Inconel 718 Poeder

Overzicht

Inconel 718 poeder is een poeder van een nikkel-chroom-ijzer-molybdeenlegering dat voornamelijk wordt gebruikt in additieve productie en metaalpoederbedfusietoepassingen. Enkele belangrijke details over Inconel 718 poeder zijn:

• Samenstelling: Nikkel, chroom, ijzer, niobium, molybdeen, titanium, aluminium
• Eigenschappen: Hoge sterkte, corrosiebestendigheid, hittebestendigheid, lasbaarheid
• Productieproces: Gasverstuiving
• Deeltjesgroottebereik: 15-45 micron over het algemeen
• Toepassingen: Ruimtevaartonderdelen, turbinebladen, gereedschap, mallen, maritieme onderdelen
• Normen: AMS 5662, AMS 5664, ASTM B718

Samenstelling van Inconel 718 Poeder

Inconel 718 poeder heeft de volgende nominale samenstelling volgens de AMS 5662 en ASTM B718 normen:

Element	Gewicht %
Nikkel (Ni)	50.0 – 55.0
Chroom (Cr)	17.0 – 21.0
Ijzer (Fe)	Evenwicht
Niobium (Nb)	4.75 – 5.5
Molybdeen (Mo)	2.8 – 3.3
Titaan (Ti)	0.65 – 1.15
Aluminium (Al)	0.2 – 0.8

Nikkel en chroom zorgen voor weerstand tegen corrosie en oxidatie. Niobium maakt precipitatieversterking van de legering mogelijk. IJzer is het belangrijkste basiselement. Molybdeen, titanium en aluminium verbeteren de mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen.

De verhouding van nikkel, chroom en ijzer zorgt voor optimale versterking, terwijl de toevoegingen van Nb, Mo, Ti en Al zorgen voor verharding en neerslagmechanismen. Beheersing van de samenstelling binnen dit bereik is essentieel om de beoogde materiaaleigenschappen na verwerking te bereiken.

Eigenschappen van Inconel 718 poeder

Enkele van de belangrijkste eigenschappen van Inconel 718 poeder zijn:

Tafel 1: Eigenschappen van Inconel 718 poeder

Eigendom	Beschrijving
Dikte	8,19 g/cm3
Smeltpunt	1260-1336°C
Warmtegeleiding	11,4 W/mK bij 20°C
Young-modulus	205 GPa
Poisson-ratio	0.294
Opbrengststerkte	1310 MPa
Treksterkte	1495 MPa
Verlenging	12%

De dichtheid en de thermische en mechanische eigenschappen maken Inconel 718 geschikt voor hoogwaardige onderdelen die bestand zijn tegen extreme omgevingen. Bij het poedermetallurgieproces blijft de fijne korrelstructuur behouden, wat tot betere eigenschappen leidt.

De sterkte blijft behouden tot meer dan 700°C, met voldoende vervormbaarheid en weerstand tegen vermoeiing. De oxidatiebestendigheid beschermt tegen corrosie tot 980 °C. Dankzij deze eigenschappen kan de Inconel 718-legering presteren in toepassingen met zware thermische cycli.

Deeltjesgrootteverdeling van Inconel 718 poeder

Inconel 718 poeder wordt vervaardigd via een gasatomisatieproces om bolvormige deeltjes te produceren in een gecontroleerd groottebereik. Typische deeltjesgrootteverdelingen zijn:

Tafel 2: Deeltjesgrootte van Inconel 718 poeder

Deeltjesgrootte (micron)	Distributie (%)
15-25	62
25-45	30
45-63	8

De smalle verdeling zorgt voor een soepele poederstroom en gelijkmatig smelten. Kleinere deeltjes bevorderen een betere sintering, terwijl grotere de poederstroom verbeteren. De gemiddelde grootte is meestal 25-45 micron voor de meeste additieve productieprocessen die met metalen werken.

Door de vorm en grootteverdeling van de deeltjes te controleren, kunnen ze dicht opeengepakt worden en kunnen ze effectief laag voor laag versmelten, wat essentieel is voor 3D printtoepassingen. Zeefklassificeerders sorteren de deeltjes nauwkeurig in batches met doelgroottebereiken.

