A resposta é não. A chave do Windows 7 nunca se tornará inválida a menos que a Microsoft, em sua infinita sabedoria, inicie a invalidação de chaves antigas do Windows . Você (espero) sempre será capaz de retornar ao Windows 7.
Eu sei disso, pois tenho um Windows 7 Ultimate ISO personalizado com a chave incorporada para meus 5 PCs.
Atualização: a Microsoft legalmente não pode invalidar as licenças do Windows 7. Os termos do EULA do Windows 10 não mencionam a chave usada para atualizar para o Windows 10 e se tornariam inválidos. O EULA do Windows 7 e do Windows 8.1 também não faz menção a isso. A Microsoft seria processada pela UE mais rapidamente que a manteiga se derretesse na torrada se fizesse isso.
Obrigado ao RamHound por isso.