Prášek ze slitiny Inconel 718

Přehled tepelně odolného prášku ze slitiny Inconel 718

Inconel 718 je prášková slitina niklu a chromu s vysokou pevností a odolností proti korozi, která se používá pro aditivní výrobu a kovový 3D tisk. Má vynikající mechanické vlastnosti a odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách.

Některé klíčové vlastnosti Prášek ze slitiny Inconel 718 zahrnují:

• Vysoká pevnost a tvrdost
• Dobrá odolnost proti korozi a oxidaci
• Vynikající pevnost při tečení a únavě
• Zachovává pevnost a tvrdost při zvýšených teplotách
• Odolává tepelné únavě a tepelným šokům
• Lze použít pro kryogenní aplikace
• Kompatibilní s mnoha aditivními výrobními procesy

Inconel 718 je oblíbený v leteckém, ropném a plynárenském, automobilovém, zdravotnickém a nástrojářském průmyslu, kde se vyžaduje vysoká pevnost při vysokých teplotách, odolnost proti korozi a dlouhodobá životnost.

Typy prášku ze slitiny Inconel 718

Inconel 718 prášek atomizovaný plynem

Plynem atomizovaný prášek Inconel 718 se vyrábí atomizací roztavené slitiny pomocí vysokotlakých proudů inertního plynu. Vznikají tak téměř kulovité částice prášku s hladkou morfologií povrchu, které jsou ideální pro aditivní výrobu.

výhody:

• Vynikající tekutost a hustota balení
• Konzistentní distribuce velikosti částic
• Vysoká míra opětovného použití prášku
• Dobré mechanické vlastnosti
• Nízká pórovitost a oxidové inkluze

Omezení:

• Dražší než prášek rozprašovaný vodou
• Omezeno na menší velikosti částic

Inconel 718 prášek atomizovaný vodou

Inconel 718 rozprašovaný vodou se vyrábí rozbíjením proudu roztavené slitiny pomocí vysokotlakých vodních trysek. Vznikají tak částice prášku nepravidelného tvaru.

výhody:

• Nižší náklady v porovnání s práškem rozprašovaným plynem
• Větší rozsah velikostí částic
• Vyšší výtěžnost při rozprašování

Omezení:

• Špatná tekutost v důsledku nepravidelných tvarů
• Oxidové inkluze a problémy s pórovitostí
• Nižší míra opětovného použití prášku
• Proměnlivá distribuce velikosti částic

Aplikace a použití prášku ze slitiny Inconel 718

Letecké komponenty

Inconel 718 se široce používá k 3D tisku lopatek turbín, oběžných kol, výfukových kuželů, rámů, kanálů a dalších vysokoteplotních součástí leteckých motorů a konstrukčních prvků.

Plynové turbíny

Inconel 718 je díky své pevnosti při vysokých teplotách vhodný pro 3D tisk vložek spalovacích motorů, tepelných štítů, turbínových trysek a lopatek pro průmyslové a energetické plynové turbíny.

Automobilové díly

Z materiálu Inconel 718 lze 3D tisknout vysoce výkonné automobilové komponenty, jako jsou kola turbodmychadel a rozvody, které jsou vystaveny extrémním teplotám a korozivním výfukovým plynům.

Biomedicínské implantáty

Biokompatibilita a odolnost proti korozi materiálu Inconel 718 umožňují jeho použití pro 3D tištěné ortopedické a zubní implantáty.

Zařízení pro chemické zpracování

Vynikající odolnost Inconelu 718 proti korozi umožňuje jeho použití pro 3D tisk ventilů, armatur, reakčních nádob a čerpadel pro chemické a petrochemické zpracování.

Nástroje a formy

Tištěné nástroje a vstřikovací formy z Inconelu 718 si zachovávají vysokou pevnost a tepelnou stabilitu pro delší životnost za vysokého tlaku a teploty.

