Inconel Powder: Kompletní průvodce

Přehled prášku Inconel

Prášek Inconel označuje práškovou metalurgii niklu a chromu. superslitiny s ochrannou známkou Inconel. Prášky Inconel se používají pro aditivní výrobu, vstřikování kovů a další aplikace práškové metalurgie.

Mezi klíčové vlastnosti prášku Inconel patří:

• Vysoká pevnost a tvrdost při zvýšených teplotách
• Vynikající odolnost proti korozi a oxidaci
• Dobrá svařitelnost a obrobitelnost
• Vysoká pevnost v tahu při tečení
• zachovává si pevnost a houževnatost při kryogenních teplotách

Inconelové prášky jsou k dispozici v různých stupních slitin, například Inconel 625, 718 a 939, s různým složením a vlastnostmi. Lze je použít k výrobě součástí pro aplikace v leteckém a kosmickém průmyslu, chemickém zpracování, ropném a plynárenském průmyslu, automobilovém průmyslu a energetice.

Hlavními formami výrobků jsou sférické prášky rozprašované plynem a aglomerované a slinuté prášky. Specifikace zahrnují distribuci velikosti částic, rychlost toku, zdánlivou hustotu a složení.

Typy prášku Inconel

Inconel 625 prášek

Inconel 625 je slitina niklu, chromu a molybdenu s vynikající odolností proti korozi a vysokou pevností.

Typické složení (hmotnost %)

Nikl	Chrom	Molybden	Niob	Žehlička	Další
58 min	20-23	8-10	3.15-4.15	5 max	1 max.

Klíčové vlastnosti:

• Zachovává si pevnost v tahu a pevnost při tečení při vysokých teplotách až do 980 °C.
• Odolnost proti důlkové a štěrbinové korozi v chloridovém a jiném agresivním prostředí.
• Odolnost proti oxidaci až do 980 °C

Aplikace:

• Letecké a kosmické součásti, jako jsou kryty motorů, obraceče tahu.
• Námořní komponenty, jako jsou hřídele, spojovací prvky.
• Zařízení pro chemické zpracování
• Těžba a rafinace ropy a zemního plynu

Inconel 718 prášek

Inconel 718 je nikl-chromová slitina s vynikajícími tahovými, únavovými a creepovými vlastnostmi při teplotách do 700 °C.

Typické složení (hmotnost %):

Nikl	Chrom	Žehlička	Niob	Molybden	Titan	Hliník	Další
50-55	17-21	Bal.	4.75-5.5	2.8-3.3	0.65-1.15	0.2-0.8	1 max.

Klíčové vlastnosti:

• Zachovává pevnost při teplotách až 700 °C
• Vynikající odolnost proti korozi
• Dobrá svařitelnost
• Vysoká únavová pevnost a houževnatost

Aplikace:

• Letecké komponenty, jako jsou turbínové disky, distanční podložky, hřídele.
• pláště raketových motorů, rámy, spojovací materiál
• Jaderné reaktory
• Kryogenní skladovací nádrže

Inconel 939 prášek

Inconel 939 je precipitačně kalitelná superslitina na bázi niklu navržená pro zvýšenou pevnost v tahu při vysokých teplotách.

Typické složení (hmotnost %):

Nikl	Kobalt	Chrom	Wolfram	Titan	Hliník	Další
Bal.	19-23	14.7-17	3.8-4.9	0.9-1.5	1.3-1.7	1,5 max

Klíčové vlastnosti:

• Vynikající pevnost při tečení až do 1095 °C
• Odolnost proti oxidaci v nepřetržitém provozu do 980 °C
• Odolnost proti korozi v horkých plynech
• Zachovává pevnost v tahu při zvýšených teplotách

Aplikace:

• Součásti plynových turbín, jako jsou spalovací nádoby, přechody
• Šroubování parních turbín, skříň
• Zařízení pro tepelné zpracování
• Díly leteckých motorů

Vlastnosti prášku Inconel

Fyzikální vlastnosti

Vlastnictví	Popis
Hustota	Rozsah 8,1-8,4 g/cc
Bod tání	1315-1370°C
Tepelná vodivost	11-12,4 W/mK při 24 °C
Tepelná roztažnost	12,5-13,5 x 10-6/°C při 20-100°C
Měrné teplo	0,435 J/g/°C při 20°C
Elektrický odpor	1,24-1,4 μΩ.m při 20 °C

Mechanické vlastnosti

Vlastnictví	Popis
Pevnost v tahu	760-1275 MPa
Mez kluzu	550-1100 MPa
Prodloužení	15-35%
Tvrdost	25-50 HRC
Modul pružnosti	205-210 GPa
Poissonův poměr	0.29-0.31
Únavová pevnost	310-690 MPa

Chemické vlastnosti

• Vynikající odolnost proti korozi v různých kyselinách, zásadách a mořské vodě.
• Dobrá odolnost proti oxidaci a nauhličování až do 1095 °C
• Odolává kyselinám sírovým, fosforečným a organickým.

Aplikace a použití práškového inkonelu

Průmysl	Komponenty
Aerospace	Součásti motoru, části draku, spojovací materiál, pouzdra
Ropa a plyn	Hlubinné trubky, ventily, díly pro ústí vrtů, čerpadla
Chemické	Reaktorové nádoby, výměníky tepla, kondenzátory, potrubí
Automobilový průmysl	Ventily, součásti výfuku, díly turbodmychadla
Napájení	Díly pro plynové turbíny, díly pro manipulaci s uhlím/popílkem
Lékařský	Chirurgické implantáty, protetika

Specifikace prášku Inconel

Distribuce velikosti

Síťovina	Mikrometry
-140	méně než 106
-100	150-106
-325	méně než 45
-500	méně než 32

Zdánlivá hustota

• Typické rozmezí je 2,5-4,5 g/cc

Průtok

• Měření volného toku prášku
• Vyjádřeno v s/50g
• Hodnoty 25-35 s/50 g jsou volně tekoucí.