Productieproces van Inconel 718 Poeder

Gasatomisatie is de meest gebruikelijke methode om Inconel 718 bolvormige poeders te produceren die geschikt zijn voor additieve productie. De productiestappen zijn:

1. Smeltend - Inconel 718 wordt eerst inductief gesmolten onder inerte atmosfeer
2. Verneveling - De vloeibare metaalstroom wordt in fijne druppeltjes gebroken met behulp van inert gas onder hoge druk (meestal stikstof of argon).
3. Verharding - De druppels koelen snel af en stollen tot poeder
4. Collectie - De verstoven deeltjes vallen in een opvangkamer
5. Zeven - Poeders worden gezeefd in specifieke deeltjesgrootteverdelingen

Gasvernevelde poeders hebben een hogere zuiverheid, meer uniforme samenstelling, consistente deeltjesvorm en minimale satellieten in vergelijking met watervernevelde poeders. Een gladde oppervlaktemorfologie verbetert de poederstroom tijdens de verwerking.

Nauwkeurige controle over de gasstroom, temperatuur en stroom gesmolten metaal produceert poeders met doelkenmerken op maat voor AM processen zoals laser poederbedfusie, binder jetting en directed energy deposition.

Toepassingen van Inconel 718 Poeder

De uitstekende sterkte en corrosiebestendigheid bij hoge temperaturen maken de legering Inconel 718 geschikt voor kritieke onderdelen in:

Tafel 3: Toepassingen van Inconel 718 poeder

Industrie	Componenten
Lucht- en ruimtevaart	Turbinebladen, schijven, verbranders, omhulsels, bevestigingsmiddelen, tandwielen
Stroomopwekking	Gasturbine hete sectie onderdelen, bladen, schoepen, bevestigingsmiddelen
Olie en gas	Downhole-gereedschap, boorkoponderdelen, kleppen, pompen
Automobiel	Onderdelen turbocompressor, kleppen, uitlaatspruitstukken
Chemische verwerking	Reactorvaten, buizen van warmtewisselaars

Additive manufacturing met Inconel 718 poeder is ideaal voor het maken van complexe, op maat gemaakte onderdelen met verbeterde mechanische eigenschappen en geometrieën die niet mogelijk zijn met gieten of machinale bewerking.

Specificaties en normen

Inconel 718 poederproducten voldoen aan de volgende specificaties:

Tabel 4: Specificaties voor Inconel 718 poeder

Standaard	Organisatie	Beschrijving
AMS 5662	SAE	Chemische samenstelling van nikkellegering
AMS 5664	SAE	Vernevelde poedernikkellegeringen
ASTM B718	ASTM	Standaard voor nikkel-chroom-ijzerpoeder

Deze specificaties definiëren de aanvaardbare elementaire samenstellingsbereiken, bemonsteringsprocedures, certificaten en testmethoden om de chemische en fysische eigenschappen te bepalen.

De meest gebruikte groottespecificaties zijn -100/+325 mesh, -140/+325 mesh en -230/+400 mesh volgens ASTM B214.

Leveranciers van Inconel 718 Poeder

Enkele toonaangevende wereldwijde leveranciers met prijzen zijn:

Tabel 5: Inconel 718 poeder leveranciers en prijzen

Bedrijf	Merknamen	Prijs per kg
Sandvik	Visarend 718	$120-160
LPW-technologie	CL-20ES	$100-140
Praxair	718	$140-180
Timmerman technologie	Aangepast 455® roestvrij	$110-150
Erasteel	ERASTEEL718	$130-170

Prijzen variëren op basis van ordervolume, deeltjesgroottebereik, vormtolerantie en garanties voor batchsamenstelling. Grote OEM-contracten krijgen hogere kortingen in vergelijking met kleine prototypevolumes. Geografische prijzen schommelen ook op basis van de regionale dynamiek van vraag en aanbod.

Voor- en nadelen van Inconel 718 voor additieve productie

Tabel 6: Voordelen en beperkingen van Inconel 718 poeder

Pluspunten	Nadelen
Bewezen materiaal met uitgebreide productie-ervaring	Hoge materiaalkosten
Uitstekende sterkte bij hoge temperaturen	Lagere neersmeltsnelheid dan staal
Goede corrosie- en oxidatieweerstand	Vatbaar voor barsten door gebrek aan procesbeheersing
Behoudt eigendommen in de staat waarin ze werden gebouwd	Hoge restspanningen door snel stollen
Aangepaste geometrieën mogelijk	Beperkte maten voor AM-apparatuur
Snellere ontwerpiteraties	Nabewerking kan nodig zijn

Inconel 718 is duurder dan roestvast staal maar kan veilig 100°C hoger werken. Hoewel het langzamer drukt dan staal, rechtvaardigen de betere prestaties de kosten voor hoogwaardige toepassingen in extreme omgevingen.

