Порошок сплава инконель 718

Обзор порошка жаропрочного сплава Inconel 718

Inconel 718 - высокопрочный, коррозионностойкий порошок никель-хромового сплава, используемый для аддитивного производства и 3D-печати металлов. Он обладает превосходными механическими свойствами и устойчивостью к окислению при высоких температурах.

Некоторые ключевые особенности Порошок сплава Inconel 718 включают:

• Высокая прочность и твердость
• Хорошая устойчивость к коррозии и окислению
• Отличная прочность при ползучести и усталости
• Сохраняет прочность и твердость при повышенных температурах
• Выдерживает термическую усталость и тепловые удары
• Может использоваться для криогенных применений
• Совместимость со многими процессами аддитивного производства

Инконель 718 востребован в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной, медицинской и инструментальной промышленности, где требуется высокая прочность при высоких температурах, коррозионная стойкость и долговечность.

Виды порошков сплава Inconel 718

Порошок инконеля 718 с газовым распылением

Порошок Inconel 718 производится путем распыления расплавленного сплава струями инертного газа под высоким давлением. В результате образуются почти сферические частицы порошка с гладкой морфологией поверхности, идеально подходящей для аддитивного производства.

Преимущества:

• Отличная текучесть и плотность упаковки
• Постоянный гранулометрический состав
• Высокие показатели повторного использования порошка
• Хорошие механические свойства
• Низкая пористость и наличие оксидных включений

Ограничения:

• Дороже, чем порошок, распыляемый водой
• Ограничение по размеру частиц

Порошок инконеля 718, распыляемый водой

Водяное распыление Inconel 718 производится путем разрушения потока расплавленного сплава струями воды под высоким давлением. При этом образуются частицы порошка неправильной формы.

Преимущества:

• Более низкая стоимость по сравнению с порошком, распыляемым газом
• Более широкий диапазон размеров частиц
• Повышенная производительность при распылении

Ограничения:

• Плохая текучесть из-за неправильной формы
• Оксидные включения и проблемы пористости
• Снижение коэффициента повторного использования порошка
• Переменный гранулометрический состав

Применение и использование порошка сплава Inconel 718

Аэрокосмические компоненты

Инконель 718 широко используется для 3D-печати лопаток турбин, крыльчаток, выхлопных конусов, рам, воздуховодов и других высокотемпературных компонентов для авиационных двигателей и элементов конструкций.

Газовые турбины

Высокотемпературная прочность Inconel 718 позволяет использовать его для 3D-печати футеровок камер сгорания, теплозащитных экранов, сопел и лопаток турбин для промышленных и энергетических газовых турбин.

Автомобильные запчасти

Из инконеля 718 можно 3D-печатать высокопроизводительные автомобильные компоненты, такие как колеса и коллекторы турбокомпрессоров, которые подвергаются воздействию экстремальных температур и агрессивных выхлопных газов.

Биомедицинские имплантаты

Биосовместимость и коррозионная стойкость Inconel 718 позволяют использовать его для 3D-печати ортопедических и стоматологических имплантатов.

Оборудование для химической обработки

Отличная коррозионная стойкость Inconel 718 позволяет использовать его для 3D-печати клапанов, фитингов, реакционных сосудов и насосов для химической и нефтехимической промышленности.

Инструментальная оснастка и пресс-формы

Печатные инструменты и пресс-формы для литья под давлением из инконеля 718 сохраняют высокую прочность и термостойкость, что обеспечивает более длительный срок службы в условиях высокого давления и температуры.

Технические характеристики порошка сплава Inconel 718

Параметр	Спецификация
Состав	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, бал. Fe
Плотность	8,19 г/см3
Температура плавления	1260-1336°C
Средний размер частиц	15-45 мкм
Морфология частиц	Сферическая
Скорость потока	≥ 25 с/50 г
Кажущаяся плотность	≥ 4,0 г/см3
Повторное использование порошка	Минимальное 5-кратное повторное использование

Конструктивные соображения при использовании порошка Inconel 718

• Детали с более толстыми стенками и конформной решетчатой структурой обеспечивают эффективный отвод тепла.
• Для лучшего спекания поддерживайте толщину профиля в пределах 0,4-2 мм.
• В комплект поставки входят прутки для испытаний на растяжение и образцы-свидетели для квалификации порошка.
• Используйте соответствующие опорные конструкции для свесов и наклонных поверхностей.
• Оптимизируйте ориентацию конструкции, чтобы минимизировать опоры и избежать выступов.
• Управление толщиной слоя, расстоянием между штрихами и стратегиями сканирования в зависимости от геометрии детали.