Specifikace prášku slitiny Inconel 718

Parametr	Specifikace
Složení	50-55% Ni, 17-21% Cr, 4,75-5,5% Nb, 2,8-3,3% Mo, 0,65-1,15% Ti, 0,2-0,8% Al, 0,08% C max, 0,35% Si max, 0,015% S max, 0,015% P max, bal. Fe
Hustota	8,19 g/cm3
Bod tání	1260-1336°C
Průměrná velikost částic	15-45 mikronů
Morfologie částic	Sférické
Průtok	≥ 25 s/50g
Zdánlivá hustota	≥ 4,0 g/cm3
Opětovné použití prášku	Minimálně 5krát opakované použití

Konstrukční úvahy o použití prášku Inconel 718

• Díly se silnějšími stěnami a konformní mřížkovou strukturou umožňují účinný odvod tepla.
• Pro lepší spékání udržujte tloušťku řezu v rozmezí 0,4 - 2 mm.
• Včetně zkušebních tyčí v tahu a svědeckých vzorků pro kvalifikaci prášku.
• U převisů a šikmých ploch používejte vhodné podpůrné konstrukce.
• Optimalizujte orientaci stavby tak, abyste minimalizovali podpěry a vyhnuli se převisům.
• Řízení tloušťky vrstvy, rozteče šraf a strategie skenování na základě geometrie dílu.

Procesní parametry pro tisk na Inconel 718

Tabulka: Doporučené parametry pro tisk na Inconel 718

Parametr	Powder Bed Fusion	Tryskání pojiva	Řízená depozice energie
Výkon laseru (W)	195-400	–	1000-2000
Rychlost skenování (mm/s)	600-1200	–	100-500
Tloušťka vrstvy (μm)	20-50	100-200	200-1000
Rozteč poklopů (μm)	80-150	–	–
Teplota lože (°C)	100-200	60-80	–
Inertní plyn	Argon	Vzduch	Argon
Hladina kyslíku (%)	0.03-0.1	Vzduch	0.03-0.1

Dodavatelé prášku ze slitiny Inconel 718

Tabulka: Inconel 718 Dodavatelé prášku

Dodavatel	Velikost částic	Dodací formulář	Cena
AP&C	15-45 μm	Balení argonu	$90-100/kg
Přísada pro tesaře	15-53 μm	Balení argonu	$75-120/kg
Sandvik Osprey	5-150 μm	Balení argonu	$50-110/kg
Praxair	10-45 μm	Balení argonu	$80-110/kg
Technologie LPW	10-45 μm	Balení argonu	$70-90/kg

Tipy pro výběr dodavatele:

• Zajistěte, aby certifikace prášku splňovala průmyslové specifikace, jako jsou AMS, ASTM, ISO.
• Získejte bezpečnostní list, technický list pro informace o kvalitě a složení.
• Vyžádejte si vzorky pro testování tekutosti, hustoty, opakovaného použití a výsledků tisku.
• Spolupracujte se spolehlivými dodavateli, kteří zajišťují konzistenci jednotlivých šarží.
• Porovnejte ceny a minimální objednací množství.

Instalace, provoz a údržba tiskáren využívajících Inconel 718

Tabulka: Pokyny pro instalaci, provoz a údržbu tiskárny Inconel 718

Fáze	Pokyny
Instalace	Vyčistěte prostor stavby a odstraňte zdroje kontaminace. Nainstalujte systém odsávání kouře. Zkontrolujte přípojky inertního plynu a úniky. Kalibrujte všechny senzory, optiku a mechanické součásti.
Úkon	Zavedení kontroly prostředí, jako je hladina argonu a vlhkost.  Nastavení monitorování hladiny O2 a průtoku plynu.  Použijte doporučené parametry zpracování.  Provádějte zkušební výtisky za účelem optimalizace parametrů. Sledování kvality prášku a metrik opakovaného použití.
Údržba	Pravidelně čistěte optiku, nátěrku a stěrače. Zkontrolujte mechanické součásti a vedení. Zabraňte hromadění rozstřiku a kondenzátu. Podle potřeby vyměňte filtry v systému průtoku plynu. Monitorování systému manipulace s práškem.

Jak vybrat dodavatele prášku Inconel 718

Výběr správného dodavatele prášku Inconel 718 je klíčem k získání konzistentního, vysoce kvalitního prášku pro tisk dílů pro konečné použití. Zde je několik tipů:

• Certifikace kvality - Dodavatel by měl mít certifikace ISO 9001 a AS9100.
• Technické znalosti - Hledejte odborné znalosti v oblasti metalurgie a práškové technologie AM.
• Možnosti testování - Dodavatel by měl testovat každou šarži prášku na složení, velikost částic, morfologii, hustotu, tokové vlastnosti atd.
• Sledovatelnost - Ptejte se na zdroje, výrobní záznamy a sledovatelnost šarží.
• Poprodejní podpora - Vyberte si dodavatele, který poskytuje podporu pro manipulaci s práškem, skladování, opětovné použití atd.
• Odběr vzorků - Před nákupem si vyžádejte vzorky prášku k otestování.
• Hodnocení zákazníků - Zkontrolujte zpětnou vazbu a recenze dodavatele z oborových fór a sítí.
• Stanovení cen - Porovnejte ceny prášku stejné kvality u různých dodavatelů. Zvažte množstevní slevy.
• Doba realizace - Dodavatel by měl zajistit přiměřenou dobu dodání s dobrým plánováním zásob a výroby.

