Inconel 718 Pulver

Översikt

Inconel 718 pulver är ett nickel-krom-järn-molybdenlegeringspulver som främst används i additiv tillverkning och metallpulverbäddfusionsapplikationer. Några viktiga detaljer om Inconel 718-pulver inkluderar:

• Sammansättning: Nickel, krom, järn, niob, molybden, titan, aluminium
• Egenskaper: Hög hållfasthet, korrosionsbeständighet, värmebeständighet, svetsbarhet
• Tillverkningsprocess: Atomisering av gas
• Partikelstorleksintervall: 15-45 mikron i allmänhet
• Användningsområden: Flyg- och rymdkomponenter, turbinblad, verktyg, formar, marina komponenter
• Standarder: AMS 5662, AMS 5664, ASTM B718

Sammansättning av Inconel 718 Pulver

Inconel 718 pulver har följande nominella sammansättning enligt standarderna AMS 5662 och ASTM B718:

Element	Vikt %
Nickel (Ni)	50.0 – 55.0
Krom (Cr)	17.0 – 21.0
Järn (Fe)	Balans
Niob (Nb)	4.75 – 5.5
Molybden (Mo)	2.8 – 3.3
Titan (Ti)	0.65 – 1.15
Aluminium (Al)	0.2 – 0.8

Nickel och krom ger korrosions- och oxidationsbeständighet. Niob gör det möjligt att förstärka legeringen genom utskiljning. Järn är det viktigaste baselementet. Molybden, titan och aluminium förbättrar de mekaniska egenskaperna vid förhöjda temperaturer.

Förhållandet mellan nickel, krom och järn ger optimal förstärkning, medan tillsats av Nb, Mo, Ti och Al ger härdnings- och utskiljningsmekanismer. Kontroll av sammansättningen inom dessa intervall är avgörande för att uppnå önskade materialegenskaper efter bearbetning.

Egenskaper hos Inconel 718 pulver

Några av de viktigaste egenskaperna hos Inconel 718-pulver är

Tabell 1: Egenskaper hos Inconel 718 pulver

Fastighet	Beskrivning
Täthet	8,19 g/cm3
Smältpunkt	1260-1336°C
Termisk konduktivitet	11,4 W/m-K vid 20°C
Young's modul	205 GPa
Poissonförhållande	0.294
Utbyteshållfasthet	1310 MPa
Draghållfasthet	1495 MPa
Töjning	12%

Densiteten, de termiska och mekaniska egenskaperna gör Inconel 718 lämplig för högpresterande delar som klarar extrema miljöer. Den pulvermetallurgiska processen bevarar den fina kornstrukturen vilket leder till förbättrade egenskaper.

Hållfastheten bibehålls till över 700°C, med tillräcklig duktilitet och utmattningshållfasthet. Oxideringsbeständigheten skyddar mot korrosion upp till 980°C. Dessa egenskaper gör att legeringen Inconel 718 kan användas i applikationer med svåra termiska cykler.

Partikelstorleksfördelning av Inconel 718-pulver

Inconel 718-pulver tillverkas via gasatomiseringsprocess för att producera sfäriska partiklar i ett kontrollerat storleksintervall. Typiska partikelstorleksfördelningar är:

Tabell 2: Partikelstorlekar för pulver av Inconel 718

Partikelstorlek (mikrometer)	Distribution (%)
15-25	62
25-45	30
45-63	8

Den smala fördelningen ger ett jämnt pulverflöde och en enhetlig smältning. Mindre partiklar främjar bättre sintring, medan större partiklar förbättrar pulverflödet. Den genomsnittliga storleken är vanligtvis 25-45 mikrometer för de flesta additiva tillverkningsprocesser som arbetar med metaller.

Kontroll av partikelform och storleksfördelning möjliggör tät packning och effektiv fusion lager för lager, vilket är avgörande för 3D-printingtillämpningar. Siktklassificerare sorterar partiklar exakt i satser med målstorleksintervall.

Tillverkningsprocess för Inconel 718-pulver

Gasatomisering är den vanligaste metoden för att producera sfäriska pulver av Inconel 718 som är lämpliga för additiv tillverkning. Tillverkningsstegen är:

1. Smältande - Inconel 718 smälts först genom induktion under inert atmosfär
2. Atomisering - Den flytande metallströmmen delas upp i fina droppar med hjälp av inert gas under högt tryck (vanligtvis kväve eller argon)
3. Solidifiering - Dropparna kyls snabbt och stelnar till pulver
4. Samling - De finfördelade partiklarna faller ner i en uppsamlingskammare
5. Siktning - Pulver siktas till specifika partikelstorleksfördelningar

Gasatomiserade pulver har högre renhet, mer enhetlig sammansättning, konsekvent partikelform och minimala satelliter jämfört med vattenatomiserade pulver. Slät ytmorfologi förbättrar pulverflödet under bearbetningen.

Exakt kontroll över gasflöde, temperatur och smält metallström ger pulver med målegenskaper som är skräddarsydda för AM-processer som laserpulverbäddsfusion, bindemedelsstrålning och deponering med riktad energi.