Met geoptimaliseerde AM-parameters bereikt de legering mechanische eigenschappen die gelijk zijn aan of beter zijn dan die van gegoten en gesmeed materiaal. Bij hogere bouwsnelheden kunnen echter scheurvormingproblemen ontstaan. Systemen met meerdere lasers helpen de productiviteit op te schalen.

Veelgestelde vragen

V: Waar wordt de legering Inconel 718 voor gebruikt?

A: Inconel 718 superlegering op basis van nikkel heeft een uitzonderlijke sterkte bij temperaturen tot 700 °C en is bestand tegen oxidatie en corrosie. Het wordt veel gebruikt in gasturbines, vliegtuigmotoren, kernreactoren, pompen, gereedschappen en andere kritische onderdelen die onder extreme omstandigheden werken.

V: Is Inconel 718 lasbaar?

A: Inconel 718 is lasbaar! Deze superlegering staat bekend om haar hoge sterkte en corrosiebestendigheid, zelfs bij extreme temperaturen, en is favoriet in de ruimtevaart en energieopwekking.

V: Hoe wordt Inconel 718 gemaakt?

A: Het wordt meestal geproduceerd via een dubbel smeltproces met vacuüminductiesmelten (VIM) gevolgd door vacuümboogomsmelten (VAR), wat zorgt voor een schoon, hoogzuiver materiaal.

V: Kan Inconel 718 bewerkt worden?

A: Ja, maar het is een uitdaging vanwege de taaiheid en werkhardingseigenschappen. Voor een effectieve bewerking zijn speciale gereedschappen en technieken nodig.

V: Hoe gaat Inconel 718 om met extreme omgevingen?

A: Het is uitzonderlijk goed bestand tegen oxidatie en behoudt zijn sterkte zelfs wanneer het wordt blootgesteld aan zeer hoge temperaturen, waardoor het ideaal is voor ruwe omgevingen.

V: Wat is het verschil tussen Inconel 718 en andere Inconel-legeringen?

A: Elke Inconel-legering heeft unieke samenstellingen en eigenschappen. Inconel 718 staat vooral bekend om zijn hoge sterkte en eenvoudige fabricage, inclusief lassen, wat bij sommige andere Inconel-legeringen niet zo eenvoudig is.

ken meer 3D-printprocessen

Additional FAQs about Inconel 718 Powder

1) What powder oxygen/nitrogen limits should I specify for LPBF-grade Inconel 718 powder?

• Common procurement gates: O ≤ 0.04–0.06 wt%, N ≤ 0.03 wt%, H ≤ 0.005 wt%. Tighter interstitial control improves ductility, fatigue, and reduces hot cracking risk.

2) What particle size distribution (PSD) is optimal for LPBF vs. DED?

• LPBF: 15–45 µm (sometimes 20–63 µm on high-productivity platforms). DED: 45–125 µm for stable feed and larger melt pools. Match PSD to machine recoater type and scan strategy.

3) Do I always need HIP for AM Inconel 718?

• Not always. For fatigue/creep critical aerospace parts, LPBF + HIP typically targets ≥99.9% relative density and reduces lack-of-fusion defects. Non-critical tooling may skip HIP if as-built density and NDE are satisfactory.

4) Which heat treatments are typical after AM?

• Standard routes include solution + aging: e.g., 980–1065°C solution, rapid cool; age at ~720°C and ~620°C (double-aging). AMS 5662/5664-derived cycles are adapted to AM to achieve γ′/γ′′ strengthening.

5) How much recycled powder can be blended without property loss?

• Many production lines cap recycle at 20–40% with oxygen tracking, PSD re-screening, and magnetic separation. Validate with witness coupons and follow ISO/ASTM 52907, ASTM F3303 guidance.

2025 Industry Trends: Inconel 718 Powder

• Higher throughput LPBF: Wider adoption of 1–4 kW lasers, elevated plate preheats (150–300°C), and advanced scan vectors enable coarser PSD use without density loss.
• Quality by monitoring: Real-time melt pool analytics linked to powder lot genealogy cuts variability; in-line O/N/H sensors used for closed-loop powder reuse.
• Cost dynamics: Powder pricing remains sensitive to Ni/Nb markets; multi-sourcing and recycled feedstock integration stabilize costs for serial production.
• Post-processing standardization: HIP plus standardized heat-treatment windows reduce fatigue scatter; more OEMs publish AM 718 property allowables.
• Expanded use cases: Beyond aerospace, growth in hot tooling, turbo machinery repair, and energy components due to consistent AM quality.