Srovnání prášků Inconel 718 vs. nerezová ocel vs. kobaltový chrom

Tabulka: Srovnání klíčových vlastností prášků Inconelu 718, nerezové oceli a kobalt-chromové slitiny

Parametr	Inconel 718	Nerezová ocel	Kobalt Chrome
Hustota	Vyšší	Střední	Vyšší
Pevnost v tahu	Vyšší	Střední	Dolní
Mez kluzu	Vyšší	Střední	Dolní
Prodloužení	Dolní	Vyšší	Vyšší
Tvrdost	Vyšší	Dolní	Střední
Odolnost proti korozi	Vynikající	Dobrý	Špatný
Tepelná odolnost	Vynikající	Špatný	Dobrý
Náklady	Vyšší	Dolní	Střední

Klíčové poznatky:

• Inconel 718 má nejvyšší pevnost a tvrdost, zatímco nerezová ocel má vyšší prodloužení.
• Kobaltový chrom má nižší pevnost než Inconel 718, ale lepší než nerezová ocel.
• Inconel 718 má mnohem vyšší tepelnou a korozní odolnost než nerezová ocel a kobalt-chromové slitiny.
• Inconel 718 je dražší než prášky z nerezové oceli, ale levnější než exotické kobalt-chromové slitiny.

Výhody a nevýhody používání prášku Inconel 718

Klady

• Vynikající pevnost v tahu, únavě a tečení při vysokých teplotách.
• Odolnost vůči teplotním šokům a cyklování
• Odolává oxidaci a korozi v agresivním prostředí.
• Vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení
• Lze snadno dodatečně zpracovat a opracovat
• Snadno dostupné práškové suroviny

Nevýhody

• Vysoké náklady na materiál ve srovnání s ocelí
• Nižší prodloužení než u práškové nerezové oceli
• Náchylné na praskání v důsledku tahového stárnutí
• Obtížně svařitelné běžným tavným svařováním
• Vyžaduje lisování za tepla (HIP) pro zlepšení hustoty.
• Omezený počet kvalifikovaných dodavatelů

Často kladené otázky o prášku Inconel 718

Otázka: Jaký rozsah velikosti částic se doporučuje pro prášek Inconel 718?

Odpověď: Pro většinu procesů AM se pro prášek Inconel 718 obvykle doporučuje velikost částic v rozmezí 15-45 mikronů. Jemnější prášky o velikosti 10-25 mikronů mohou pomoci dosáhnout lepšího rozlišení.

Otázka: Jaký je limit pro opětovné použití prášku Inconel 718 v AM?

Odpověď: Prášek Inconel 718 lze při správném zacházení použít až 5-10krát. Během opakovaného použití sledujte rozložení velikosti a tvaru prášku, abyste zjistili, zda nedochází k jeho degradaci. Ke zvýšení míry opětovného použití používejte systémy pro prosévání a úpravu prášku.

Otázka: Vyžaduje prášek Inconel 718 následné zpracování izostatickým lisováním za tepla (HIP)?

Odpověď: HIP pomáhá zlepšit hustotu, mechanické vlastnosti a mikrostrukturu dílů Inconel 718 AM. HIP však nemusí být nutná, pokud se použijí doporučené parametry sestavení pro dosažení hustoty vyšší než 99,5%.

Otázka: Jaké metody následného zpracování se používají u dílů Inconel 718 AM?

Odpověď: Mezi běžné kroky následného zpracování patří tepelné zpracování, HIP, obrábění, kuličkování, povlaky a tváření za tepla. To pomáhá zlepšit povrchovou úpravu, rozměrovou přesnost a vlastnosti materiálu.

Otázka: V jakých odvětvích se používá prášek Inconel 718 pro AM aplikace?

Odpověď: Mezi klíčová průmyslová odvětví používající prášek Inconel 718 patří letecký průmysl, ropný a plynárenský průmysl, energetika, automobilový průmysl, chemické zpracování a biomedicína. Použití je dáno požadavky na pevnost při vysokých teplotách.

