雜質來源于做標記的油漆、粉筆、潤滑油、水、燃料等。燃料的硫含量要低，如液化氣和氣的雜質含量要低于0.1%，城市煤氣的硫含量要低于0.25g/m3，石油氣的硫含量低于0.5%是理想的。加熱的電爐應要具有較準的控溫能力，爐氣應為中性或弱堿性，應避免爐氣成分在氧化性和還原性中波動。

　　冷熱加工：合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應及時退火以保證得到很好的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。 冷加工應在固溶處理后進行，加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設備應作相應調整，并且在冷加工過程中應有中間退火過程。

　　冷熱處理：不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ”相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使合金獲得很好的機械性能。

　　冷打磨 ：工件焊縫附近的氧化物要比不銹鋼的更難以去除，需要用細砂帶打磨，在HNO3和HF的混合酸中酸洗之前，也要用砂紙去除氧化物或進行鹽浴預處理。

　　機加工：機加工需在固溶處理后進行，要考慮到材料的加工硬化性，與奧氏體不銹鋼不同的是，適合采用低表面切削速度。

鎳鉻鎳鐵合金718采用了三種熱處理方法：

在1700至1850°F（925°至1010°C）的溫度下進行溶液退火，然后通常在水中進行快速冷卻。然后，在1325°F（718°C）的溫度下進行8小時的沉淀硬化，然后將爐冷至1150°F（620°C）。保持在1150°F（620°C）的總老化時間為18小時，然后進行空氣冷卻。

當考慮到斷裂壽命，切口斷裂壽命和斷裂延展性時，這種治療是最佳的。它還與高疲勞強度和室溫拉伸和屈服強度有關。

在1900°至1950°F（1037°至1065°C）的溫度下進行溶液退火，然后通常在水中進行快速冷卻。然后，在1400°F（760°C）下進行沉淀硬化10小時，然后爐冷至1200°F（650°C）。保持在1200°F的總老化時間為20小時，然后進行空氣冷卻。

對于張力受限的應用，此處理是優選的。它在較厚的截面中具有最佳的橫向延展性，更好的沖擊強度和低溫缺口強度。但是，與其他處理相比，它在應力斷裂中具有產生缺口脆性的趨勢。

在1850°F至1900°F （1010° C至1037°C ）的溫度下進行溶液退火，然后在1450°F（790°C）的溫度下老化六至八小時，然后進行空氣冷卻。根據NACE規范MR0175生產，此處理用于油田應用。

Inconel 718執行標準：

Inconel 718執行標準

Inconel 718 的化學成分:

Inconel 718 的化學成分

Inconel 718 在常溫下合金的機械性能的最小值:

Inconel 718 在常溫下合金的機械性能的最小值

Inconel718合金合適的熱加工溫度為1120-900℃，冷卻方式可以是水淬或其他快速冷卻方式，熱加工后應及時退火以保證得到最佳的性能。熱加工時材料應加熱到加工溫度的上限，為了保證加工時的塑性，變形量達到20%時的終加工溫度不應低于960℃。

冷加工

冷加工應在固溶處理后進行，Inconel718的加工硬化率大于奧氏體不銹鋼，因此加工設備應作相應調整，并且在冷加工過程中應有中間退火過程。

熱處理

不同的固溶處理和時效處理工藝會得到不同的材料性能。由于γ”相的擴散速率較低，所以通過長時間的時效處理能使Inconel718合金獲得最佳的機械性能。

鎳具有很大的合金能力，甚至添加十余種合金元素也不出現有害相，這就為改善鎳的各種性能提供潛在的可能性。

純鎳的力學性能雖不強，尤其是低溫下塑性變化不大。

鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結構。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結構，從而改善諸如可塑性、 可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性， 所以鎳被稱為奧氏體形成元素。普通碳鋼的晶體結構稱為鐵氧體，呈體心立方（ BCC）結構，加入鎳，促使晶體結構從體心立方（BCC）結構轉變為面心立方（ FCC）結構，這種結構被稱為奧氏體。然而，鎳并不是具有 此種性質的元素。常見的奧氏體形成元素有：鎳、碳、氮、錳、銅。這些元素在形成奧氏體方面的相對重要性對于預測不銹鋼的晶體結構具有重要意義。目前人們已經研究出很多公式來表述奧氏體形成元素的相對重要性，最著名的是下面的公式：奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%