Inconel 718 Pulver

Översikt

Inconel 718 pulver är ett nickel-kromlegeringspulver som främst används i additiv tillverkning och 3D-utskrift av metall. Några viktiga egenskaper hos Inconel 718-pulver inkluderar:

• Hög hållfasthet och hårdhet, även vid höga temperaturer
• Utmärkt korrosions- och oxidationsbeständighet
• God svetsbarhet och maskinbearbetning
• Förmåga att additivt tillverka komplexa geometrier
• Används inom flyg-, olje- och gas-, fordons- och andra krävande industrier

Inconel 718 är en utskiljningshärdande nickellegering med tillsatser av krom, järn, niob, molybden, titan och aluminium. Den kombinerar korrosionsbeständighet, hög hållfasthet vid förhöjda temperaturer upp till 700°C och enkel tillverkning till komplexa delar med hjälp av additiv tillverkning.

Inconel 718 pulver sammansättning

Den nominella sammansättningen av Inconel 718-pulver anges nedan:

Element	Vikt %
Nickel (Ni)	50-55%
Krom (Cr)	17-21%
Järn (Fe)	Balans
Niob (Nb) + Tantal (Ta)	4.75-5.5%
Molybden (Mo)	2.8-3.3%
Titan (Ti)	0.65-1.15%
Aluminium (Al)	0.2-0.8%

Järninnehållet är balanserat till 100% i vikt. Andra spårämnen som kol, mangan och kisel kan förekomma i små mängder.

De viktigaste legeringselementen i Inconel 718-pulver är nickel, krom, niob och molybden. Nickel bildar matrisen i legeringen och ger duktilitet. Krom ger oxidations- och korrosionsbeständighet. Niob i kombination med nickel och krom bidrar till utskiljningshärdning. Molybden förbättrar också hållfastheten vid höga temperaturer genom solid lösningsförstärkning.

Kännetecken och egenskaper hos Inconel 718 Pulver

Inconel 718 pulver uppvisar följande egenskaper:

Mekaniska egenskaper:

• Draghållfasthet: 1.034 - 1.414 MPa
• Sträckgräns: 827- 1.103 MPa
• Töjning: Cirka 20%
• Hårdhet: 36-48 HRC

Fysikaliska egenskaper:

• Smältpunkt: 1.300°C
• Densitet: 8,19 g/cm3

Termiska egenskaper:

• Värmeutvidgningskoefficient: 12,8 x 10^-6 /K
• Maximal driftstemperatur: 700°C
• Termisk ledningsförmåga: 11,2 W/m.K

Motståndskraft mot korrosion:

• Utmärkt korrosionsbeständighet i ett brett spektrum av syror, alkalier och salter
• Motstår sulfidering och oxidering upp till 700°C

Partikelstorleksfördelning av Inconel 718-pulver

Typiska partikelstorleksfördelningar för Inconel 718-pulver för AM-processer är:

Partikelstorlek (μm)	Procentuell andel (%)
15 till 25	55%
25 till 45 år	30%
45 till 75	10%
Över 75	5%

Smalare partikelstorleksfördelningar som 15-45 μm kan användas men i allmänhet är bredare fördelningar mellan 15-75 μm vanliga. Finare finfördelade pulver under 15 μm finns också tillgängliga. Större partiklar över 100 μm kan behöva siktas bort.

Produktionsmetoder för Inconel 718-pulver

De vanligaste produktionsmetoderna för Inconel 718 legeringspulver inkluderar:

• Atomisering av gas - Inert gas under högt tryck (N2 eller Ar) sönderdelar den smälta legeringsströmmen till fina droppar som stelnar till pulver. Ger ett sfäriskt pulver som är idealiskt för AM.
• Process med roterande elektrod - Smält material snurras i höga hastigheter i en inert atmosfär för att producera flingor eller sfäriskt pulver. Lägre kostnad än atomisering.
• Process med roterande elektrod och plasma (PREP) - Elektroder av Inconel 718 roteras och smälts med hjälp av en plasmavärmekälla i en atmosfär av inert gas. Detta ger ett sfäriskt pulver som är lämpligt för AM.
• Smältning genom induktion i vakuum (VIM) följt av gasatomisering - Legeringen smälts först med hjälp av VIM för att förfina sammansättningen och avlägsna inneslutningar. Därefter finfördelas den till pulver.

Gasatomiserade och plasmaroterande elektrodpulver med kontrollerad partikelstorleksfördelning är att föredra för additiv tillverkning med Inconel 718.

