Poudre d'Inconel 718 : Composition, caractéristiques, applications et qualités

Poudre d'inconel 718 est une poudre d'alliage à base de nickel et de chrome utilisée principalement dans les processus de fabrication additive et de fusion sur lit de poudre métallique. Cette poudre à haute résistance possède d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion et à la chaleur qui conviennent aux applications aérospatiales, pétrolières et gazières, ainsi qu'aux applications industrielles.

Aperçu de la poudre d'Inconel 718

La poudre d'inconel 718 est un alliage de nickel-chrome durcissable par précipitation, également connu sous le nom de NIMONIC PE16 ou NiCr19Fe19Nb5Mo3. Il offre une combinaison unique de propriétés telles qu'une résistance élevée à la rupture, à la traction et au fluage, une résistance à la corrosion et à l'oxydation, ainsi qu'une trempabilité.

Ce guide fournit une vue d'ensemble détaillée de la poudre d'Inconel 718, couvrant sa composition et ses propriétés, les formes et tailles de produits disponibles, les applications, les qualités répondant à diverses spécifications, les principaux fournisseurs mondiaux et les prix habituels. Une analyse comparative est présentée dans des tableaux faciles à utiliser, soulignant les avantages et les limites de cette poudre de superalliage polyvalente.

Principaux détails de la poudre d'Inconel 718 :

• Système d'alliage : Nickel-chrome
• Surnom : Superalloy 718
• Densité : 8,19 g/cm3
• Point de fusion : 1260-1335°C
• Caractéristiques principales : Résistance, dureté, soudabilité et usinabilité élevées
• Applications courantes : Composants aérospatiaux tels que les pales de turbines, les buses disciplinées, les boîtiers et les joints où la résistance à la chaleur et à la corrosion est essentielle.

Composition et propriétés de la poudre d'Inconel 718

La composition et la microstructure de la poudre d'Inconel 718 se traduisent par une combinaison unique de propriétés qui la rendent adaptée aux applications à haute température.

Composition typique (poids %) de la poudre d'Inconel 718

Propriétés clés de la poudre d'Inconel 718

Principales caractéristiques et avantages de la poudre d'Inconel 718 :

• Conserve sa résistance et sa dureté à des températures de fonctionnement élevées
• Excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion
• Offre de bonnes caractéristiques de soudage et d'usinage
• Le traitement thermique de durcissement par précipitation permet d'obtenir une résistance élevée au fluage et à la rupture.
• Sa teneur élevée en aluminium et en titane entraîne la formation de précipités de Ni3(Al, Ti) appelés gamma prime, ce qui lui confère des propriétés mécaniques exceptionnelles, même à plus de 650°C.

Par conséquent, l'Inconel 718 est un candidat intéressant pour les technologies de fabrication additive telles que le frittage laser direct de métaux (DMLS) afin de créer des composants solides et légers pour les moteurs d'avion, les turbines de production d'énergie et les équipements de traitement utilisés dans des environnements difficiles.

Applications et utilisations de Poudre d'Inconel

La combinaison unique de résistance, de ténacité à la rupture et de résistance à la corrosion à des températures élevées permet à l'Inconel 718 de convenir à une variété d'applications critiques dans toutes les industries.

Applications et utilisations typiques de la poudre d'Inconel 718

L'application la plus courante est celle des moteurs d'avion pour la fabrication de pièces rotatives critiques telles que les disques et les attaches, ainsi que les boîtiers et les joints qui doivent résister à un fonctionnement soutenu pendant de longues durées à des températures avoisinant les 700°C.

Plus de 50% du marché des alliages corroyés sont destinés aux composants de moteurs à réaction, ce qui souligne l'importance de l'Inconel 718 dans l'aérospatiale. La fabrication additive permet désormais d'obtenir des géométries optimisées plus légères, impossibles à réaliser avec le moulage ou le forgeage.

Grades et spécifications de la poudre d'Inconel 718

La poudre d'Inconel 718 destinée aux procédés AM doit répondre à diverses normes internationales et régionales en matière de chimie et de distribution de la taille des particules. Les qualités les plus courantes sont énumérées ci-dessous :

Grades et spécifications standard de la poudre d'Inconel 718

Ces spécifications imposent un contrôle strict de la composition chimique et des niveaux d'impuretés. Des alliages personnalisés pour des applications spécifiques sont également possibles grâce à des ajustements mineurs de la teneur en Nb, Ti, Al.

Tous les lots sont soumis à des tests de qualité rigoureux pour vérifier la chimie, la distribution de la taille des particules, les caractéristiques d'écoulement, etc. avant leur mise sur le marché. Les méthodes d'inspection courantes comprennent la microscopie optique, le microscope électronique à balayage, la spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie, etc.

Poudres métalliques apparentées pour l'impression 3D :

Distribution de la taille des particules de la poudre d'Inconel 718

Pour obtenir une densité élevée et une intégrité mécanique des pièces imprimées en 3D avec de l'Inconel 718, la distribution granulométrique de la poudre (PSD) doit respecter certains seuils.

