Incoloy 909是一种独特的铁-镍-钴基沉淀硬化型低膨胀高温合金，由美国特殊金属公司（现属普惠公司）研发。它在高温环境下展现出近乎恒定的低热膨胀系数、出色的强度和良好的组织稳定性，专为应对严苛的热循环工况而设计，在航空航天、能源和精密工程领域扮演着不可替代的角色。
Incoloy 909属于可控膨胀超合金。其根本设计目标并非追求极高的绝对高温强度，而是实现高强度与极低热膨胀系数的完美结合。通过精密的成分平衡，该合金在室温至约600°C的温度范围内，热膨胀系数可保持在较低水平（与因瓦合金相似），同时通过时效硬化获得远高于传统低膨胀合金的强度和抗蠕变能力。这种特性使其成为解决因不同材料热膨胀失配而导致的结构应力、变形或密封失效等工程难题的关键材料。
合金性能源于其精妙的成分设计，各元素扮演着不可或缺的角色：
基体元素：镍（约38%）和钴（约13%） 共同构成奥氏体基体，为合金提供基础韧性、高温稳定性和固溶强化。铁作为平衡元素构成主要基体。
沉淀强化元素：铌（约4.7%） 是核心强化元素，与镍形成共格有序的Ni3Nb（γ"相）沉淀，提供显著的时效硬化效果。钛、铝的少量添加可形成补充强化相（γ'相）。
晶界强化与净化元素：硅（约0.4%） 能强化晶界并改善抗氧化性。微量的硼、磷、硫受到严格控制，以优化晶界状态，防止有害相析出。
关键微量元素：严格控制的碳含量，有助于形成细小碳化物，细化晶粒。
低热膨胀特性：在室温至430°C范围内，其平均热膨胀系数可低至约5.0×10⁻⁶/°C，与许多陶瓷、玻璃材料匹配良好，大幅降低热应力。
高强度与良好的抗蠕变性：经标准时效热处理（如720°C保温8小时，以55°C/小时冷至620°C保温8小时，空冷）后，室温抗拉强度可达1300 MPa以上，650°C下仍保持较高强度，并能在该温度下承受持续载荷。
良好的组织稳定性：在长期服役温度下（通常不超过650°C），能有效抑制有害TCP相的析出，保持性能稳定。
适中的加工与焊接性：可进行冷、热加工成型，但需注意其加工硬化倾向。可采用电子束焊、惰性气体保护焊等方法焊接，但焊后通常需进行完整的热处理以恢复性能。
凭借其独特的性能组合，Incoloy 909在以下高端领域应用广泛：
航空航天：航空发动机的关键部件，如高压涡轮机匣、密封环、支撑环等。这些部位要求材料在剧烈温度变化中保持尺寸稳定，以维持极小的转动间隙，提升发动机效率。
能源动力：用于重型燃气轮机的密封和紧固系统。在联合循环发电中，适应频繁启停带来的热循环。
精密工程：用于激光器、光学系统支架、天文望远镜构件等，要求尺寸对温度变化极不敏感的场合。
特种制造：作为模具材料，用于复合材料固化成型，其低膨胀系数可确保制品尺寸精度。
该合金通常以锻棒、轧板、带材和管材等形式供应。其热处理制度复杂且关键，必须严格按照规范执行，包括固溶处理和两步时效处理，以优化性能。全球主要生产商包括美国特殊金属公司等，材料需符合AMS、ASTM等严格标准。
Incoloy 909代表了通过微观组织精密调控以实现宏观性能定向设计的材料学典范。它并非追求单项性能的巅峰，而是成功地在低膨胀、高强度、组织稳定性和可加工性之间取得了卓越的平衡。在那些因热膨胀失配而制约技术发展的前沿领域，Incoloy 909凭借其不可替代的特性，持续为高可靠性动力系统、空间探索装备和尖端科学仪器的进步提供着坚实的材料基础。
