인코넬 718 분말: 구성, 특성, 용도 및 등급

인코넬 718 분말 은 주로 적층 제조 및 금속 분말 베드 용융 공정에 사용되는 니켈-크롬 기반 합금 분말입니다. 이 고강도 파우더는 항공우주, 석유 및 가스, 산업 분야에 적합한 우수한 내식성 및 내열성을 갖추고 있습니다.

인코넬 718 분말 개요

인코넬 718 분말은 침전 경화 가능한 니켈-크롬 합금으로 NIMONIC PE16 또는 NiCr19Fe19Nb5Mo3로도 알려져 있습니다. 높은 수율, 인장 및 크리프 파열 강도, 부식 및 산화에 대한 내성, 경화성과 같은 고유한 특성의 조합을 제공합니다.

이 가이드는 인코넬 718 분말의 구성 및 특성, 사용 가능한 제품 형태 및 크기, 응용 분야, 다양한 사양을 충족하는 등급, 주요 글로벌 공급업체, 일반적인 가격 등 인코넬 718 분말에 대한 자세한 개요를 제공합니다. 이 다용도 초합금 분말의 장점과 한계를 강조하는 비교 분석이 사용하기 쉬운 표로 제공됩니다.

인코넬 718 파우더의 주요 세부 사항:

• 합금 시스템: 니켈-크롬
• 닉네임: 슈퍼알로이 718
• 밀도: 8.19g/cm3
• 녹는점: 1260-1335°C
• 주요 특징: 높은 강도, 경도, 용접성 및 가공성
• 일반적인 애플리케이션: 내열성 및 내식성이 중요한 터빈 블레이드, 훈련된 노즐, 케이스 및 씰과 같은 항공우주 구성 요소

인코넬 718 분말의 구성 및 특성

인코넬 718 분말의 구성과 미세 구조는 고온 응용 분야에 적합한 고유한 특성 조합을 제공합니다.

인코넬 718 분말의 일반적인 구성(% 무게)

요소	Min	최대
니켈(Ni)	50.00	55.00
크롬(Cr)	17.00	21.00
철(Fe)	잔액	21.00
니오븀(Nb)	4.75	5.50
몰리브덴(Mo)	2.80	3.30
티타늄(Ti)	0.65	1.15
알루미늄(Al)	0.20	0.80
코발트 (Co)	1.00
구리(Cu)	0.30

인코넬 718 분말의 주요 특성

속성	가치
밀도	8.19g/cm3
녹는 범위	1260-1335°C
평균 입자 크기	15-45 미크론
산소 함량	<0.1%
질소 함량	<0.1%
열 전도성	11.4 W/m-K
전기 저항	1.41 마이크로옴-cm
영의 계수	205 GPa
푸아송 비율	0.294
비열	435 J/kg-K
열팽창 계수	12.8 μm/m-°C
인장 강도	1275 MPa(분)

인코넬 718 파우더의 주요 특성 및 이점:

• 높은 작동 온도에서 강도와 경도를 유지합니다.
• 산화 및 부식에 대한 탁월한 내성 제공
• 우수한 용접 및 가공 특성 제공
• 침전 경화 열처리를 통해 높은 크리프 및 파열 강도 달성
• 알루미늄과 티타늄 함량이 높아 650°C 이상에서도 뛰어난 기계적 특성을 제공하는 감마 프라임이라고 하는 Ni3(Al, Ti) 침전물이 형성됩니다.

따라서 인코넬 718은 항공기 엔진, 발전 터빈 및 열악한 환경에서 사용되는 공정 장비에 사용되는 강하고 가벼운 부품을 만들기 위해 직접 금속 레이저 소결(DMLS)과 같은 적층 제조 기술에 매력적인 후보 소재입니다.

애플리케이션 및 용도 인코넬 분말

인코넬 718은 강도, 파단 인성 및 고온에서의 내식성이 독특하게 결합되어 있어 산업 전반의 다양한 중요 응용 분야에 적합합니다.

