Alloy 718 ist die Nickellegierung, die bei Temperatur hohe Festigkeit behält. Sie erhält diese Festigkeit durch eine Wärmebehandlung und nicht allein durch die Presse: Ein Lösungsglühen, gefolgt von einem kontrollierten Auslagerungszyklus, scheidet feine Partikel im Metall aus, und diese Partikel blockieren die Bewegung, die das Teil sonst verformen würde. Im ausgelagerten Zustand erreicht sie etwa 830 bis 1000 N/mm² Dehngrenze und 32 bis 40 HRC, mit einer Korrosionsbeständigkeit, die in Meerwasser standhält.
Longrui Forging schmiedet, lösungsglüht und lagert Alloy 718 im eigenen Werk in Yunhe County, Zhejiang, China aus: Ventilgehäuse und Ventildeckel, Flansche, Naben und kundenspezifische Teile, von 5 kg bis 520 kg pro Stück, auf der 6.000-T-Multidirektionalpresse. Schmieden nach ASTM B564.
Was Alloy 718 ist
Der Werkstoff wird als Alloy 718, UNS N07718 (Werkstoff 2.4668) bezeichnet. Inconel 718 ist das Markenzeichen von Special Metals dafür, daher tragen Zeichnungen, Wärmebehandlungsprotokolle und Zertifikate hier die Legierungs- und UNS-Bezeichnungen und nicht eine Herstellermarke.
| Element | Typische Zusammensetzung (%) |
|---|---|
| Nickel | 50,0 – 55,0 |
| Chrom | 17,0 – 21,0 |
| Niob + Tantal | 4,70 – 5,50 |
| Molybdän | 2,80 – 3,30 |
| Titan | 0,65 – 1,15 |
| Aluminium | 0,20 – 0,80 |
| Eisen | Rest |
Ein wenig Hintergrund, warum dieser Werkstoff immer wieder genannt wird: 718 wurde für Dampfkraftwerke entwickelt, dann von der Luft- und Raumfahrt wegen seiner Oxidationsbeständigkeit bei Temperatur übernommen, und heute ist er die am häufigsten spezifizierte Güte in der Nickelgruppe, auch in der Öl- und Gasindustrie. Er ist praktisch unmagnetisch, und sein Schmelzbereich liegt bei etwa 1260 bis 1340 °C.
Wie 718 seine Festigkeit erhält
Drei Legierungszusätze leisten die Arbeit: Niob, Titan und Aluminium. Während des Lösungsglühens lösen sie sich in der Nickelbasis, und während des anschließenden Auslagerungszyklus scheiden sie sich als sehr feine Ausscheidungen wieder aus, im Metall verteilt. Die Ausscheidungen fixieren die Mikrostrukturmerkmale, die sonst unter Last gleiten würden, und das macht aus einer mäßig festen Nickellegierung eine hochfeste.
Zwei Konsequenzen für den Käufer:
- Die Wärmebehandlung ist Teil der Spezifikation. 718 wird in mehreren Festigkeitsstufen angeboten, je nachdem, wie weit die Auslagerung getrieben wird, daher muss die Zeichnung oder die Einkaufsspezifikation den Zustand nennen. Wir arbeiten nach der Stufe, die die Spezifikation vorschreibt, und protokollieren den Zyklus.
- Die Festigkeit hat eine Obergrenze, und das ist nicht die Oxidationsgrenze. Der größte Teil der mechanischen Festigkeit bleibt bis etwa 650 °C erhalten; darüber wird der Werkstoff eher wegen der Oxidationsbeständigkeit als wegen der Festigkeit gewählt, und Kriechen wird zum Auslegungsfall. Datenblätter nennen höhere Werte für Kurzzeitbelastung, daher lohnt es sich, die Einsatztemperatur und den Auslegungscode zu nennen, anstatt die höchste Zahl aus einer Tabelle zu wählen.
Was 718 in der Schmiede erfordert
Wie die anderen Nickellegierungen behält 718 einen Großteil seiner Festigkeit im warmen Zustand, sodass die Presse stärker arbeitet und das nutzbare Temperaturfenster enger ist als bei Kohlenstoff- oder Edelstahl. Hinzu kommt, dass diese Güte nach dem Schmieden einen weiteren Schritt hat: Lösungsglühen, dann Auslagern.
Bei einem 718-Auftrag halten wir den Rohblock innerhalb des Fensters, das die Güte zulässt, wobei die Temperatur überwacht und nicht geschätzt wird, und anschließend wird das Teil lösungsgeglüht und auf die Festigkeitsstufe ausgelagert, die die Spezifikation nennt, wobei der Zyklus aufgezeichnet wird, damit das Zeugnis ihn ausweisen kann. Die Prüfung umfasst Chemie, Zugfestigkeitseigenschaften, Kerbschlagzähigkeit bei niedriger Temperatur, Härte und Ultraschallprüfung, alle vor Ort durchgeführt; was die einzelnen Stufen hinterlassen, ist auf der Seite zur Qualitätskontrolle dargestellt.
