Pulver av legeringen Inconel 718

Översikt över Inconel Alloy 718 värmebeständigt pulver

Inconel 718 är ett höghållfast, korrosionsbeständigt nickelkromlegeringspulver som används för additiv tillverkning och 3D-utskrift av metall. Den har utmärkta mekaniska egenskaper och oxidationsbeständighet vid höga temperaturer.

Några viktiga egenskaper hos Pulver av legeringen Inconel 718 inkludera:

• Hög hållfasthet och hårdhet
• God korrosions- och oxidationsbeständighet
• Utmärkt kryp- och utmattningshållfasthet
• Bibehåller styrka och hårdhet vid förhöjda temperaturer
• Tål termisk utmattning och termiska stötar
• Kan användas för kryogena tillämpningar
• Kompatibel med många additiva tillverkningsprocesser

Inconel 718 är populär inom flyg-, olje- och gas-, fordons-, medicin- och verktygsindustrin där hög hållfasthet vid höga temperaturer, korrosionsbeständighet och långsiktig hållbarhet krävs.

Olika typer av pulver av legeringen Inconel 718

Gasatomiserat pulver av Inconel 718

Gasatomiserat Inconel 718-pulver tillverkas genom atomisering av smält legering med hjälp av högtrycksstrålar med inert gas. Detta ger nästan sfäriska pulverpartiklar med en slät ytmorfologi som är idealisk för additiv tillverkning.

Fördelar:

• Utmärkt flytbarhet och packningstäthet
• Konsekvent fördelning av partikelstorlek
• Hög återanvändningsgrad för pulver
• Goda mekaniska egenskaper
• Låg porositet och oxidinneslutningar

Begränsningar:

• Dyrare än vattenfördelat pulver
• Begränsad till mindre partikelstorlekar

Vattenatomiserat pulver av Inconel 718

Vattenatomiserad Inconel 718 tillverkas genom att en smält legeringsström bryts upp med hjälp av högtrycksvattenstrålar. Detta ger oregelbundet formade pulverpartiklar.

Fördelar:

• Lägre kostnad jämfört med gasatomiserat pulver
• Större utbud av partikelstorlekar
• Högre utbyte under atomisering

Begränsningar:

• Dålig flytbarhet på grund av oregelbundna former
• Oxidinneslutningar och porositetsproblem
• Lägre återanvändningsgrad för pulver
• Variabel partikelstorleksfördelning

Tillämpningar och användningsområden för Inconel 718 legeringspulver

Komponenter för flyg- och rymdindustrin

Inconel 718 används ofta för att 3D-printa turbinblad, impellrar, avgaskoner, ramar, kanaler och andra högtemperaturkomponenter för flygplansmotorer och strukturella element.

Gasturbiner

Den höga temperaturhållfastheten hos Inconel 718 gör den lämplig för 3D-printning av brännkammare, värmesköldar, turbinmunstycken och skovlar för gasturbiner inom industri och kraftproduktion.

Bildelar

Inconel 718 kan 3D-printas för högpresterande fordonskomponenter som turboladdningshjul och grenrör som utsätts för extrema temperaturer och korrosiva avgaser.

Biomedicinska implantat

Biokompatibiliteten och korrosionsbeständigheten hos Inconel 718 gör att den kan användas för 3D-utskrivna ortopediska och dentala implantat.

Utrustning för kemisk bearbetning

Inconel 718:s utmärkta korrosionsbeständighet gör att den kan användas för 3D-utskrift av ventiler, kopplingar, reaktionskärl och pumpar för kemisk och petrokemisk bearbetning.

Verktyg och formar

Tryckverktyg och formsprutningsverktyg i Inconel 718 har hög hållfasthet och termisk stabilitet för längre livslängd under höga tryck- och temperaturförhållanden.

Specifikationer för Inconel 718 legeringspulver

Parameter	Specifikation
Sammansättning	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. Fe
Täthet	8,19 g/cm3
Smältpunkt	1260-1336°C
Genomsnittlig partikelstorlek	15-45 mikrometer
Partikelmorfologi	Sfärisk
Flödeshastighet	≥ 25 s/50g
Skenbar densitet	≥ 4,0 g/cm3
Återanvändning av pulver	Minst 5 gånger återanvändning

Konstruktionsöverväganden för användning av Inconel 718-pulver

• Delar som är konstruerade med tjockare väggar och konforma gitterstrukturer ger effektiv värmeavledning.
• Håll sektionstjockleken mellan 0,4 - 2 mm för bättre sintring.
• Inkludera dragprovstänger och vittnesprov för kvalificering av pulver.
• Använd lämpliga stödkonstruktioner för överhäng och vinklade ytor.
• Optimera byggnadsorienteringen för att minimera stöd och undvika överhäng.
• Kontrollera skikttjocklek, luckavstånd och scanningsstrategier baserat på detaljens geometri.