Standarder och specifikationer

Inconel 718 pulver som tillverkas för additiv tillverkning uppfyller följande specifikationer:

Standard/Specifikation	Organisation
AMS 5662	SAE International
ASTM B214	ASTM International
ISO 21432	ISO

Kemin överensstämmer med AMS 5662 och de mekaniska egenskaperna med AMS 5662 eller ASTM B214 efter tillverkning med AM och värmebehandling.

Användningsområden och applikationer

De viktigaste användningsområdena och applikationerna för Inconel 718 legeringspulver inkluderar:

Aerospace: Kritiska flyg- och rymdkomponenter som turbinblad, höljen, fästelement, kugghjul, vågledare och flygplansskrov tillverkas additivt med Inconel 718-pulver på grund av dess höga hållfasthet och prestanda vid förhöjda temperaturer.

Olja och gas: Används för att skriva ut borrhålsverktyg, ventiler och komponenter i borrhålshuvudet som måste stå emot sprickbildning och korrosion orsakad av vätesulfid.

Fordon och racing: Lätta, högpresterande komponenter som turboladdare, motorventiler och avgasgrenrör 3D-printas i Inconel 718 istället för stål.

Sjukvård och tandvård: Kirurgiska instrument, tandkronor och implantat trycks på grund av biokompatibilitet och förmåga att sterilisera genom autoklavering.

Verktyg: Lättviktiga verktyg i Inconel 718 som 3D-printas med AM ger längre livslängd än traditionella verktygsstål.

Pumpar, ventiler och marin utrustning: Komponenter som utsätts för havsvattenkorrosion och marina miljöer tryckta i Inconel 718.

Fördelar med Inconel 718-pulver

Fördelarna med att använda Inconel 718-pulver för additiv tillverkning är bl.a:

• Delar som är tryckta i Inconel 718 kan matcha eller överträffa hållfasthetsnivåerna för smide
• Möjlighet att tillverka komplexa lättviktsgeometrier som inte är möjliga med gjutgods
• As-printad ytfinish mycket jämnare än maskinbearbetade ytor
• Lägre komponentvikt minskar bränsleförbrukningen i flyg- och rymdtillämpningar
• Utmärkt korrosionsbeständighet i tuffa miljöer utan ytbeläggningar
• Hög hårdhet ger bra slitstyrka och nötningsbeständighet
• Helt täta komponenter jämfört med gjutna porositetsdefekter
• Kortare ledtider och lägre kostnader jämfört med smide eller gjutgods

Begränsningar av Inconel 718 Pulver

Några begränsningar eller nackdelar förknippade med Inconel 718 pulver inkluderar:

• Höga materialkostnader jämfört med verktygsstål eller aluminiumlegeringar
• Kräver het isostatisk pressning (HIP) efter AM för att uppnå bästa egenskaper
• Svårt att trycka och bearbeta på grund av dålig värmeledningsförmåga
• Risk för sprickbildning och porositetsdefekter utan optimerade parametrar
• Begränsat antal 3D-skrivare för metall kan bearbeta Inconel 718-pulver
• Efterbearbetning som borttagning av stöd, maskinbearbetning och ytbehandling ökar kostnaderna
• Kvalificering och certifiering kräver dyrbar mekanisk provning

Kostnadsanalys

Typiska priser för pulver av legeringen Inconel 718 för additiv tillverkning sammanfattas nedan:

Pulverkvalitet	Kostnad per kg
Inconel 718 Förlegerat finfördelat pulver	$220 - $350 per kg
Inconel 718 plasmaatomiserat pulver	$245 - $425 per kg
Inconel 718 gasatomiserat pulver	$275 - $485 per kg
Inconel 718 HIP-pulver	$300 - $450 per kg

Kostnaden beror på pulverpartikelstorleksfördelning, morfologi, tillverkningsmetod och inköpskvantitet. Ytterligare kostnader tillkommer för värmebehandling, HIP-behandling, maskinbearbetning, testning och certifiering, vilket kan överstiga materialkostnaden. Att köpa fullt certifierat pulver av flyg- och rymdkvalitet kommer att vara dyrare.