Table: Indicative 2025 Benchmarks for Inconel 718 Powder and AM Processing (LPBF-focused)

Metrisch	2023 Typical	2025 Typical	Opmerkingen
Powder oxygen (wt%)	0.05–0.08	0.03–0.06	Improved inert packaging/handling
Reuse blend in production (%)	10-30	20-40	With O/N/H and PSD control
As-built density (%)	99.5–99.8	99.7–99.9	Optimized scan/preheat
Density after HIP (%)	99.8–99.95	99.9–99.99	With robust HIP cycles
0.2% YS (MPa) after HIP + age	1100–1250	1180–1300	Geometry and HT dependent
Low-cycle fatigue (εa=0.5%, cycles)	3k–6k	5k–9k	With defect mitigation
Powder price (USD/kg)	120–500	130–520	Alloy and certification scope

Selected standards and references:

• ISO/ASTM 52907 (metal powders for AM), ASTM F3303 (Ni-based alloys for AM)
• SAE AMS 5662/5664 (material/heat treatment), ASTM B718 (powder)
• NIST AM-Bench datasets; ASTM AM CoE proceedings (2024–2025)

Latest Research Cases

Case Study 1: Multi-Laser LPBF of Inconel 718 with Elevated Plate Preheat (2025)
Background: An aero supplier targeted higher build rates while maintaining fatigue performance for bracket families.
Solution: Qualified 20–63 µm PSD powder (sphericity ≥0.95); plate preheat 200–250°C; synchronized multi-laser stripe strategies; HIP 1180°C/120 MPa/3 h; double-age.
Results: Build time reduced 16–22%; porosity cut to <0.05% (CT verified); HCF limit at 10^7 cycles improved 12% vs. 2023 baseline; scrap decreased from 6.5% to 2.8%.

Case Study 2: DED Repair of Turbine Vanes Using Inconel 718 Powder (2024)
Background: Power-gen operator sought cost-effective refurbishment of hot-section vanes.
Solution: Implemented DED with 45–90 µm powder; adaptive path planning; local stress relief; final HIP for critical sets; blended chemistry validated via portable O/N analyzer.
Results: Repaired parts achieved >95% of new-part tensile/creep targets; mean time between overhaul extended 20%; per-component cost reduced 30% versus new manufacture.

Meningen van experts

• Dr. John Slotwinski, Materials Scientist and additive standards contributor
  Viewpoint: “Powder interstitial control and traceability—from atomization to build—remain the strongest predictors of fatigue and crack-initiation behavior in AM 718.”
• Prof. Leif Asp, Chalmers University of Technology (AM/materials)
  Viewpoint: “Combining elevated preheats with optimized scan strategies allows coarser PSDs without sacrificing density, unlocking real productivity gains in Inconel 718.”
• Natalie Clifton, Director of AM Materials, an aerospace OEM
  Viewpoint: “Standardized HIP and heat-treatment windows for AM 718 have narrowed property scatter, accelerating part-family qualifications and reducing recurring NDE burden.”

Practical Tools and Resources

• ISO/ASTM 52907 (powders), ASTM F3303 (Ni alloys for AM) – https://www.astm.org/
• SAE AMS 5662/5664 specifications – https://www.sae.org/
• NIST AM-Bench data portal – https://www.nist.gov/ambench
• ASTM AM CoE Learning Hub (courses, white papers) – https://amcoe.astm.org/
• Texas A&M/Carpenter Additive knowledge resources on 718 – https://www.carpenteradditive.com/
• MPIF powder handling safety guidelines – https://www.mpif.org/
• Open-source porosity analysis for CT datasets (e.g., pyVista/ITK) – https://github.com/

Last updated: 2025-10-14
Changelog: Added 5 targeted FAQs; introduced 2025 benchmarks and trends with data table; provided two recent case studies; included expert viewpoints; curated practical standards/resources
Next review date & triggers: 2026-04-15 or earlier if ISO/ASTM/AMS standards update, significant Ni/Nb price shifts (>15%) affect powder pricing, or new NIST/ASTM AM CoE datasets change recommended PSD/preheat/HIP practices