Processparametrar för tryckning av Inconel 718

Tabell: Rekommenderade parametrar för tryckning av Inconel 718

Parameter	Fusion av pulverbäddar	Binder Jetting	Deposition med riktad energi
Lasereffekt (W)	195-400	–	1000-2000
Skanningshastighet (mm/s)	600-1200	–	100-500
Skiktets tjocklek (μm)	20-50	100-200	200-1000
Avstånd mellan luckor (μm)	80-150	–	–
Temperatur i bädden (°C)	100-200	60-80	–
Inert gas	Argon	Luft	Argon
Syrgasnivå (%)	0.03-0.1	Luft	0.03-0.1

Leverantörer av pulver av legeringen Inconel 718

Tabell: Leverantörer av Inconel 718-pulver

Leverantör	Partikelstorlek	Leveransformulär	Pris
AP&C	15-45 μm	Argon packad	$90-100/kg
Snickare Tillsats	15-53 μm	Argon packad	$75-120/kg
Sandvik Osprey	5-150 μm	Argon packad	$50-110/kg
Praxair	10-45 μm	Argon packad	$80-110/kg
LPW-teknik	10-45 μm	Argon packad	$70-90/kg

Tips för val av leverantör:

• Säkerställ att pulvercertifieringen uppfyller branschspecifikationer som AMS, ASTM, ISO.
• Hämta säkerhetsdatablad, tekniskt datablad för information om kvalitet och sammansättning.
• Be om prover för att testa flytbarhet, densitet, återanvändning och tryckresultat.
• Samarbeta med pålitliga leverantörer som ger enhetlighet från parti till parti.
• Jämför priser och minsta orderkvantiteter.

Installation, drift och underhåll av skrivare som använder Inconel 718

Tabell: Riktlinjer för installation, drift och underhåll av skrivare för Inconel 718

Etapp	Riktlinjer
Installation	Rengör byggområdet och avlägsna föroreningskällor. Installera ett system för utsugning av rökgaser. Kontrollera anslutningar och läckage för inert gas. Kalibrera alla sensorer, optik och mekaniska komponenter.
Drift	Upprätta miljökontroller som argonnivå och luftfuktighet.  Ställ in övervakning av O2-nivå och gasflöden.  Använd rekommenderade bearbetningsparametrar.  Genomför testutskrifter för att optimera parametrar. Övervaka pulverkvalitet och mätvärden för återanvändning.
Underhåll	Rengör optik, ommålare och torkare regelbundet. Inspektera mekaniska komponenter och styrningar. Förhindra ansamling av stänk och kondensat. Byt filter efter behov på gasflödessystemet. Övervaka pulverhanteringssystemet.

Hur man väljer en leverantör av Inconel 718-pulver

Att välja rätt leverantör av Inconel 718-pulver är nyckeln till att få ett jämnt pulver av hög kvalitet för tryckning av slutanvändningsdelar. Här är några tips:

• Kvalitetscertifieringar - Leverantören bör ha ISO 9001- och AS9100-certifieringar.
• Teknisk expertis - Leta efter expertis inom metallurgi och AM-pulver.
• Testmöjligheter - Leverantören ska testa varje pulverparti med avseende på sammansättning, partikelstorlek, morfologi, densitet, flödesegenskaper etc.
• Spårbarhet - Fråga om inköp, produktionsregister, spårbarhet för partier.
• Stöd efter försäljning - Välj en leverantör som erbjuder stöd för pulverhantering, förvaring, återanvändning etc.
• Provtagning - Be om pulverprover för testning innan du köper.
• Kundrecensioner - Kontrollera feedback och recensioner av leverantören från branschforum och nätverk.
• Prissättning - Jämför priser mellan olika leverantörer för samma pulverkvalitet. Överväg volymrabatter.
• Ledtid - Leverantören ska tillhandahålla rimlig ledtid med god lager- och produktionsplanering.