Параметры процесса печати на Inconel 718

Таблица: Рекомендуемые параметры для печати на Inconel 718

Параметр	Порошковая кровать Fusion	Струйная обработка вяжущего	Направленное энергетическое осаждение
Мощность лазера (Вт)	195-400	–	1000-2000
Скорость сканирования (мм/с)	600-1200	–	100-500
Толщина слоя (мкм)	20-50	100-200	200-1000
Расстояние между люками (мкм)	80-150	–	–
Температура слоя (°C)	100-200	60-80	–
Инертный газ	Аргон	Воздух	Аргон
Уровень кислорода (%)	0.03-0.1	Воздух	0.03-0.1

Поставщики порошка сплава Inconel 718

Таблица: Поставщики порошка Inconel 718

Поставщик	Размер частиц	Форма поставки	Цена
AP&C	15-45 мкм	Аргон в упаковке	$90-100/кг
Столярная присадка	15-53 мкм	Аргон в упаковке	$75-120/кг
Sandvik Osprey	5-150 мкм	Аргон в упаковке	$50-110/кг
Praxair	10-45 мкм	Аргон в упаковке	$80-110/кг
Технология LPW	10-45 мкм	Аргон в упаковке	$70-90/кг

Советы по выбору поставщика:

• Убедитесь, что сертификация порошка соответствует отраслевым спецификациям, таким как AMS, ASTM, ISO.
• Получить паспорт безопасности, технический паспорт для получения информации о качестве и составе.
• Попросите образцы для проверки текучести, плотности, повторного использования и результатов печати.
• Сотрудничество с надежными поставщиками, обеспечивающими стабильность от партии к партии.
• Сравните цены и минимальные объемы заказов.

Установка, эксплуатация и обслуживание принтеров с использованием Inconel 718

Таблица: Руководство по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию принтера для Inconel 718

Сцена	Руководство
Установка	Очистите зону сборки и удалите источники загрязнения. Установить вытяжную систему. Проверьте подключение инертного газа и наличие утечек. Калибровка всех датчиков, оптики и механических компонентов.
Операция	Установить контроль за состоянием окружающей среды, например, за уровнем аргона и влажностью.  Настроить мониторинг уровня O2, расхода газа.  Используйте рекомендуемые параметры обработки.  Проведение тестовых испытаний для оптимизации параметров. Контролировать качество порошка и показатели повторного использования.
Техническое обслуживание	Регулярно очищайте оптику, устройство повторного покрытия и стеклоочистители. Осмотрите механические компоненты и направляющие. Предотвращение образования брызг и конденсата. При необходимости заменить фильтры в системе подачи газа. Контролировать систему обработки порошка.

Как выбрать поставщика порошка Inconel 718

Правильный выбор поставщика порошка Inconel 718 - это ключ к получению стабильного и высококачественного порошка для печати конечных деталей. Вот несколько советов:

• Сертификаты качества - Поставщик должен иметь сертификаты ISO 9001 и AS9100.
• Техническая экспертиза - Обратите внимание на наличие опыта в области металлургии и порошковых технологий AM.
• Возможности тестирования - Поставщик должен проверять каждую партию порошка на состав, размер частиц, морфологию, плотность, текучесть и т.д.
• Прослеживаемость - Поинтересуйтесь источниками поставок, производственными документами, прослеживаемостью партий.
• Постпродажная поддержка - Выбирайте поставщика, обеспечивающего поддержку в вопросах обращения с порошками, их хранения, повторного использования и т.д.
• Выборка - Перед покупкой попросите образцы порошка для тестирования.
• Отзывы клиентов - Проверьте отзывы и обзоры поставщика на отраслевых форумах и в сетях.
• Ценообразование - Сравните цены разных поставщиков на порошок одной и той же марки. Рассмотрите возможность предоставления скидок за объем.
• Время выполнения - Поставщик должен обеспечить разумное время выполнения заказа при хорошем планировании запасов и производства.