Exigences typiques en matière de distribution de la taille des particules de la poudre d'Inconel 718 pour le procédé DMLS

Une atomisation plus fine permet un meilleur écoulement et un meilleur conditionnement, mais réduit la productivité. La taille moyenne est généralement maintenue entre 15 et 45 microns pour des résultats d'impression optimaux. En ajustant la dynamique du flux de gaz, le fabricant de poudre peut personnaliser les distributions en déplaçant le pic dans cette fourchette.

Fournisseurs mondiaux de poudre d'Inconel 718

Parmi les principaux fournisseurs établis qui fabriquent de la poudre d'Inconel 718 pour la fabrication additive à l'échelle mondiale, on peut citer

Principaux fournisseurs et fabricants de poudre d'Inconel 718

Ces appareils utilisent la technique d'atomisation par gaz inerte sous atmosphère protectrice pour produire une poudre fine d'Inconel 718 adaptée au processus d'impression laser. Le matériau de haute pureté en un seul lot, optimisé pour la fluidité, la densité apparente et les performances reproductibles, permet d'obtenir des pièces métalliques de haute qualité.

Outre ces grandes entreprises, plusieurs acteurs régionaux plus petits proposent également de la poudre d'Inconel 718 sur mesure. Toutefois, la certification de la qualité et les essais visant à valider la chimie et la propreté peuvent ne pas être aussi solides.

Tendances des prix de la poudre d'Inconel 718

Le prix de la poudre d'Inconel 718 dépend de la quantité, de la qualité, de la distribution de la taille des particules, des marges des fournisseurs et de facteurs géographiques. Voici quelques fourchettes de prix typiques :

Fourchettes de prix indicatives de la poudre d'Inconel 718

Les économies d'échelle permettent aux commandes en gros d'être moins chères sur la base d'un prix par kg. Les petites quantités de R&D inférieures à 5 kg peuvent avoir un prix plus élevé.

Dans le cadre d'une quantité fixe, la poudre qui répond à des spécifications plus strictes en matière d'impuretés et de distribution granulométrique autorisées par les normes aérospatiales est plus chère. Par exemple, la poudre d'Inconel 718 certifiée AS9100 avec traçabilité des lots est 25-30% plus chère. Les coûts de localisation et d'expédition ont également un impact sur le prix final.

Analyse comparative de la poudre d'Inconel 718

Analyse comparative des propriétés des poudres de superalliage concurrentes

Analyse comparative des coûts

Comparaison des avantages et des inconvénients

L'Inconel 718 offre un équilibre optimal entre la résistance aux hautes températures, la dureté, la résistance à la corrosion et le coût pour les pièces critiques fonctionnant à 500-700°C dans des applications critiques dans des environnements extrêmes.

FAQ

Q : Qu'est-ce que le superalliage de nickel Inconel 718 ?

R : La poudre de superalliage de nickel Inconel 718 (UNS N07718) est un alliage durcissable par précipitation conçu pour des environnements extrêmes à des températures allant jusqu'à 700°C, exigeant des propriétés élevées de rendement, de traction et de rupture par fluage combinées à une résistance à l'oxydation et à la corrosion.

Q : Quelles sont les industries qui utilisent la poudre d'Inconel 718 ?

R : Les principales industries qui utilisent la poudre d'Inconel 718 pour la fabrication additive comprennent l'aérospatiale pour les composants de moteurs, les outils de forage de puits de pétrole et de gaz, les pièces de turbocompresseurs automobiles, les matrices d'extrusion de métaux, les réacteurs nucléaires et les équipements de traitement chimique.

Q : Quelle est la taille des particules utilisées dans les procédés AM ?

R : Pour les techniques de fusion sur lit de poudre comme le DMLS, la taille des particules entre 15 et 45 microns est optimale, la distribution la plus courante étant <10% en dessous de 15 microns et <1% au-dessus de 105 microns.

Q : Quelles sont les alternatives à la poudre d'Inconel 718 ?

R : Les poudres d'Inconel 625, d'Hastelloy X et de Waspaloy sont des alternatives qui offrent un meilleur rapport coût-efficacité, mais qui compromettent la résistance et la dureté à des températures de fonctionnement supérieures à 600 °C, ce qui les rend inadaptées aux applications aérospatiales.

Q : À quelles normes l'Inconel 718 est-il conforme ?

R : Les qualités courantes répondant aux spécifications internationales sont AMS 5662, AMS 5664, AMS 5832, UNS N07718, DIN 2.4668 pour la chimie et la distribution de la taille des particules.

Q : La poudre d'Inconel 718 est-elle réutilisable ?

R : Oui, la poudre inutilisée d'Inconel 718 peut être réutilisée après être passée par un système de recyclage de la poudre pour séparer les particules avec des satellites et vérifier la chimie. Des économies de l'ordre de 20 à 30% peuvent être réalisées en utilisant de la poudre recyclée.

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