Polvo de aleación de Inconel 718

Descripción general del polvo termorresistente de la aleación 718 de Inconel

Inconel 718 es un polvo de aleación de níquel-cromo de alta resistencia a la corrosión que se utiliza para aplicaciones de fabricación aditiva e impresión 3D de metales. Tiene excelentes propiedades mecánicas y resistencia a la oxidación a altas temperaturas.

Algunas características clave de Polvo de aleación de Inconel 718 incluyen:

• Gran resistencia y dureza
• Buena resistencia a la corrosión y a la oxidación
• Excelente resistencia a la fluencia y a la fatiga
• Mantiene la resistencia y la dureza a temperaturas elevadas
• Resiste la fatiga térmica y los choques térmicos
• Puede utilizarse para aplicaciones criogénicas
• Compatible con muchos procesos de fabricación aditiva

El Inconel 718 es popular en los sectores aeroespacial, del petróleo y el gas, de la automoción, médico y de herramientas, donde se requiere una gran resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y durabilidad a largo plazo.

Tipos de polvo de aleación Inconel 718

Polvo de Inconel 718 atomizado con gas

El polvo de Inconel 718 atomizado con gas se produce atomizando la aleación fundida mediante chorros de gas inerte a alta presión. Esto produce partículas de polvo casi esféricas con una morfología de superficie lisa ideal para la fabricación aditiva.

Ventajas:

• Excelente fluidez y densidad de empaquetamiento
• Distribución homogénea del tamaño de las partículas
• Altos índices de reutilización del polvo
• Buenas propiedades mecánicas
• Baja porosidad e inclusiones de óxido

Limitaciones:

• Más caro que el polvo atomizado con agua
• Limitado a partículas de pequeño tamaño

Polvo de Inconel 718 atomizado en agua

El Inconel 718 atomizado con agua se produce rompiendo una corriente de aleación fundida mediante chorros de agua a alta presión. Esto produce partículas de polvo de forma irregular.

Ventajas:

• Menor coste en comparación con el polvo atomizado con gas
• Mayor variedad de tamaños de partículas
• Mayor rendimiento durante la atomización

Limitaciones:

• Mala fluidez debido a formas irregulares
• Inclusiones de óxido y problemas de porosidad
• Menores tasas de reutilización del polvo
• Distribución variable del tamaño de las partículas

Aplicaciones y usos de la aleación Inconel 718 en polvo

Componentes aeroespaciales

Inconel 718 se utiliza ampliamente para imprimir en 3D álabes de turbinas, impulsores, conos de escape, marcos, conductos y otros componentes de alta temperatura para motores de aeronaves y elementos estructurales.

Turbinas de gas

La resistencia a altas temperaturas del Inconel 718 lo hace adecuado para la impresión 3D de revestimientos de cámaras de combustión, escudos térmicos, toberas de turbinas y álabes de turbinas de gas industriales y de generación de energía.

Piezas de automóviles

Inconel 718 puede imprimir en 3D componentes de automoción de alto rendimiento, como ruedas y colectores de turbocompresores expuestos a temperaturas extremas y gases de escape corrosivos.

Implantes biomédicos

La biocompatibilidad y la resistencia a la corrosión del Inconel 718 permiten utilizarlo para implantes ortopédicos y dentales impresos en 3D.

Equipos de procesamiento químico

La excelente resistencia a la corrosión del Inconel 718 permite utilizarlo para imprimir en 3D válvulas, accesorios, recipientes de reacción y bombas para procesos químicos y petroquímicos.

Herramientas y moldes

Las herramientas impresas y los moldes de inyección de Inconel 718 mantienen una alta resistencia y estabilidad térmica para una mayor vida útil en condiciones de alta presión y temperatura.

Especificaciones de la aleación Inconel 718 en polvo

Parámetro	Especificación
Composición	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 máx, 0,35% Si máx, 0,015% S máx, 0,015% P máx, bal. Fe
Densidad	8,19 g/cm3
Punto de fusión	1260-1336°C
Tamaño medio de las partículas	15-45 micras
Morfología de las partículas	Esférica
Caudal	≥ 25 s/50g
Densidad aparente	≥ 4,0 g/cm3
Reutilización del polvo	Mínimo 5 veces de reutilización

Consideraciones de diseño para el uso de polvo de Inconel 718

• Las piezas diseñadas con paredes más gruesas y estructuras reticulares conformadas permiten una disipación eficaz del calor.
• Mantener los espesores de sección entre 0,4 - 2 mm para una mejor sinterización.
• Incluir barras de ensayo de tracción y muestras testigo para la cualificación del polvo.
• Utilice estructuras de apoyo adecuadas para los voladizos y las superficies en ángulo.
• Optimice la orientación de la construcción para minimizar los apoyos y evitar los voladizos.
• Controle el grosor de la capa, el espaciado de la trama y las estrategias de escaneado en función de la geometría de la pieza.