Jämförelse av pulver av Inconel 718 vs rostfritt stål vs koboltkrom

Tabell: Jämförelse av viktiga egenskaper hos pulver av Inconel 718, rostfritt stål och kobolt-kromlegeringar

Parameter	Inconel 718	Rostfritt stål	Kobolt Krom
Täthet	Högre	Medium	Högre
Draghållfasthet	Högre	Medium	Lägre
Utbyteshållfasthet	Högre	Medium	Lägre
Töjning	Lägre	Högre	Högre
Hårdhet	Högre	Lägre	Medium
Motståndskraft mot korrosion	Utmärkt	Bra	Dålig
Värmebeständighet	Utmärkt	Dålig	Bra
Kostnad	Högre	Lägre	Medium

Viktiga slutsatser:

• Inconel 718 har den högsta hållfastheten och hårdheten medan rostfritt stål har högre töjning.
• Koboltkrom har lägre hållfasthet än Inconel 718 men bättre än rostfritt stål.
• Inconel 718 har en mycket bättre värme- och korrosionsbeständighet än rostfritt stål och koboltkromlegeringar.
• Inconel 718 är dyrare än pulver av rostfritt stål men billigare än exotiska koboltkromlegeringar.

För- och nackdelar med att använda Inconel 718-pulver

Proffs

• Utmärkt drag-, utmattnings- och kryphållfasthet vid höga temperaturer
• Motstår termiska chocker och cykling
• Motstår oxidation och korrosion i aggressiva miljöer
• Hög hårdhet och slitstyrka
• Kan enkelt efterbearbetas och maskinbearbetas
• Pulverråvara finns lätt tillgänglig

Nackdelar

• Hög materialkostnad jämfört med stål
• Lägre töjning än pulver av rostfritt stål
• Känslig för sprickbildning på grund av belastningsålder
• Svårt att svetsa med konventionell smältsvetsning
• Kräver het isostatisk pressning (HIP) för att förbättra densiteten
• Begränsat antal kvalificerade leverantörer

Vanliga frågor om Inconel 718-pulver

F: Vilket partikelstorleksintervall rekommenderas för Inconel 718-pulver?

S: Ett partikelstorleksintervall på 15-45 mikrometer rekommenderas vanligtvis för Inconel 718-pulver för de flesta AM-processer. Finare pulver runt 10-25 mikrometer kan hjälpa till att uppnå bättre upplösning.

F: Vad är återanvändningsgränsen för Inconel 718-pulver i AM?

S: Inconel 718-pulver kan återanvändas upp till 5-10 gånger om det hanteras på rätt sätt. Övervaka pulvrets storleksfördelning och form under återanvändningen för att kontrollera om det försämras. Använd system för siktning och konditionering av pulver för att förbättra återanvändningsgraden.

F: Kräver Inconel 718-pulver efterbearbetning med het isostatisk pressning (HIP)?

S: HIP bidrar till att förbättra densiteten, de mekaniska egenskaperna och mikrostrukturen hos AM-delar av Inconel 718. HIP kanske dock inte krävs om rekommenderade byggparametrar används för att uppnå densiteter över 99,5%.

F: Vilka är några efterbehandlingsmetoder som används för Inconel 718 AM-delar?

S: Vanliga efterbehandlingssteg är värmebehandling, HIP, maskinbearbetning, kulpening, ytbeläggning och varmformning. Detta bidrar till att förbättra ytfinish, måttnoggrannhet och materialprestanda.

F: Vilka branscher använder Inconel 718-pulver för AM-applikationer?

S: Viktiga branscher som använder Inconel 718-pulver är flyg, olja och gas, kraftgenerering, fordonsindustri, kemisk bearbetning och biomedicin. Användningen drivs av krav på hållfasthet vid höga temperaturer.

F: Vilka certifieringar krävs för Inconel 718-pulver av flyg- och rymdkvalitet?

S: Pulvertillverkare måste ha AS9100-certifiering. Inconel 718-pulverpartier måste uppfylla AMS-specifikationen AMS5662 och rigorösa teststandarder för produktion av flygkomponenter.

F: Hur tillverkas Inconel 718 pulver?

S: Inconel 718 tillverkas med hjälp av gasatomisering eller plasmaatomisering för att producera fint sfäriskt pulver från den smälta legeringen för AM-applikationer. Vattenatomisering används också ibland.

F: Kräver Inconel 718 en inert atmosfär för tryckning?

A: Ja, en inert argonatmosfär är nödvändig för att förhindra oxidation av Inconel 718-pulvret under laser- eller elektronstrålepulverbäddsfusionstryckning.

F: Vilka sjukvårdsapplikationer använder 3D-tryckta Inconel 718-delar?

A: Inconel 718 används för att trycka tandimplantat, kirurgiska instrument, proteser och medicintekniska produkter på grund av sin biokompatibilitet, korrosionsbeständighet och höga hållfasthet.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

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

Metrisk	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.

Expertutlåtanden

• 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