インコネル 718 合金粉末

インコネル合金718耐熱粉末の概要

インコネル718は、積層造形や金属3Dプリンティング用途に使用される高強度、耐腐食性のニッケルクロム合金粉末です。機械的特性と高温での耐酸化性に優れています。

の主な特徴をいくつか挙げよう。 インコネル718合金粉末 を含む：

• 高い強度と硬度
• 優れた耐食性と耐酸化性
• 優れたクリープ強度と疲労強度
• 高温下でも強度と硬度を保つ
• 熱疲労と熱衝撃に耐える
• 極低温用途に使用可能
• 多くの積層造形プロセスに対応

インコネル718は、高温での高強度、耐食性、長期耐久性が要求される航空宇宙、石油・ガス、自動車、医療、工具産業で人気があります。

インコネル 718 合金粉末の種類

ガスアトマイズ インコネル 718 粉末

ガスアトマイズ・インコネル718粉末は、高圧不活性ガスジェットを使用して溶融合金を噴霧化することにより製造されます。これにより、積層造形に理想的な滑らかな表面形態を持つほぼ球状の粉末粒子が生成されます。

メリット

• 優れた流動性と充填密度
• 一貫した粒度分布
• 高い粉体再利用率
• 良好な機械的特性
• 低気孔率と酸化物インクルージョン

制限：

• 水噴霧パウダーより高価
• 粒径が小さいものに限る

水アトマイズ インコネル 718 粉末

水噴霧化インコネル718は、高圧水ジェットを使用して溶融合金の流れを破壊することによって製造されます。これにより、不規則な形状の粉末粒子が生成されます。

メリット

• ガスアトマイズ粉末に比べて低コスト
• 粒子径の範囲が広い
• 霧化時の歩留まりの向上

制限：

• 不規則な形状による流動性の悪さ
• 酸化物インクルージョンと気孔率の問題
• 粉体再利用率の低下
• 可変粒度分布

インコネル718合金粉末の用途と使用例

航空宇宙部品

インコネル718は、タービンブレード、インペラ、エキゾーストコーン、フレーム、ダクト、その他航空機エンジンや構造要素の高温部品の3Dプリントに広く使用されています。

ガスタービン

インコネル718の高温強度は、産業用および発電用ガスタービンの燃焼器ライナー、ヒートシールド、タービンノズル、ブレードの3Dプリントに適している。

自動車部品

インコネル718は、極端な温度や腐食性の排気ガスにさらされるターボチャージャーのホイールやマニホールドのような高性能自動車部品を3Dプリントすることができます。

バイオメディカル・インプラント

インコネル718の生体適合性と耐食性は、3Dプリンターによる整形外科用および歯科用インプラントへの使用を可能にしている。

化学処理装置

インコネル718の優れた耐食性により、化学および石油化学処理用のバルブ、継手、反応容器、ポンプの3Dプリントに使用できる。

金型

インコネル718の印刷工具と射出成形金型は、高い強度と熱安定性を維持し、高圧と高温の条件下でより長い耐用年数を実現します。

インコネル 718 合金粉末の仕様

パラメータ	仕様
構成	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.鉄
密度	8.19 g/cm3
融点	1260-1336°C
平均粒子径	15-45ミクロン
粒子の形態学	球形
流量	≥ 25秒/50g
見かけ密度	≥ 4.0 g/cm3 以上
パウダーの再利用	最低5回の再使用

インコネル718粉末を使用する際の設計上の考慮事項

• 厚い壁とコンフォーマル格子構造で設計された部品は、効果的な熱放散を可能にする。
• 焼結を良くするため、断面の厚さは0.4～2mmに保つ。
• 粉体認定用の引張試験棒と立会サンプルを含む。
• オーバーハングや角度のある面には、適切な支持構造を使用する。
• 建物の向きを最適化し、支えを最小限に抑え、オーバーハングを避ける。
• 部品形状に基づき、層厚、ハッチ間隔、スキャン戦略を制御。