Složení

• Odpovídá specifikaci AMS pro třídu slitiny
• Analýza zahrnuje Ni, Cr, Fe, Nb, Mo, Ti, Al

Kontaminace

• Obsah kyslíku pod 0,1%
• Nízký obsah síry, selenu, olova

Dodavatelé a ceny

Dodavatel	Dostupné stupně	Průměrné cenové rozpětí
Sandvik	625, 718, 939	$50-$150/kg
Met3dp	in625, in718, in939, in738	$75-$200/kg
Tesařský prášek	625, 718, 939	$60-$180/kg
Hoganas	625, 718	$70-$250/kg

• Ceny se liší v závislosti na třídě slitiny, kvalitě a velikosti šarže.
• Úspory z rozsahu pro velké objemy výroby
• Dodatečné zpracování, jako je izostatické lisování za tepla, odplynění, zvyšuje náklady.

Jak vybrat prášek Inconel

Faktory, které je třeba zvážit

Stupeň slitiny

• Přizpůsobení slitiny provozní teplotě a potřebným vlastnostem
• 625 pro odolnost proti korozi, 718 pro pevnost při 700 °C, 939 pro pevnost při tečení 1095 °C

Velikost prášku

• Jemnější prášek pro lepší rozlišení a povrchovou úpravu
• Větší prášek pro vyšší rychlost nanášení

Způsob výroby

• Plynové rozprašování, plazmový proces s rotační elektrodou (PREP) nebo jiný proces.

Standardy kvality

• Chemická analýza, tvar částic, úroveň znečištění
• Certifikace ISO 9001 nebo AS9100

Velikost šarže a doba dodání

• Cenová zvýhodnění při velkých objemech
• Plánování objednávek na zakázku

Způsob použití

• Výběr prášku kompatibilního s konkrétním procesem AM nebo MIM

Následné zpracování

• Dodatečné tepelné zpracování, HIP může změnit vlastnosti

Doporučení

• Pro aditivní výrobu, prášek menší než 45 mikronů
• Pro MIM použijte větší rozdělení velikosti částic.
• Získejte vzorky a zkušební výtisky před nákupem velkého množství.
• Úzká spolupráce s dodavatelem prášku, abyste mohli přizpůsobit výrobek požadavkům na díl.
• Pečlivě kontrolujte manipulaci a skladování, aby nedošlo ke kontaminaci nebo změně prášku.

Výhody a nevýhody prášku Inconel

Výhody

• Vysoká pevnost při zvýšených teplotách
• Vynikající odolnost proti korozi a oxidaci
• Dobrá svařitelnost a obrobitelnost
• Zachovává si houževnatost při kryogenních teplotách
• Lze použít k výrobě složitých geometrií pomocí AM
• Zpracování práškovou metalurgií vytváří konzistentní jemné mikrostruktury

Nevýhody

• Dražší než oceli a slitiny hliníku
• Náročná práce a zpracování
• Náchylnost na praskání v důsledku tepelného namáhání
• Obtížné odlévání bez speciálních technik
• Omezený počet dodavatelů vysoce kvalitního prášku

Nejčastější dotazy

K čemu se používá prášek Inconel?

Prášek Inconel se používá k výrobě součástí s výjimečnými mechanickými vlastnostmi při vysokých teplotách a odolností proti korozi s využitím aditivní výroby nebo vstřikování kovů. Běžně se používá v leteckém a kosmickém průmyslu, při zpracování chemikálií, při výrobě energie, v ropném a plynárenském průmyslu a v automobilovém průmyslu.

Jaký je rozdíl mezi prášky Inconel 625, 718 a 939?

Hlavní rozdíly se týkají složení, které vede k různým teplotním možnostem:

• Inconel 625 má vynikající odolnost proti korozi až do teploty 980 °C.
• Inconel 718 nabízí nejvyšší pevnost až do 700 °C
• Inconel 939 je navržen pro pevnost v tahu při extrémních teplotách až do 1095 °C.

Jaká velikost částic je pro AM nejlepší?

Pro aditivní výrobu s práškovým ložem s prášky Inconel se doporučuje velikost částic v rozmezí 15-45 mikronů. Jemnější částice pod 15 mikronů mohou způsobit problémy s tokem a rozptylem. Částice o velikosti nad 45 mikronů mohou snížit rozlišovací schopnost a kvalitu povrchu.

Vyžaduje prášek Inconel speciální skladování nebo manipulaci?

Ano, prášky Inconel snadno oxidují a absorbují vlhkost, což může změnit jejich vlastnosti a tokové charakteristiky. Vyžadují skladování v uzavřených nádobách s inertním plynem nebo ve vakuu. Manipulační techniky by měly minimalizovat kontakt se vzduchem.

Jaké následné zpracování je nutné po AM s Inconelem?

Po aditivní výrobě pomocí prášků Inconel jsou obvykle nutné následné procesy, jako je izostatické lisování za tepla (HIP), tepelné zpracování a obrábění. Ty pomáhají zlepšit mikrostrukturu a vlastnosti materiálu tak, aby splňoval požadavky aplikace.

Je prášek Inconel po AM znovu použitelný?

Ano, prášek Inconel lze po aditivní výrobě obnovit a znovu použít. Opětovně použitý prášek je však třeba smíchat s čerstvým panenským práškem v poměru 30% nebo méně, aby byla zachována stálá kvalita.