인코넬 718 분말의 일반적인 응용 분야 및 용도

산업	구성 요소
항공우주	피로 강도가 중요한 블레이드, 케이스, 패스너 등의 엔진 부품
석유 및 가스	열악한 서비스 환경을 위한 유정 장비, 다운홀 도구
전력 생성	석탄 가스화 열교환기, 열처리 장비
자동차	터보차저 로터, 배기가스 재순환 냉각기
금속 가공	티타늄, 열간 가공 공구강 인서트와 같은 반응성 금속용 압출 금형
적층 제조	복잡한 형상을 가진 고밀도 기능성 금속 부품의 레이저 파우더 베드 용융

가장 일반적인 적용 분야는 항공기 엔진에서 디스크, 패스너와 같은 중요한 회전 부품과 700°C에 육박하는 온도에서 장시간 작동을 견뎌야 하는 케이스 및 씰을 제조하는 것입니다.

항공우주 분야에서 인코넬 718의 중요성을 강조하는 제트 엔진 부품은 단조 합금 시장 소비량의 50% 이상을 차지합니다. 이제 적층 가공을 통해 주조나 단조로는 불가능했던 경량화 및 최적화된 형상을 구현할 수 있습니다.

인코넬 718 분말의 등급 및 사양

적층 가공용 인코넬 718 분말은 화학 및 입자 크기 분포에 대한 다양한 국제 및 지역 표준을 충족해야 합니다. 일반적인 등급은 다음과 같습니다:

인코넬 718 분말의 표준 등급 및 사양

등급	사양
인코넬 718	AMS 5662, AMS 5664, AMS 5832
인코넬 718	UNS N07718
인코넬 718	W.Nr. 2.4668
인코넬 718	DIN NiCr19Fe19NbMo3

이러한 사양은 화학 성분과 불순물 수준을 엄격하게 관리합니다. Nb, Ti, Al 함량을 약간 조정하여 특정 용도에 맞는 맞춤형 합금을 만들 수도 있습니다.

모든 배치는 출시 전에 화학, 입자 크기 분포, 흐름 특성 등을 확인하기 위해 엄격한 품질 테스트를 거칩니다. 일반적인 검사 방법에는 광학 현미경, SEM, 에너지 분산형 X-선 분광법 등이 있습니다.

3D 프린팅용 관련 금속 분말:

인코넬 718 분말의 입자 크기 분포

인코넬 718을 사용하여 3D 프린팅 부품의 고밀도 및 기계적 무결성을 달성하려면 분말 입자 크기 분포(PSD)가 특정 임계값을 충족해야 합니다.

DMLS 공정용 인코넬 718 분말의 일반적인 입자 크기 분포 요구 사항

입자 크기(μm)	배포 (%)
15 ~ 45	≥ 90%
<15	≤ 10%
45 ~ 105	≤ 10%
>105	≤ 1%

미세한 분무는 흐름과 포장을 개선하지만 생산성을 떨어뜨립니다. 최적의 인쇄 결과를 위해 평균 크기는 일반적으로 15-45미크론 범위로 유지됩니다. 파우더 제조업체는 가스 흐름 역학을 조정하여 이 범위 내에서 피크를 이동시키는 분포를 맞춤화할 수 있습니다.

인코넬 718 분말의 글로벌 공급업체

전 세계적으로 적층 제조용 인코넬 718 분말을 제조하는 주요 공급업체는 다음과 같습니다:

인코넬 718 분말의 주요 공급업체 및 제조업체

회사	국가
샌드빅 오스프리	영국
목수 첨가제	미국
프렉스에어	미국
AP&C	캐나다
에라스틸	프랑스
오베르 & 듀발	프랑스
SLM 솔루션	독일

이들은 보호 분위기에서 불활성 가스 분무 기술을 사용하여 레이저 인쇄 공정에 적합한 미세한 인코넬 718 분말을 생산합니다. 유동성, 겉보기 밀도 및 반복 가능한 성능에 최적화된 고순도 단일 로트 소재는 고품질 금속 부품을 구현하는 데 도움이 됩니다.