Otázka: Jaké certifikace jsou vyžadovány pro prášek Inconel 718 pro letecký průmysl?

Odpověď: Výrobci prášků musí mít certifikaci AS9100. Partie prášku Inconel 718 musí splňovat specifikaci AMS5662 a přísné zkušební normy pro výrobu leteckých komponent.

Otázka: Jak se vyrábí prášek Inconel 718?

Odpověď: Inconel 718 se vyrábí pomocí plynové nebo plazmové atomizace, aby se z roztavené slitiny vyrobil jemný sférický prášek pro aplikace AM. Někdy se používá také atomizace vodou.

Otázka: Vyžaduje Inconel 718 pro tisk inertní atmosféru?

Odpověď: Ano, inertní argonová atmosféra je nezbytná, aby se zabránilo oxidaci prášku Inconel 718 během tisku laserem nebo elektronovým paprskem v práškovém loži.

Otázka: V jakých zdravotnických aplikacích se používají 3D tištěné díly z Inconelu 718?

Odpověď: Inconel 718 se díky své biokompatibilitě, odolnosti proti korozi a vysoké pevnosti používá k tisku zubních implantátů, chirurgických nástrojů, protéz a lékařských přístrojů.

znát více procesů 3D tisku

Additional FAQs about Inconel 718 Alloy Powder (5)

1) What heat treatment is recommended for AM parts made from Inconel 718 alloy powder?

• A common aerospace route is solution anneal 980–1000°C (0.5–1 h, inert/vacuum) + HIP 1120–1180°C at 100–170 MPa (2–4 h, argon) + two-step aging: 720°C/8 h, furnace cool at 50°C/h to 620°C/8 h, air cool. This optimizes gamma″/gamma′ precipitation and fatigue strength.

2) How do powder attributes influence crack and porosity formation in LPBF 718?

• Narrow PSD (e.g., 15–45 μm), high sphericity, low satellites, and low O/N/H improve spreadability and melt pool stability, reducing lack-of-fusion. Elevated oxygen, broad spans, or excess fines increase spatters, keyholes, and inclusions that drive porosity and LCF scatter.

3) What strategies mitigate strain-age cracking in Inconel 718 during post-processing?

• Minimize cold work before aging, use controlled hot straightening, perform stress relief (870–900°C) prior to aging, and avoid prolonged exposure in the 650–750°C range before full precipitation heat treatment. For weld/repair, use low-heat-input parameters and intermediate stress relief.

4) Can water-atomized 718 be used for binder jetting successfully?

• Yes, after conditioning: trim fines (<10 μm), mechanical spheroidization if available, oxygen control (target O ≤ 0.05–0.08 wt%), and tuned sinter/HIP cycles. Expect slightly different shrink/packing behavior vs gas-atomized feedstock.

5) What CoA data should be required for critical Inconel 718 powder lots?

• Full chemistry (AMS/ASTM conformance), interstitials (O/N/H), PSD (D10/D50/D90 and span per ISO 13320/ASTM B822), shape metrics (DIA sphericity/aspect), flow (ASTM B213) and densities (ASTM B212/B527), moisture/LOI, inclusion/contamination screens, and lot genealogy with reuse recommendations.

2025 Industry Trends for Inconel 718 Alloy Powder

• Powder cleanliness push: More EIGA/vacuum gas-atomized lines for lower O/N/H, improving fatigue life and reducing HIP dependency in thin sections.
• Inline QC at atomizers: Laser diffraction + dynamic image analysis enable closed-loop PSD/shape control; fewer off-spec tails and higher sieve yields.
• Binder jet maturation: Higher density via optimized sinter + HIP; WA 718 feedstocks conditioned for BJ reach >99% density with improved dimensional control.
• Sustainability: Argon recovery and heat recuperation lower CO2e/kg; suppliers publish EPDs and provide traceability to recycled nickel content.
• Qualification acceleration: Digital twins and CT-driven acceptance criteria shorten PPAP for aerospace and energy components.

