镍基高温合金718，又称Inconel 718（UNS N07718/W.Nr. 2.4668），是一种沉淀硬化型镍铬铁合金，兼具良好的加工性能、高温强度、优异的抗腐蚀性能和焊接性，广泛应用于航空航天、核电、海洋工程和高温化工等关键领域。其主要强化机制源于γ″（Ni₃Nb）和γ′（Ni₃(Al,Ti)）两种析出相，使其在650°C以下具有极佳的蠕变断裂强度和耐久性。
合金718的基本化学成分
| 元素 |
含量范围（%） |
功能说明 |
| Ni |
50.0 - 55.0 |
合金基体，增强抗高温氧化性能 |
| Cr |
17.0 - 21.0 |
提高抗腐蚀性能，形成稳定氧化膜 |
| Fe |
余量 |
成本控制和结构稳定 |
| Nb + Ta |
4.75 - 5.50 |
形成γ″强化相，提高高温强度 |
| Mo |
2.80 - 3.30 |
增强抗蠕变能力 |
| Ti |
0.65 - 1.15 |
形成γ′相，促进析出强化 |
| Al |
0.20 - 0.80 |
参与形成γ′相 |
合金718的物理性能
| 项目 |
数值 |
备注 |
| 密度 |
8.19 g/cm³ |
常温 |
| 熔点范围 |
1260 – 1336°C |
固液相线之间 |
| 电导率 |
6.7% IACS |
20°C |
| 热导率 |
11.4 W/m·K |
室温 |
| 磁性 |
无磁性 |
固溶态 |
机械性能（固溶+时效处理状态）
| 温度 |
抗拉强度（MPa） |
屈服强度（MPa） |
延伸率（%） |
| 室温 |
1240 |
1030 |
20 |
| 650°C |
1000 |
870 |
16 |
| 700°C |
950 |
810 |
14 |
热处理制度
| 步骤 |
温度（°C） |
时间 |
目的 |
| 固溶处理 |
980°C |
1小时 |
溶解析出相，形成均匀组织 |
| 第一次时效 |
720°C |
8小时 |
促进γ′和γ″相析出 |
| 第二次时效 |
620°C |
8小时 |
强化组织，提高综合性能 |
加工与焊接性能
- 718合金具有良好的可机加工性，适用于车削、铣削、钻孔等。
- 焊接性能优异，可进行TIG、MIG、电子束焊等多种方式，焊接热裂纹敏感性低。
- 焊后应进行热处理以恢复强化相析出，提高高温性能。
应用领域与典型部件
| 行业 |
应用部件 |
说明 |
| 航空航天 |
燃烧室、涡轮盘、压气机叶片 |
要求高温强度、抗氧化性能 |
| 核能工业 |
燃料组件、反应堆结构件 |
要求辐照性能与耐腐蚀 |
| 石油天然气 |
阀门、紧固件、弹簧 |
耐硫化物应力腐蚀 |
| 模具制造 |
高温注塑模、压铸模 |
具备良好高温硬度和热疲劳寿命 |
合金718的优势与不足
| 优势 |
不足 |
| 高强度与良好焊接性能并存 |
高温使用上限为700°C，劣于部分γ′基强化合金 |
| 耐腐蚀性优异，可用于多种环境 |
加工硬化倾向较大，加工设备要求高 |
| 热处理窗口宽，工艺性强 |
钛、铝、Nb元素需严格控制，影响组织稳定性 |
常见问题解答
Q: 合金718可在多高温度下长期使用？
A: 合金718的最佳长期使用温度为650°C，短期可达700°C以上，超过此温度强度快速下降。
Q: 合金718能否进行热处理强化？
A: 可以，合金718是沉淀硬化型材料，必须通过固溶和双时效处理来获得高温强度。
Q: 合金718适合焊接结构使用吗？
A: 非常适合。其良好的焊接性和抗裂性使其成为高温焊接结构理想材料，焊后推荐进行热处理以优化性能。