이러한 대기업 외에도 여러 소규모 지역 업체에서도 맞춤형 인코넬 718 분말을 제공합니다. 그러나 화학 및 청결성을 검증하기 위한 품질 인증 및 테스트는 그다지 강력하지 않을 수 있습니다.

인코넬 718 분말의 가격 동향

인코넬 718 분말의 가격은 수량, 품질 등급, 입자 크기 분포, 공급업체 마진 및 지리적 요인에 따라 달라집니다. 몇 가지 일반적인 가격 범위는 다음과 같습니다:

인코넬 718 분말의 표시 가격 범위

수량	kg당 가격(USD)
1kg	800 - 1000
10kg	500 - 800
100kg	250 - 500

규모의 경제를 통해 대량 주문 시 kg당 가격을 더 저렴하게 책정할 수 있습니다. 5kg 미만의 소량 R&D 수량은 더 높은 가격이 책정될 수 있습니다.

고정된 수량 내에서 항공우주 표준에 의해 승인된 불순물, 입자 크기 분포에 대한 더 엄격한 사양을 충족하는 분말은 더 높은 가격을 요구합니다. 예를 들어 로트 추적 기능이 있는 AS9100 인증 인코넬 718 파우더는 25~30% 더 비쌉니다. 위치 및 배송 비용도 최종 가격에 영향을 미칩니다.

인코넬 718 분말의 비교 분석

경쟁사 초합금 분말과 특성 비교 분석

속성	인코넬 718	인코넬 625	하스텔로이 X	말벌
밀도(g/cm3)	8.19	8.44	8.22	8.22
녹는점(°C)	1260-1335	1350	1260-1350	1315
인장 강도(MPa)	1275	860	550	1110
항복 강도(0.2% 오프셋)	1103	450	240	965
연신율(%)	19	35+	N/A	15
영탄성계수(GPa)	205	207	196	186
전기 저항률(μΩ-cm)	1.41	1.41	1.16	1.73
열 전도성(W/m-K)	11.4	9.8	11.4	18.4
열팽창 계수(μm/m-°C )	12.8	12.8	12.4	13

비용 비교 분석

매개변수	인코넬 718	인코넬 625	하스텔로이 X	말벌
상대적 재료비	높음	Medium	높음	Medium
제조 가능성	Medium	높음	Medium	낮음
비용 효율성	낮음	높음	낮음	Medium

장단점 비교

인코넬 718
장점	- 높은 작동 온도에서도 강도 유지  - 뛰어난 내산화성 및 내식성  -강수량 경화로 강도 향상  -우수한 용접성 및 가공성  -인코넬 625보다 강도가 높음  -항공우주 엔진에 널리 사용됨
단점	- 티타늄 합금에 비해 밀도가 높습니다.  -경화 상태로 가공하기 어려움  -상대적으로 비싼  -와스팔로이보다 낮은 열 전도성

인코넬 718은 극한 환경의 미션 크리티컬 애플리케이션에서 500~700°C에서 작동하는 핵심 부품을 위한 고온 강도, 경도, 내식성 및 비용 사이에서 최적의 균형을 이룹니다.

자주 묻는 질문

Q: 인코넬 718 니켈 초합금이란 무엇인가요?

A: 인코넬 718(UNS N07718) 니켈 초합금 분말은 최대 700°C의 극한 환경용으로 설계된 침전 경화성 합금으로, 산화 및 내식성과 함께 높은 수율, 인장 및 크리프 파열 특성이 요구되는 제품입니다.

Q: 인코넬 718 파우더를 사용하는 산업 분야는 무엇인가요?

A: 적층 가공에 인코넬 718 분말을 사용하는 주요 산업으로는 엔진 부품용 항공우주, 석유 및 가스 유정 시추 공구, 자동차 터보차저 부품, 금속 압출 금형, 원자로, 화학 처리 장비 등이 있습니다.

Q: AM 공정에서 사용되는 입자 크기는 무엇인가요?

A: DMLS와 같은 파우더 베드 융합 기술의 경우 15~45미크론 사이의 입자 크기가 최적이며, 15미크론 미만은 <10%, 105미크론 이상은 <1% 분포가 가장 일반적입니다.