Parámetros del proceso de impresión de Inconel 718

Tabla: Parámetros recomendados para la impresión de Inconel 718

Parámetro	Cama de polvo Fusion	Chorro aglomerante	Deposición de energía dirigida
Potencia del láser (W)	195-400	–	1000-2000
Velocidad de exploración (mm/s)	600-1200	–	100-500
Grosor de la capa (μm)	20-50	100-200	200-1000
Distancia entre escotillas (μm)	80-150	–	–
Temperatura del lecho (°C)	100-200	60-80	–
Gas inerte	Argón	Aire	Argón
Nivel de oxígeno (%)	0.03-0.1	Aire	0.03-0.1

Proveedores de polvo de aleación Inconel 718

Tabla: Proveedores de polvo de Inconel 718

Proveedor	Tamaño de las partículas	Formulario de entrega	Precio
AP&C	15-45 μm	Envasado en argón	$90-100/kg
Aditivo para carpinteros	15-53 μm	Envasado en argón	$75-120/kg
Sandvik Osprey	5-150 μm	Envasado en argón	$50-110/kg
Praxair	10-45 μm	Envasado en argón	$80-110/kg
Tecnología LPW	10-45 μm	Envasado en argón	$70-90/kg

Consejos para elegir proveedor:

• Garantizar que la certificación del polvo cumple especificaciones industriales como AMS, ASTM, ISO.
• Obtenga la ficha de datos de seguridad y la ficha técnica para obtener información sobre la calidad y la composición.
• Solicite muestras para comprobar la fluidez, la densidad, la reutilización y los resultados de impresión.
• Asóciese con proveedores fiables que le proporcionen uniformidad lote a lote.
• Compare precios y cantidades mínimas de pedido.

Instalación, funcionamiento y mantenimiento de impresoras que utilizan Inconel 718

Tabla: Pautas de instalación, funcionamiento y mantenimiento de la impresora para Inconel 718

Escenario	Directrices
Instalación	Limpie la zona de construcción y elimine las fuentes de contaminación. Instalar sistema de extracción de humos. Compruebe las conexiones y fugas de gas inerte. Calibrar todos los sensores, ópticas y componentes mecánicos.
Operación	Establecer controles ambientales como el nivel de argón y la humedad.  Configurar la monitorización del nivel de O2, caudales de gas.  Utilice los parámetros de tratamiento recomendados.  Realizar impresiones de prueba para optimizar los parámetros. Supervise la calidad del polvo y las métricas de reutilización.
Mantenimiento	Limpie periódicamente las ópticas, el recuperador y los limpiaparabrisas. Inspeccionar los componentes mecánicos y las guías. Evitar la acumulación de salpicaduras y condensados. Cambie los filtros según sea necesario en el sistema de flujo de gas. Supervisar el sistema de manipulación de polvo.

Cómo seleccionar un proveedor de polvo de Inconel 718

Elegir el proveedor de polvo de Inconel 718 adecuado es clave para obtener un polvo consistente y de alta calidad para la impresión de piezas de uso final. He aquí algunos consejos:

• Certificaciones de calidad - El proveedor debe tener las certificaciones ISO 9001 y AS9100.
• Conocimientos técnicos - Busque expertos en metalurgia y polvos AM.
• Capacidad de ensayo - El proveedor debe comprobar la composición, el tamaño de las partículas, la morfología, la densidad, las características de fluidez, etc. de cada lote de polvo.
• Trazabilidad - Pregunte por el abastecimiento, los registros de producción y la trazabilidad de los lotes.
• Asistencia posventa - Elija un proveedor que ofrezca asistencia para la manipulación, el almacenamiento, la reutilización, etc. del polvo.
• Muestreo - Pida muestras de polvo para probarlas antes de comprar.
• Comentarios de los clientes - Compruebe las opiniones y reseñas del proveedor en foros y redes del sector.
• Precios - Compare precios entre proveedores para el mismo grado de polvo. Considere los descuentos por volumen.
• Plazo de entrega - El proveedor debe proporcionar un plazo de entrega razonable con una buena planificación del inventario y la producción.