2025 snapshot: Inconel 718 powder and AM performance indicators

Metrický	2023	2024	2025 YTD	Notes/Sources
Typical O content, GA 718 (wt%)	0.030–0.055	0.025–0.045	0.020–0.040	Supplier LECO data
LPBF as-built relative density (%)	99.5–99.7	99.6–99.8	99.6–99.85	Optimized parameter sets
HIP usage for flight hardware (%)	70-85	65–80	60–75	Thinner parts sometimes waived
CoAs including DIA shape metrics (%)	45–60	55–70	65–80	OEM specs tightening
Standard lead time, GA 718 (weeks)	6–9	5-8	4–7	Added capacity
Price range GA 718 (USD/kg)	75–140	70–130	70–125	Particle size, region dependent

References: ISO/ASTM 52907 (feedstock), ASTM B822/B213/B212/B527, AMS 5662/5663 (alloy specs/conditions), ASM Handbook; standards bodies and supplier technical briefs: https://www.astm.org, https://www.iso.org, https://www.sae.org

Latest Research Cases

Case Study 1: Closed-Loop Atomization Control to Reduce PSD Tails for 718 (2025)
Background: A powder producer observed >63 μm tail causing recoater streaks and porosity in LPBF 718.
Solution: Installed at-line laser diffraction + DIA with closed-loop adjustments to gas pressure/nozzle ΔP and melt flow; implemented automated fines bleed.
Results: PSD span −18%; >63 μm tail −58%; LPBF density improved from 99.3% to 99.7%; scrap −21%; sieve yield +6%.

Case Study 2: Binder Jetting of Water-Atomized 718 with Post-HIP (2024)
Background: An energy OEM needed cost-down for medium-size stator vanes.
Solution: Conditioned WA 718 (fines trim, H2 anneal to drop O from 0.10% to 0.06%), set bimodal PSD for packing; sinter profile optimization followed by HIP 1160°C/150 MPa/3 h.
Results: Final density 99.4–99.6%; dimensional scatter (3σ) −35%; fatigue performance matched GA-BJ benchmark; part cost −12% vs GA feedstock.

Názory odborníků

• Prof. Iain Todd, Professor of Metallurgy and Materials Processing, University of Sheffield
  Key viewpoint: “Most 718 variability traces back to powder spreadability and cleanliness—pair PSD with shape analytics and interstitial control to stabilize AM outcomes.”
• Dr. Ellen Meeks, VP Process Engineering, Desktop Metal
  Key viewpoint: “Binder jet 718 is production-ready when oxygen and fines are disciplined; sinter + HIP windows now deliver consistent near-net shapes at scale.”
• Marco Cusin, Head of Additive Manufacturing, GKN Powder Metallurgy
  Key viewpoint: “Powder CoAs must evolve—shape metrics, O/N/H, and reuse guidance should be standard to ensure repeatability across sites and platforms.”

Citations: ASM Handbook; SAE AMS 5662/5663; ISO/ASTM feedstock/AM standards; OEM white papers and conference proceedings (TMS, MRL). Standards links: https://www.astm.org, https://www.iso.org, https://www.sae.org

Practical Tools and Resources

• Standards and QA:
• ISO/ASTM 52907 (metal powder feedstock), ASTM B822 (PSD), ASTM B213 (Hall flow), ASTM B212/B527 (apparent/tap density), AMS 5662/5663 (718 conditions), ASTM E1409/E1019 (O/N)
• Process toolkits:
• LPBF parameter windows for 718 (power, speed, hatch, preheat); BJ sinter/HIP playbooks; atomizer control guides for PSD/shape
• Metrologie:
• Dynamic image analysis for sphericity/aspect; CT per ASTM E1441 for porosity; LECO for O/N/H; SEM for inclusion/defect forensics
• Supplier selection checklist:
• Require CoA with chemistry + interstitials, PSD (D10/D50/D90), DIA shape metrics, densities/flow, moisture, inclusion screening, and lot genealogy; confirm EPD/ESG where applicable
• Design aids:
• DFAM for 718 (lattice libraries, support strategies, critical section thickness), heat treatment calculators, HIP distortion prediction tools

Notes on reliability and sourcing: Specify AMS chemistry compliance, PSD window, shape metrics, and interstitial limits on POs. Validate each lot with coupon builds, CT, and mechanical testing aligned to end-use specs. Store powder under inert atmosphere with O2 and humidity controls; track reuse cycles and oxygen pickup to maintain consistency.

Last updated: 2025-10-15
Changelog: Added 5 focused FAQs, a 2025 metrics table, two recent case studies, expert viewpoints, and practical tools/resources specific to Inconel 718 Alloy Powder qualification and AM processing
Next review date & triggers: 2026-02-15 or earlier if AMS/ASTM standards change, new atomization/cleanliness methods emerge, or OEMs update powder CoA and qualification requirements for 718 parts