Q: 인코넬 718 파우더를 대체할 수 있는 제품에는 어떤 것이 있나요?

A: 비용 효율성은 높지만 600°C 이상의 작동 온도에서 강도와 경도가 낮아 항공우주 분야에는 적합하지 않은 인코넬 625, 하스텔로이 X, 와스팔로이 분말을 대체할 수 있는 몇 가지 대안이 있습니다.

Q: 인코넬 718은 어떤 표준을 준수하나요?

A: 국제 규격을 충족하는 일반적인 등급은 화학 및 입자 크기 분포에 대한 AMS 5662, AMS 5664, AMS 5832, UNS N07718, DIN 2.4668입니다.

Q: 인코넬 718 파우더는 재사용이 가능한가요?

A: 예, 사용하지 않은 인코넬 718 파우더는 파우더 재활용 시스템을 통과하여 위성을 통해 입자를 분리하고 화학 성분을 확인한 후 재사용할 수 있습니다. 재활용 파우더를 사용하면 20-30%의 비용을 절감할 수 있습니다.

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Frequently Asked Questions (Supplemental)

1) What powder attributes most influence LPBF quality with Inconel 718 Powder?

• Highly spherical morphology (low satellites), PSD 15–45 μm, narrow tails, low oxygen/nitrogen (typically O ≤0.10 wt%, N ≤0.03 wt%), consistent apparent/tap density, and Hall flow ≤20–25 s/50 g. These drive stable recoating, uniform packing, and low porosity.

2) Which post-processing route is typical to achieve aerospace-grade properties?

• Stress relief → HIP (e.g., 1180–1220°C/100–170 MPa/2–4 h) → solution anneal (~980–1065°C) → double aging (e.g., 720°C 8 h + furnace cool to 620°C 8 h) → machining/finishing → NDE (CT, FPI, UT). This maximizes γ′/γ′′ precipitation and closes internal pores.

3) How should powder reuse be managed for Inconel 718 in production?

• Implement reuse envelopes with per-cycle checks on O/N, PSD, flow, and density; blend 20–50% virgin powder; cap cycles at 8–12 depending on monitoring results; maintain inert handling and closed-loop sieving to limit oxygen pickup per ISO/ASTM 52907.

4) Can Binder Jetting match LPBF properties for Inconel 718?

• With optimized debind/sinter, carbon control, and HIP, BJT parts can reach >99.5% relative density and tensile strengths in the 1,100–1,250 MPa range. Surface finish and feature resolution are generally inferior to LPBF, but throughput and cost per part can be better.

5) What are key print strategy tips to reduce cracking and distortion?

• Use elevated bed preheat (120–180°C), balanced volumetric energy density, contour passes on perimeters, island scans with rotated hatch, and tailored parameters on overhangs. Control chamber oxygen/humidity and ensure uniform heat dissipation with robust supports.

2025 Industry Trends for Inconel 718 Powder

• Multi-laser LPBF optimization: 6–12 laser platforms with coordinated overlaps deliver 20–35% throughput gains while holding density and microstructure.
• Cost stabilization: Additional atomization capacity in EU/APAC and improved yield management moderate Inconel 718 Powder prices despite energy volatility.
• Extended reuse programs: Standardized powder stewardship extends reuse to 8–12 cycles without property drift, supported by inline O/N and PSD monitoring.
• Qualification acceleration: Wider use of ISO/ASTM 52920/52930 digital traceability and process maps shortens aerospace/energy approvals.
• Surface integrity focus: Shot peen/laser peen plus micro-machining post-HIP significantly improves HCF/LCF performance for rotating hardware.