Tillämpningar av Inconel 718 Pulver

Den utmärkta hållfastheten och korrosionsbeständigheten vid höga temperaturer gör legeringen Inconel 718 lämplig för kritiska komponenter i..:

Tabell 3: Användningsområden för Inconel 718-pulver

Industri	Komponenter
Flyg- och rymdindustrin	Turbinblad, skivor, brännkammare, höljen, fästelement, kugghjul
Kraftproduktion	Delar till gasturbinens heta sektion, blad, skovlar, fästelement
Olja och gas	Borrhålsverktyg, delar till borrhålshuvud, ventiler, pumpar
Fordon	Komponenter till turboladdare, ventiler, avgasgrenrör
Kemisk bearbetning	Reaktortankar, värmeväxlarrör

Additiv tillverkning med Inconel 718-pulver är idealisk för tillverkning av komplexa, kundanpassade delar med förbättrade mekaniska egenskaper och geometrier som inte är möjliga med gjutning eller maskinbearbetning.

Specifikationer och standarder

Inconel 718 pulverprodukter överensstämmer med följande specifikationer:

Tabell 4: Specifikationer för Inconel 718 pulver

Standard	Organisation	Beskrivning
AMS 5662	SAE	Kemisk sammansättning av nickellegering
AMS 5664	SAE	Nickellegeringar med atomiserat pulver
ASTM B718	ASTM	Standard för nickel-krom-järnpulver

Dessa specifikationer definierar de acceptabla intervallen för grundämnessammansättning, provtagningsförfaranden, certifikat och testmetoder för att bestämma kemiska och fysiska egenskaper.

Populära storleksspecifikationer är -100/+325 mesh, -140/+325 mesh och -230/+400 mesh enligt ASTM B214.

Leverantörer av Inconel 718 pulver

Några ledande globala leverantörer med prissättning är:

Tabell 5: Inconel 718 pulver - leverantörer och priser

Företag	Varumärken	Pris per kg
Sandvik	Osprey 718	$120-160
LPW-teknik	CL-20ES	$100-140
Praxair	718	$140-180
Snickeriteknik	Anpassad 455® rostfritt stål	$110-150
Erasteel	ERASTEEL718	$130-170

Priserna varierar beroende på ordervolym, partikelstorleksintervall, formtolerans och garantier för batchsammansättning. Stora OEM-kontrakt ger högre rabatter jämfört med små prototypvolymer. Den geografiska prissättningen fluktuerar också beroende på den regionala dynamiken mellan utbud och efterfrågan.

För- och nackdelar med Inconel 718 för additiv tillverkning

Tabell 6: Fördelar och begränsningar med Inconel 718-pulver

Proffs	Nackdelar
Beprövat material med stor erfarenhet av produktion	Hög materialkostnad
Utmärkt hållfasthet vid förhöjda temperaturer	Lägre deponeringshastighet än stål
God korrosions- och oxidationsbeständighet	Riskerar att spricka på grund av bristande processkontroll
Behåller fastigheter i befintligt skick	Höga restspänningar från snabb stelning
Kundanpassade geometrier möjliga	Begränsade storlekar för AM-utrustning
Snabbare iterationer av design	Efterbehandling kan krävas

Inconel 718 är dyrare än rostfritt stål men kan användas i 100°C högre temperaturer. Även om det är långsammare att trycka än stål, motiverar prestandavinsterna kostnaderna för applikationer med högt värde i extrema miljöer.

Med optimerade AM-parametrar uppnår legeringen mekaniska egenskaper som är likvärdiga med eller bättre än gjutna och smidda material. Problem med sprickbildning kan dock uppstå vid högre bygghastigheter. Multilasersystem hjälper till att skala upp produktiviteten.

Vanliga frågor

F: Vad används legeringen Inconel 718 till?

A: Den nickelbaserade superlegeringen Inconel 718 har exceptionell hållfasthet vid temperaturer upp till 700°C, oxidations- och korrosionsbeständighet. Den används ofta i gasturbiner, flygplansmotorer, kärnreaktorer, pumpar, verktyg och andra kritiska komponenter som arbetar under extrema förhållanden.

F: Är Inconel 718 svetsbart?

S: Inconel 718 är svetsbart! Denna superlegering, som är känd för sin höga hållfasthet och korrosionsbeständighet även vid extrema temperaturer, är en favorit inom flyg- och kraftindustrin.

F: Hur tillverkas Inconel 718?

S: Det produceras vanligtvis genom en dubbel smältprocess med vakuuminduktionssmältning (VIM) följt av vakuumbågeomsmältning (VAR), vilket garanterar ett rent material med hög renhet.

F: Kan Inconel 718 maskinbearbetas?

S: Ja, men det är en utmaning på grund av dess seghet och arbetshärdande egenskaper. För effektiv bearbetning krävs specialverktyg och -tekniker.

F: Hur klarar Inconel 718 extrema miljöer?

A: Det är exceptionellt motståndskraftigt mot oxidation och behåller sin styrka även när det utsätts för mycket höga temperaturer, vilket gör det idealiskt för tuffa miljöer.

F: Vad är skillnaden mellan Inconel 718 och andra Inconel-legeringar?

S: Varje Inconel-legering har unika sammansättningar och egenskaper. Inconel 718 är särskilt känd för sin höga hållfasthet och enkla tillverkning, inklusive svetsning, vilket inte är lika enkelt med vissa andra Inconel-legeringar.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

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)

Metrisk	2023 Typical	2025 Typical	Anteckningar
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.

Expertutlåtanden

• 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