インコネル718印刷のプロセスパラメータ

表：インコネル718印刷の推奨パラメータ

パラメータ	パウダーベッド・フュージョン	バインダー・ジェット	直接エネルギー蒸着
レーザー出力 (W)	195-400	–	1000-2000
スキャン速度（mm/s）	600-1200	–	100-500
層厚（μm）	20-50	100-200	200-1000
ハッチ間隔（μm）	80-150	–	–
ベッド温度 (°C)	100-200	60-80	–
不活性ガス	アルゴン	空気	アルゴン
酸素濃度（%）	0.03-0.1	空気	0.03-0.1

インコネル 718 合金粉末のサプライヤー

テーブルインコネル 718 粉末サプライヤー

サプライヤー	粒子径	納品書	価格
エーピーアンドシー	15-45 μm	アルゴン充填	$90-100/kg
カーペンター添加剤	15-53 μm	アルゴン充填	$75-120/kg
サンドビック・オスプレイ	5-150 μm	アルゴン充填	$50-110/kg
プラクセア	10-45 μm	アルゴン充填	$80-110/kg
LPWテクノロジー	10-45 μm	アルゴン充填	$70-90/kg

サプライヤー選びのヒント

• AMS、ASTM、ISOのような業界仕様に適合する粉体認証を確保する。
• 安全データシート、品質と組成に関する技術データシートを入手する。
• 流動性、密度、再利用性、印刷結果をテストするためにサンプルを要求する。
• ロット間の一貫性を提供する信頼できるサプライヤーと提携する。
• 価格と最低注文数量を比較する。

インコネル718を使用したプリンタの設置、操作、およびメンテナンス

表：インコネル718用プリンタの設置、操作、およびメンテナンスのガイドライン

ステージ	ガイドライン
インストール	ビルドエリアを清掃し、汚染源を取り除く。 ヒュームエクストラクションシステムを設置する。 不活性ガスの接続と漏れをチェックする。 すべてのセンサー、光学部品、機械部品を校正する。
オペレーション	アルゴンレベルや湿度などの環境制御を確立する。  O2レベル、ガス流量のモニタリングを設定する。  推奨される処理パラメータを使用する。  テストプリントを実施し、パラメーターを最適化する。 粉の品質と再利用の指標を監視する。
メンテナンス	光学系、リコーター、ワイパーを定期的に清掃する。 機械部品とガイドを点検する。 スパッタや凝縮水の蓄積を防ぐ。 ガスフローシステムのフィルターを必要に応じて交換する。 粉体処理システムを監視する。

インコネル718パウダーサプライヤーの選び方

適切なインコネル718粉末サプライヤーを選択することは、最終使用部品を印刷するための安定した高品質の粉末を得るための鍵となります。ここにいくつかのヒントがあります：

• 品質認証 - サプライヤーはISO9001およびAS9100の認証を取得していること。
• 技術的専門知識 - 冶金学とAMパウダーの専門知識を探す。
• 試験能力 - サプライヤーは、組成、粒子径、形態、密度、流動特性などについて、粉体ロットごとに試験を行うべきである。
• トレーサビリティ - 調達、生産記録、ロットのトレーサビリティについて尋ねる。
• 販売後のサポート - 粉体の取り扱い、保管、再利用などのサポートを提供するサプライヤーを選ぶ。
• サンプリング - 購入前にテスト用のパウダー・サンプルを求めること。
• カスタマーレビュー - 業界フォーラムやネットワークからサプライヤーのフィードバックやレビューをチェックする。
• 価格 - 同じグレードのパウダーについて、サプライヤー間の価格を比較する。ボリュームディスカウントを検討する。
• リードタイム - サプライヤーは、適切な在庫と生産計画をもって、合理的なリードタイムを提供すべきである。

インコネル718とステンレス鋼とコバルトクロムパウダーの比較

表：インコネル718、ステンレス鋼、コバルトクロム合金粉末の主要特性の比較

パラメータ	インコネル718	ステンレス鋼	コバルト・クローム
密度	より高い	ミディアム	より高い
引張強度	より高い	ミディアム	より低い
降伏強度	より高い	ミディアム	より低い
伸び	より低い	より高い	より高い
硬度	より高い	より低い	ミディアム
耐食性	素晴らしい	グッド	貧しい
耐熱性	素晴らしい	貧しい	グッド
コスト	より高い	より低い	ミディアム