Сравнение порошков Inconel 718 и нержавеющей стали с порошками кобальт-хрома

Таблица: Сравнение основных свойств порошков сплава Inconel 718, нержавеющей стали и кобальтохромового сплава

Параметр	Инконель 718	Нержавеющая сталь	Кобальтовый хром
Плотность	Выше	Средний	Выше
Прочность на разрыв	Выше	Средний	Нижний
Предел текучести	Выше	Средний	Нижний
Удлинение	Нижний	Выше	Выше
Твердость	Выше	Нижний	Средний
Коррозионная стойкость	Отличный	Хороший	Бедный
Термостойкость	Отличный	Бедный	Хороший
Стоимость	Выше	Нижний	Средний

Основные выводы:

• Наибольшей прочностью и твердостью обладает Inconel 718, в то время как нержавеющая сталь имеет более высокое удлинение.
• Кобальтохром обладает меньшей прочностью, чем Inconel 718, но лучшей, чем нержавеющая сталь.
• Инконель 718 обладает гораздо более высокой жаро- и коррозионной стойкостью, чем нержавеющая сталь и кобальтохромовые сплавы.
• Инконель 718 дороже порошков из нержавеющей стали, но дешевле экзотических кобальт-хромовых сплавов.

Плюсы и минусы использования порошка Inconel 718

Плюсы

• Отличная прочность при растяжении, усталости и ползучести при высоких температурах
• Устойчивость к тепловым ударам и циклическим воздействиям
• Стойкость к окислению и коррозии в агрессивных средах
• Высокая твердость и износостойкость
• Легко поддается постобработке и механической обработке
• Легкодоступное порошковое сырье

Cons

• Высокая стоимость материала по сравнению со сталями
• Более низкое удлинение по сравнению с порошком из нержавеющей стали
• Восприимчивость к деформационно-возрастному растрескиванию
• Сложность сварки обычным плавлением
• Требуется горячее изостатическое прессование (HIP) для повышения плотности
• Ограниченное число квалифицированных поставщиков

Часто задаваемые вопросы о порошке Inconel 718

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц рекомендуется для порошка Inconel 718?

Ответ: Для большинства процессов AM обычно рекомендуется использовать порошок Inconel 718 в диапазоне размеров частиц 15-45 мкм. Более мелкие порошки размером около 10-25 мкм могут помочь добиться лучшего разрешения.

Вопрос: Каков предел повторного использования порошка Inconel 718 в АМ?

Ответ: При правильном обращении порошок инконеля 718 может быть использован повторно до 5-10 раз. В процессе повторного использования необходимо следить за распределением порошка по размерам и его формой, чтобы определить степень деградации. Для повышения коэффициента повторного использования используйте системы просеивания и кондиционирования порошка.

Вопрос: Требуется ли для порошка Inconel 718 последующая обработка горячим изостатическим прессованием (HIP)?

Ответ: HIP помогает улучшить плотность, механические свойства и микроструктуру AM-деталей из Inconel 718. Однако при использовании рекомендуемых параметров сборки для достижения плотности выше 99,5% HIP может не потребоваться.

Вопрос: Какие методы постобработки используются для АМ-деталей из инконеля 718?

О: К распространенным видам последующей обработки относятся термообработка, HIP, механическая обработка, упрочнение, нанесение покрытий и горячая штамповка. Это позволяет улучшить качество обработки поверхности, точность размеров и эксплуатационные характеристики материала.

Вопрос: В каких отраслях промышленности используется порошок Inconel 718 для AM-приложений?

О: К основным отраслям промышленности, использующим порошок Inconel 718, относятся аэрокосмическая, нефтегазовая, энергетическая, автомобильная, химическая и биомедицинская. Применение порошка обусловлено требованиями к прочности при высоких температурах.

Вопрос: Какие сертификаты требуются для порошка Inconel 718 аэрокосмического класса?

Ответ: Производители порошков должны иметь сертификат AS9100. Партии порошка инконеля 718 должны соответствовать спецификации AMS AMS5662 и строгим стандартам испытаний для производства аэрокосмических компонентов.

Вопрос: Как изготавливается порошок Inconel 718?

Ответ: Для получения мелкодисперсного сферического порошка из расплавленного сплава для применения в АМ-технологиях Inconel 718 используется газовое распыление или плазменное распыление. Иногда используется также распыление водой.

Вопрос: Требуется ли для печати Inconel 718 инертная атмосфера?

Ответ: Да, инертная атмосфера аргона необходима для предотвращения окисления порошка Inconel 718 в процессе лазерной или электронно-лучевой печати с порошковым слоем оплавления.

Вопрос: В каких областях здравоохранения используются 3D-печатные детали из инконеля 718?

О: Инконель 718 используется для печати зубных имплантатов, хирургических инструментов, протезов и медицинских изделий благодаря своей биосовместимости, коррозионной стойкости и высокой прочности.

узнать больше о процессах 3D-печати

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

Метрика	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.

Мнения экспертов

• 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