2025 Snapshot: Market, Process, and Performance Indicators

메트릭	2023 Baseline	2025 Status (est.)	Notes/Source
Inconel 718 AM powder price (gas-atomized, 15–45 μm)	$275–485/kg	$250–450/kg	Industry quotes; added atomization capacity
LPBF relative density (as-built → HIP)	99.3% → 99.9%	99.4% → 99.95%	Parameter/HIP refinements
Multi-laser productivity vs single-laser	+15–25%	+20–35%	Coordinated scan vector orchestration
Qualified powder reuse cycles	4–8	8-12	With O/N, PSD, flow controls (ISO/ASTM 52907)
Post-HIP UTS (solution + double aging)	1,100–1,250 MPa	1,150–1,300 MPa	Heat treatment and contour strategies

References and guidance:

• ISO/ASTM 52907:2023 (Feedstock characterization)
• ISO/ASTM 52920 & 52930 (Process qualification and quality)
• AMS 5662/5663 (718 wrought benchmarks) via SAE
• NIST AM Bench datasets for nickel superalloys (nist.gov/ambench)
• FAA/EASA advisories and MMPDS for allowables (where applicable)

Latest Research Cases

Case Study 1: Coordinated Multi-Laser LPBF of Inconel 718 Combustor Cases (2025)
Background: An aerospace Tier‑1 needed higher throughput without sacrificing fatigue or dimensional stability.
Solution: Implemented multi-laser overlap management with synchronized scan vectors, 150–170°C bed preheat, adaptive contour remelts, and strict powder stewardship (30% virgin refresh, O/N and PSD gates). Post-process: HIP + solution + double aging; full CT-based NDE.
Results: Build rate +28–33%; post-HIP density 99.93–99.96%; UTS 1,200–1,270 MPa, elongation 18–22%; HCF life +10–15% after shot peen; scrap rate reduced from 7.2% to 4.1%.

Case Study 2: Binder Jetting Inconel 718 Valves with Carbon Control (2024)
Background: An energy OEM observed distortion and variable density in thick-section BJT 718 valves.
Solution: Introduced debind ramp with tighter carbon control and isothermal sinter holds to reduce differential shrinkage; followed by HIP and standard 718 aging.
Results: Relative density 99.5–99.8%; dimensional deviation ≤±0.25%; tensile 1,120–1,230 MPa; corrosion and oxidation performance at 700°C matched LPBF baselines under identical HT. First-pass yield +14%.

전문가 의견

• Dr. John Slotwinski, Additive Manufacturing Metrology Expert (former NIST)
• Viewpoint: “Powder-state control—PSD, flow, and O/N—remains the strongest predictor of porosity and mechanical consistency for Inconel 718 Powder across reuse cycles.”
• Prof. David E. Laughlin, Professor Emeritus of Materials Science, Carnegie Mellon University
• Viewpoint: “Precisely balancing γ′′ and γ′ through solution and two-step aging is essential; even minor chemistry or thermal history shifts can degrade creep resistance.”
• Dr. Amy J. Elliott, Group Leader for Additive Manufacturing, Oak Ridge National Laboratory
• Viewpoint: “Integrating calibrated process maps with in‑situ monitoring accelerates qualification for safety‑critical 718 components without eroding safety margins.”

Practical Tools/Resources

• ISO/ASTM 52907: Metal powder feedstock characterization (iso.org; astm.org)
• ISO/ASTM 52920/52930: AM process qualification and quality requirements (iso.org)
• AMS 5662/5663: Reference properties for Inconel 718 (sae.org)
• ASTM E8/E21/B213/B214: Mechanical and powder testing standards (astm.org)
• NIST AM Bench: Public datasets for nickel superalloys (nist.gov/ambench)
• MMPDS: Metallic materials properties for aerospace design allowables (mmpds.org)
• OSHA/NFPA 484: Combustible metal powder safety (osha.gov; nfpa.org)
• Granta MI: Materials data management and traceability (ansys.com)

Last updated: 2025-10-13
Changelog: Added 5 supplemental FAQs; introduced 2025 trends with data table; provided two recent case studies; cited expert viewpoints; listed practical tools/resources with relevant standards; integrated Inconel 718 Powder keyword variations
Next review date & triggers: 2026-04-15 or earlier if major powder price shifts (>15%), new ISO/ASTM/AMS standards for AM 718 publish, or significant OEM qualification announcements occur