Materiálový list: Alloy 718 / 2.4668 (Inconel 718 / Nicrofer 5219 Nb)

Alloy 718 (W.Nr. 2.4668, UNS N07718) je precipitačně vytvrditelná superlegura na bázi niklu, chromu a železa, legovaná významným podílem niobu, molybdenu, titanu a hliníku. Kombinuje extrémně vysokou mez kluzu, pevnost v tahu a únavovou pevnost s vynikající tažností a dlouhodobou odolností proti tečení kovu (mez creepu) při teplotách do 700 °C. Je celosvětovým standardem v letectví, aerospace a těžebním průmyslu. Oproti jiným vytvrditelným superlegurám vykazuje excelentní svařitelnost a mimořádnou odolnost proti vzniku trhlin za tepla v zóně svarů.

1. Přesné chemické složení

Prvek (Značka) Procentuální podíl (%) Hlavní metalurgický význam a vliv
Nikl (Ni) + Kobalt (Co) 50.0 - 55.0 % Základní kov zajišťující austenitickou matrici, vysokou korozní stálost a houževnatost za extrémních teplot.
Chrom (Cr) 17.0 - 21.0 % Zaručuje vysokou korozivzdornost za mokra a brání oxidační degradaci povrchu kovu za žáru.
Niob (Nb) + Tantal (Ta) 4.75 - 5.50 % Klíčový prvek vytvrzení. Reaguje s niklem za vzniku tetragonálních intermetalických srážek fáze gama-bprime-prim (\(\gamma''\)), které dávají slitině extrémní pevnost.
Molybden (Mo) 2.80 - 3.30 % Zpevňuje mřížku tuhého roztoku matrice a zvyšuje odolnost proti lokální důlkové korozi v chloridovém prostředí.
Titan (Ti) + Hliník (Al) Ti: 0.65-1.15% | Al: 0.20-0.80% Podílejí se na sekundární tvorbě kubické vytvrzující fáze gama-prim (\(\gamma'\)), která zvyšuje stabilitu meze kluzu.
Železo (Fe) Zbytek (cca 17 %) Doprovodný strukturní kov, který dotváří stabilní mřížku superlegury a optimalizuje její obrobitelnost.

2. Mechanické vlastnosti (Typické hodnoty při 20 °C ve vytvrzeném stavu)

Mechanický parametr Garantovaná hodnota Podmínky a stav materiálu
Mez kluzu (Rp 0.2) ≥ 1034 MPa Ve stavu po plném precipitačním vytvrzení stárnutím (Solution Treated + Precipitation Hardened). Jedna z nejvyšších hodnot mezi niklovými materiály.
Pevnost v tahu (Rm) ≥ 1241 MPa Extrémní pevnostní rozsah vyžadovaný pro rotující, dynamicky masivně namáhané letecké disky a hřídele.
Tažnost (A5) ≥ 12 % I přes enormní tvrdost si materiál zachovává dostatečnou plastickou houževnatost bránící křehkému lomu.
Tvrdost (HRC) 36 - 44 HRC Zajišťuje vysokou odolnost proti únavě, otěru a mechanickému opotřebení v HPHT podmínkách.

3. Fyzikální vlastnosti

Fyzikální veličina Hodnota Teplota a poznámka
Hustota 8.19 g/cm3 Měrná hmotnost superlegury při pokojové teplotě 20 °C.
Bod tání 1260 - 1340 °C Vysoká teplota tavení předurčuje slitinu pro bezpečný provoz v horkých zónách turbín.
Tepelná vodivost 11.4 W/m·K Měřeno při 20 °C; roste lineárně se zvyšujícím se teplotním zatížením.
Magnetické vlastnosti Zcela nemagnetická Materiál zůstává plně nemagnetický i za extrémně nízkých (kryogenních) teplot.
Modul pružnosti (E) 211 GPa Modul pružnosti v tahu zaručující špičkovou strukturní tuhost hřídelí a rotorových disků.

4. Detailní popis vlastností a korozní odolnosti

Hlavní metalurgickou předností Alloy 718 byla eliminace sklonu ke vzniku trhlin za tepla v oblasti svarů při srážkovém zpevnění, což byl dříve hlavní problém vytvrzovatelných slitin. Toho bylo dosaženo pomalejší kinetikou precipitace fáze \(\gamma''\) legované niobem. Slitina vykazuje excelentní odolnost vůči vysokoteplotní oxidaci v leteckých palivech, spalinách proudových motorů a průmyslových plynů až do teploty 980 °C. V hlubinném těžebním průmyslu (Oil & Gas) prokazuje výjimečnou rezistenci vůči koroznímu praskání pod napětím a štěrbinové korozi v přítomnosti sirovodíku (\(H_2S\)), oxidu uhličitého a chloridů za extrémních tlaků a teplot (HPHT). Splňuje nejpřísnější metalurgická kritéria standardů NACE a ISO pro těžbu v kyselých vrtech.

5. Nejčastější průmyslové aplikace a využití

6. Přehled norem a specifikace dle hutních polotovarů

Typ polotovaru Technická norma ASTM / ASME / AMS / NACE Rozsah platnosti a určení aplikace
Kruhová tyč / Výkovek ASTM B637 / ASME SB637 / AMS 5662 / AMS 5663 / B564 Kované, loupané a tažené tyče pro strojírenské obrábění lezeckých hřídelí, rotorů, ventilů a svorníků (AMS 5662 pro žíhaný stav, AMS 5663 pro vytvrzený).
Plech / Deska / Pás ASTM B670 / ASME SB670 / AMS 5596 / DIN 17750 Válcované žáropevné desky a přesné plechy pro lezecké pláště, difuzory, ploché pevnostní membrány a aerospace konstrukce.
Trubka bezešvá DIN 17751 / NACE MR0175 / ISO 15156-3 Přesné bezešvé trubky a vysokotlaké jímky pro hlubinné ropné vrty a aerospace rozvody paliv.
Trubka svařovaná ASTM B516 / ASME SB516 Svařované konstrukční trubky pro high-temperature odtahové, výfukové a procesní systémy.
Drát ASTM B637 (Drát) / AMS 5832 / DIN 17753 Za studena tažené a kalibrované dráty určené pro výrobu kritických high-performance spojovacích prvků, svorníků a lezeckých pružin.

Tento technický list má výhradně informativní charakter. Data jsou sjednocena z resmiálních specifikací výrobců Special Metals, VDM Metals a Haynes International za účelem křížového porovnání ekvivalentů.