重要なポイント

• インコネル718は強度と硬度が最も高く、ステンレス鋼は伸びが高い。
• コバルトクロムはインコネル718より強度が低いが、ステンレス鋼よりは優れている。
• インコネル718は、ステンレス鋼やコバルトクロム合金よりもはるかに優れた耐熱性と耐食性を持っています。
• インコネル718はステンレス鋼粉末よりは高価だが、エキゾチックなコバルトクロム合金よりは安価である。

インコネル718パウダー使用の長所と短所

長所

• 高温での優れた引張強さ、疲労強さ、クリープ強さ
• 熱衝撃やサイクルに強い
• 過酷な環境下での酸化や腐食に耐える
• 高い硬度と耐摩耗性
• 後加工や機械加工が容易
• 粉末原料が入手しやすい

短所

• 鋼鉄に比べて材料費が高い
• ステンレス鋼粉よりも低い伸び
• ひずみひび割れしやすい
• 従来の溶融溶接では困難である。
• 密度を高めるために熱間静水圧プレス（HIP）が必要
• 資格のあるサプライヤーの数が限られている

インコネル718パウダーに関するよくある質問

Q: インコネル718パウダーの推奨粒度範囲は？

A: インコネル718パウダーは一般的に15～45ミクロンの粒径が推奨されています。10-25ミクロン程度の微細なパウダーは、より優れた解像度を達成するのに役立ちます。

Q: AMにおけるインコネル718粉末の再利用限界は？

A: インコネル 718 粉末は、適切に取り扱えば 5～10 回まで再利用できます。再利用時に粉末の粒度分布と形状をモニターし、劣化の有無を確認してください。再利用率を向上させるために、粉末ふるい分けシステムや調整システムを使用してください。

Q: インコネル718粉末は熱間静水圧プレス(HIP)の後処理が必要ですか？

A: HIPは、インコネル718 AMパーツの密度、機械的特性、微細構造の改善に役立ちます。ただし、推奨される造形パラメータを使用して99.5%以上の密度を達成する場合は、HIPは必要ない場合があります。

Q: インコネル718のAM部品に使用される後処理方法にはどのようなものがありますか？

A: 一般的な後処理には、熱処理、HIP、機械加工、ショットピーニング、コーティング、熱間成形などがあります。これにより、表面仕上げ、寸法精度、材料性能を向上させることができます。

Q: インコネル718粉末はどのような産業でAM用途に使用されていますか？

A: インコネル718粉末を使用する主な産業には、航空宇宙、石油・ガス、発電、自動車、化学処理、生物医学などがある。高温強度が要求される用途に使用されています。

Q: 航空宇宙グレードのインコネル718粉末にはどのような認証が必要ですか？

A: 粉末メーカーはAS9100認証を取得する必要があります。インコネル718粉末のロットはAMS仕様AMS5662と航空宇宙部品製造のための厳格な試験基準を満たす必要があります。

Q: インコネル718粉末はどのようにして作られるのですか？

A: インコネル718は、ガスアトマイズやプラズマアトマイズを使用して、AM用途の溶融合金から微細な球状粉末を製造します。水アトマイズを使用することもあります。

Q: インコネル718は印刷に不活性雰囲気が必要ですか？

A: はい、不活性アルゴン雰囲気は、レーザーまたは電子ビーム粉末床溶融印刷中のインコネル718粉末の酸化を防ぐために不可欠です。

Q: インコネル718の3Dプリント部品は、どのような医療用途で使用されていますか？

A: インコネル718は、その生体適合性、耐食性、高強度により、歯科インプラント、外科器具、補綴物、医療機器の印刷に使用されています。

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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

メートル	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.

専門家の意見

• 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
• Metrology:
• 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