K418镍基合金介绍

K418镍基合金介绍

K418（对应国际牌号Inconel 713C）是一种经典的镍基铸造高温合金，专为高温高应力环境设计，广泛应用于航空发动机涡轮叶片、燃气轮机部件及能源装备等领域。其通过γ'相强化和优化的铸造工艺，兼具优异的高温强度、抗疲劳性能及耐腐蚀能力。

成分含量

K418以镍（Ni）为基体，占比约55%-60%，提供稳定的奥氏体结构和高温韧性。铬（Cr）含量为11%-14%，增强抗氧化与抗热腐蚀能力，尤其在燃气环境中表现突出。铝（Al）和钛（Ti）是核心强化元素，分别占5.5%-6.5%和0.5%-1.2%，与镍结合形成γ'相（Ni₃(Al,Ti)），显著提升高温持久强度。钼（Mo）含量约3.5%-5.5%，钴（Co）约4%-6%，共同提高固溶强化效应和抗蠕变性能。此外，含微量铌（Nb）、硼（B）和锆（Zr），分别控制晶界强化与铸造流动性，碳（C）含量低于0.15%，铁（Fe）作为杂质限制在1%以下。

性能参数

高温力学性能

室温抗拉强度约850-1000 MPa，屈服强度约650-800 MPa，延伸率10%-15%。

在900°C高温下，抗拉强度仍能保持约450-550 MPa，屈服强度约300-400 MPa，持久寿命达100小时以上（应力150 MPa/900°C）。

优异的抗热疲劳性能，可承受剧烈温度循环（如航空发动机启停工况）。

抗氧化与耐腐蚀性

铬和铝元素在表面形成致密的Cr₂O₃和Al₂O₃复合氧化膜，抗氧化温度可达1000°C。

在含硫、氯等腐蚀性燃气环境中抗热腐蚀能力显著，适用于海洋或工业污染环境下的燃气轮机部件。

热物理性能

热膨胀系数（20-900°C）约16×10⁻⁶/°C，与多数高温合金相近，匹配高温部件的热膨胀需求。

热导率约12.5 W/(m·K)，有助于高温工况下的热量传递与应力释放。

铸造与加工特性

作为铸造合金，K418可通过精密熔模铸造直接成型复杂部件（如空心涡轮叶片），减少后续加工量。

焊接性能较差，需采用特殊钎焊或扩散焊工艺修复，并配合热处理以恢复性能。

典型应用

航空航天：涡轮发动机叶片、导向器、燃烧室喷嘴等高温转动部件。

能源领域：燃气轮机叶片、核反应堆高温紧固件、地热发电设备。

工业设备：高温炉辊、热处理夹具、化工反应器耐蚀内衬。

K418凭借其铸造工艺优势与高温性能的平衡，成为高推重比发动机和高效能源装备的核心材料，持续支撑现代工业技术的高端化发展。