Comparación de polvos de Inconel 718 frente a polvos de acero inoxidable frente a polvos de cromo-cobalto

Tabla: Comparación de las propiedades clave de los polvos de aleación de Inconel 718, acero inoxidable y cromo-cobalto

Parámetro	Inconel 718	Acero inoxidable	Cromo cobalto
Densidad	Más alto	Medio	Más alto
Resistencia a la tracción	Más alto	Medio	Baja
Límite elástico	Más alto	Medio	Baja
Alargamiento	Baja	Más alto	Más alto
Dureza	Más alto	Baja	Medio
Resistencia a la corrosión	Excelente	Bien	Pobre
Resistencia al calor	Excelente	Pobre	Bien
Coste	Más alto	Baja	Medio

Principales conclusiones:

• Inconel 718 tiene la mayor resistencia y dureza, mientras que el acero inoxidable presenta un mayor alargamiento.
• El cromo-cobalto tiene menor resistencia que el Inconel 718 pero mejor que el acero inoxidable.
• Inconel 718 tiene una resistencia al calor y a la corrosión muy superior a la del acero inoxidable y las aleaciones de cromo-cobalto.
• Inconel 718 es más caro que los polvos de acero inoxidable, pero más barato que las aleaciones exóticas de cromo-cobalto.

Ventajas e inconvenientes del uso de polvo de Inconel 718

Pros

• Excelente resistencia a la tracción, la fatiga y la fluencia a altas temperaturas
• Resiste los choques térmicos y los ciclos
• Resiste la oxidación y la corrosión en entornos agresivos
• Gran dureza y resistencia al desgaste
• Se puede postprocesar y mecanizar fácilmente
• Materia prima en polvo fácilmente disponible

Contras

• Alto coste del material en comparación con los aceros
• Alargamiento inferior al del polvo de acero inoxidable
• Susceptible al agrietamiento por deformación-edad
• Difícil de soldar mediante soldadura por fusión convencional
• Requiere prensado isostático en caliente (HIP) para mejorar las densidades
• Número limitado de proveedores cualificados

Preguntas frecuentes sobre el polvo de Inconel 718

P: ¿Qué rango de tamaño de partícula se recomienda para el polvo de Inconel 718?

R: Para la mayoría de los procesos de AM, se suele recomendar un tamaño de partícula de 15-45 micras para el polvo de Inconel 718. Los polvos más finos de entre 10 y 25 micras pueden ayudar a conseguir una mejor resolución.

P: ¿Cuál es el límite de reutilización del polvo de Inconel 718 en AM?

R: El polvo de Inconel 718 puede reutilizarse hasta 5-10 veces si se manipula adecuadamente. Controle la distribución del tamaño y la forma del polvo durante la reutilización para comprobar si hay degradación. Utilice sistemas de tamizado y acondicionamiento del polvo para mejorar los índices de reutilización.

P: ¿Requiere el polvo Inconel 718 un tratamiento posterior de prensado isostático en caliente (HIP)?

R: El HIP ayuda a mejorar la densidad, las propiedades mecánicas y la microestructura de las piezas de Inconel 718 AM. Sin embargo, el HIP puede no ser necesario si se utilizan los parámetros de fabricación recomendados para alcanzar densidades superiores a 99,5%.

P: ¿Qué métodos de posprocesamiento se utilizan para las piezas de Inconel 718 AM?

R: Entre los pasos habituales del postprocesado se incluyen: tratamiento térmico, HIP, mecanizado, granallado, revestimientos y conformado en caliente. Esto ayuda a mejorar el acabado superficial, la precisión dimensional y el rendimiento del material.

P: ¿Qué industrias utilizan polvo de Inconel 718 para aplicaciones de AM?

R: Los principales sectores que utilizan polvo de Inconel 718 son el aeroespacial, el del petróleo y el gas, la generación de energía, la automoción, el procesamiento químico y el biomédico. Su uso está impulsado por los requisitos de resistencia a altas temperaturas.

P: ¿Qué certificaciones se requieren para el polvo de Inconel 718 de calidad aeroespacial?

R: Los fabricantes de polvo deben tener la certificación AS9100. Los lotes de polvo de Inconel 718 deben cumplir la especificación AMS5662 y las rigurosas normas de ensayo para la producción de componentes aeroespaciales.

P: ¿Cómo se fabrica el polvo de Inconel 718?

R: El Inconel 718 se fabrica mediante atomización con gas o plasma para producir polvo esférico fino a partir de la aleación fundida para aplicaciones de AM. A veces también se utiliza la atomización con agua.

P: ¿Necesita Inconel 718 una atmósfera inerte para la impresión?

R: Sí, una atmósfera inerte de argón es esencial para evitar la oxidación del polvo de Inconel 718 durante la impresión por fusión en lecho de polvo con láser o haz de electrones.

P: ¿Qué aplicaciones sanitarias utilizan piezas de Inconel 718 impresas en 3D?

R: El Inconel 718 se utiliza para imprimir implantes dentales, instrumentos quirúrgicos, prótesis y dispositivos médicos debido a su biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y alta resistencia.

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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

Métrica	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.

Opiniones de expertos

• 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
• Metrología:
• 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