Zerspanung und Schweißen von Inconel 718
Bei der Zerspanung fragen Kunden am häufigsten um Rat, denn 718 ist ein schwer zerspanbarer Werkstoff:
- Er kaltverfestigt beim Schneiden, sodass die Schnittkräfte steigen und das Werkzeug eher gedrückt als gerieben werden muss.
- Seine Wärmeleitfähigkeit ist gering, wodurch die Wärme an der Werkzeugspitze bleibt, statt in den Span abgeführt zu werden.
- Die Ausscheidungen, die der Legierung ihre Festigkeit geben, sind abrasiv, sodass der Werkzeugverschleiß schnell ist und Schnittgeschwindigkeiten und Vorschübe konservativ gewählt werden.
Zwei praktische Hinweise, die wir weitergeben: 718 lässt sich im lösungsgeglühten Zustand leichter zerspanen und ergibt im ausgehärteten Zustand eine bessere Oberflächengüte, weshalb komplexe Teile häufig vor dem Auslagern vorgeschruppt und danach fertigbearbeitet werden. Das Schweißen ist im Vergleich zur Zerspanung unkompliziert, normalerweise mit einem passenden Zusatzwerkstoff.
Legierung 718 in Öl und Gas
Die Kombination, die 718 auf Bohrlochkopf- und Downhole-Zeichnungen bringt, ist hohe Festigkeit plus Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion in saurer und chloridhaltiger Beanspruchung. Die Spezifikationen, die damit einhergehen:
- API 6A und API 6A CRA für Bohrlochkopf- und Eruptionskreuzausrüstung
- NACE MR0175 / ISO 15156-3, das die Werkstoff- und Härteanforderungen für Schwefelwasserstoffbeanspruchung festlegt
- AMS 5662 und AMS 5663, wenn das Teil für die Luftfahrt bestimmt ist: 5662 deckt den lösungsgeglühten Zustand ab, 5663 dasselbe Teil nach dem Auslagern
Wenn mit dem Zustand eine Härtegrenze verbunden ist, arbeiten wir bis zu dieser Grenze und bestätigen sie im Prüfzeugnis.
Was wir in 718 schmieden
| Teil | Bereich | Lieferzustand |
|---|---|---|
| Kugelhahn-Gehäuse und Ventildeckel | 1/2″ bis 12″, Class 150 bis 2500 | Geschmiedet, lösungsgeglüht und ausgehärtet |
| Flansche und Ringteile | Nach Zeichnung | Wie oben |
| Naben, Hülsen, Sonderformen | Nach Zeichnung, bis 520 kg | Roh geschmiedet, vorgeschruppt oder fertig bearbeitet |
Der Bearbeitungsbereich beträgt Ø600 × 1000 mm. Der Gewichtsbereich auf der Presse reicht von 5 kg bis 520 kg pro Stück.
Wenn Sie zwischen den beiden hoch nickelhaltigen Güten wählen, ist der Unterschied kurz: 625 hat den höheren Legierungsgehalt und die bessere Korrosionsbeständigkeit, 718 hat die höhere Festigkeit und die geringeren Kosten. Der Vergleich ist auf der Seite zu Legierung 625 dargestellt. Wo die Beanspruchung eine nasse Säure statt heißer Chloride ist, deckt Legierung 825 die Aufgabe zu geringeren Kosten ab.
Normen, Dokumente und Prüfung
718-Teile werden nach ASTM B564 geschmiedet, der Spezifikation für Schmiedestücke aus Nickellegierungen, und werden mit einem Zertifikat ausgeliefert, das die Schmelzennummer trägt. Wenn ein Projekt Prüfungen unter Zeugen erfordert, kann eine 3.2-Bescheinigung mit Gegenzeichnung durch eine externe Stelle arrangiert werden, angeboten als separater Posten, statt in den Teilepreis eingerechnet zu werden. Aufträge aus der Luft- und Raumfahrt sowie aus Öl und Gas nennen häufig zusätzlich AMS- oder API-Spezifikationen, und das Vormaterial kommt mit seinem Werkszeugnis an. Jedes Fertigteil wird vor dem Verpacken mit einem tragbaren XRF-Spektrometer auf Identität geprüft.
Inconel-718-Schmiedestücke kaufen: Was zu prüfen ist
Von einem Lieferanten für Inconel-718-Schmiedestücke wird verlangt, zwei Dinge gleichzeitig zu gewährleisten, und beides wird dokumentiert statt behauptet: die Legierung und die Wärmebehandlung, die daraus ein hochfestes Teil macht. Vier Prüfpunkte klären das meiste.
- Rückverfolgbarkeit der Schmelze von Anfang bis Ende. Die Schmelzennummer auf dem Werkszeugnis sollte das Teil durch Trennen, Schmieden, Wärmebehandlung und Zerspanung bis zum Versand begleiten, damit die Chemie auf dem Zeugnis zu dem Stück in der Kiste gehört.
- Der Auslagerungszyklus, auf dem Zeugnis genannt. Die Festigkeit von 718 entsteht aus der Lösungsglühung und der darauf folgenden Auslagerung, nicht allein aus der Presse. Wenn der Zustand nicht genannt und dokumentiert ist, ist das Festigkeitsniveau des Teils nicht bekannt.
- Die Schmiedenorm und der Prüfumfang. ASTM B564 ist die Spezifikation für Schmiedestücke. Ultraschallprüfung, Zug- und Härteprüfungen am Teil selbst sowie Kerbschlagprüfungen, wo der Einsatz sie erfordert, sind das, was eine Einkaufsspezifikation üblicherweise nennt.
- Eine Identitätsprüfung vor dem Versand. Eine mit einem tragbaren XRF-Spektrometer am Fertigteil abgelesene Messung, abgeglichen mit der Schmelzennummer, schließt den Kreis zwischen dem Bestellten und dem Gelieferten.
Wo sich ein Schmiedestück bezahlt macht
Dies ist die Güte, bei der sich ein Schmiedestück am meisten lohnt. 718 kostet mehr pro Kilo als die umliegenden Stähle, und Zerspanungsfachleute stufen es als einen der am schlechtesten zerspanbaren Werkstoffe ein, so nimmt das Ankommen in Endkonturnähe und das Vorschruppen vor dem Auslagern Kosten aus dem teuersten Arbeitsgang in der Werkstatt. Da das Schmieden, die Lösungsglühung, die Auslagerung und die Endbearbeitung alle hier erfolgen, gehören der Schmelzennachweis, das Härteergebnis und die bearbeiteten Maße zu einer Bestellung und einer Schmelzennummer, statt zwischen Lieferanten weitergereicht zu werden. Die Pressen laufen von 2.000 bis 6.000 Tonnen, mit Teilen von 5 kg bis 520 kg.
Weiterführende Seiten
- Duplex-, Edelstahl- und Sonderstahlschmiedeteile
- Schmiedestücke Grade 91 (ASTM A182 F91)
- Werkstoffzeugnisse
Häufig gestellte Fragen
Können Sie Ventilgehäuse aus Alloy 718 schmieden?
Ja. Gehäuse- und Deckelschmiedestücke aus 718 sind hier Routinearbeit, und da der Auslagerungszyklus dokumentiert wird, gehen die Härte- und mechanischen Ergebnisse mit den Teilen.
Welche Festigkeit erreicht Alloy 718?
Im ausgelagerten Zustand typischerweise 830 bis 1000 N/mm² Dehngrenze bei einer Zugfestigkeit über 1000 N/mm² und einer Härte von 32 bis 40 HRC, abhängig vom Auslagerungszyklus und der Querschnittsgröße. Der Zustand muss auf der Zeichnung oder der Einkaufsspezifikation genannt werden.
Ist Alloy 718 für Sauergas-Einsatz geeignet?
Es ist eine der Güten, die für Schwefelwasserstoffbeanspruchung eingesetzt werden, und NACE MR0175 / ISO 15156-3 ist die Spezifikation, die dafür maßgeblich ist. Wo die Norm eine Härtegrenze für den Zustand festlegt, arbeiten wir danach und berichten das Ergebnis.
Was ist der Unterschied zwischen Alloy 718 und Alloy 625?
718 ist ausscheidungsgehärtet, erreicht daher höhere Festigkeit und kostet weniger. 625 ist eine Mischkristalllegierung mit höherem Molybdänanteil, widersteht daher in den meisten Umgebungen der Korrosion besser. Der vollständige Vergleich steht auf der Legierung-625-Seite.
Stellen Sie EN 10204-Dokumente für 718-Teile aus?
Ja. Ein 3.1-Zeugnis ist Standard, auf die Schmelze rückverfolgbar. Ein 3.2-Zeugnis, gegengezeichnet von einem Prüfer außerhalb unseres Unternehmens, wird bereitgestellt, wenn die Spezifikation eine Zeugenprüfung verlangt, und es wird separat angeboten.
Wie ist die Zusammensetzung von Inconel 718?
Nickel 50,0 bis 55,0 %, Chrom 17,0 bis 21,0 %, Niob plus Tantal 4,70 bis 5,50 %, Molybdän 2,80 bis 3,30 %, Titan 0,65 bis 1,15 %, Aluminium 0,20 bis 0,80 %, Eisen Rest, wie in der obigen Tabelle angegeben. Die Werkstoffbezeichnung wird auch als UNS N07718 oder 2.4668 geschrieben. Eine Lieferung hier enthält die Schmelzenanalyse statt typischer Werte, sodass die Werte gegen die Norm geprüft werden können.
Übersenden Sie die Zeichnung, die Spezifikation und die Einsatzbedingungen; das Angebot folgt.