Leverantörer

Några av de största globala leverantörerna av pulver av nickellegeringen Inconel 718 för AM inkluderar:

Företag	Varumärken
Sandvik Osprey	Osprey 718 för AM
Snickare Tillsats	CarTech AL718V
Praxair	718 Atomiserat pulver
Hoganas	718Bond för AM
LPW-teknik	LP71S-F
SLM-lösningar	IN718

Urvalskriterier

De viktigaste urvalskriterierna för Inconel 718-pulver inkluderar:

Kemisk sammansättning - Måste överensstämma med AMS 5662 eller ASTM B214 specifikationer för sammansättning

Fördelning av partikelstorlek - D50 och fördelning beror på AM-process och önskad skiktupplösning

Pulverform - Mycket sfärisk och jämn pulvermorfologi säkerställer optimalt pulverflöde och enhetliga skikt

Tillverkningsmetod - Gasatomiserat och plasmaatomiserat pulver föredras framför PREP- och rotationsatomiserade metoder

Föroreningar - Låga syre- och kvävenivåer för att förhindra defekter och sprickbildning

Skenbar densitet och tappdensitet - Högre densitet förbättrar återanvändningen och packningen av pulver

Flödeshastighet - Minimalt Hall-flöde på 20 sek för 50 g säkerställer jämn pulverspridning

Jämförande analys

Jämförelse mellan Inconel 718 pulver och alternativ:

Legering	Inconel 718	Inconel 625	Haynes 282
Densitet (g/cm3)	8.19	8.44	8.36
Draghållfasthet (MPa)	1275	860	1035
Max driftstemperatur (°C)	700	980	730
Motståndskraft mot korrosion	Utmärkt	Utmärkt	Måttlig
Kostnad per kg	Hög	Måttlig	Hög

Inconel 718 jämfört med stålpulver

Parameter	Inconel 718	Maråldrat stål	Rostfritt stål
Styrka	Högre	Motsvarande	Lägre
Hårdhet	Högre	Något lägre	Mycket lägre
Kostnad	3-4 gånger högre	–	Lägre

Fördelar jämfört med rostfritt stål

• Högre hållfasthet vid höga temperaturer
• Högre hårdhet och slitstyrka
• Förbättrad korrosionsbeständighet

Nackdelar med rostfritt stål

• Högre materialkostnad
• Lägre duktilitet och brottseghet
• Svårare att skriva ut och bearbeta

Utskriftsparametrar för Inconel 718 Pulver

Typiskt intervall för tryckparametrar för Inconel 718-pulver på laserpulverbäddsfusionssystem (L-PBF):

Parameter	Räckvidd
Skiktets tjocklek (μm)	20 – 50
Lasereffekt (W)	195 - 400W
Skanningshastighet (mm/s)	700 – 1300
Avstånd mellan luckor (mm)	0.08 – 0.12
Pulverbäddens temperatur (°C)	90 – 180

Parametrarna beror på faktorer som önskad upplösning, mekaniska egenskaper, bygghastigheter, OEM-skrivarspecifikationer och pulveregenskaper.

Efterbearbetning

De vanligaste efterbearbetningsstegen som utförs på tryckta delar av Inconel 718 inkluderar:

• Avlägsnande av pulver: Överflödigt pulver blåses eller borstas först bort från inre hålrum och ytor
• Stresslindrande: Uppvärmning under lösningstemperaturen för att avlägsna restspänningar
• Varm isostatisk pressning (HIP): Kapselns HIP-process hjälper till att stänga inre håligheter och mikroporer
• Lösningsbehandling och åldrande: Värmebehandling med utskiljningshärdning för att uppnå önskade egenskaper
• Ytbearbetning: CNC-bearbetning av tryckta ytor för att minska ojämnheten och få snävare toleranser
• Ytkonditionering: Glaspärlspetsning, laserpolering eller andra ytbehandlingsprocesser kan minska ytjämnheten

Vanliga frågor

Varför är Inconel 718 den mest använda superlegeringen för 3D-utskrifter i metall?

Inconel 718 är populär för additiv tillverkning på grund av sin utmärkta hållfasthet vid höga temperaturer, goda korrosionsbeständighet, enkla tillverkning till komplexa geometrier med 3D-utskrift, förmåga att fungera i extrema miljöer och användning i kritiska applikationer inom flyg, olja och gas etc. där fel inte är ett alternativ.

Behöver Inconel 718 värmebehandlas efter AM?

Ja, värmebehandling med lösningsglödgning och åldring i flera steg är nödvändig efter tryckning av komponenter i Inconel 718 via AM för att justera mikrostrukturen så att den omvandlas till härdade utfällningar som ger de utmärkta mekaniska egenskaperna.

Vad är skillnaden mellan Inconel 625 och 718 vid additiv tillverkning?

De viktigaste skillnaderna är att Inconel 625 har högre svetsbarhet medan Inconel 718 har högre sträck- och draghållfasthet. Inconel 718 fungerar också bättre under kryogena förhållanden medan Inconel 625 är att föredra när det gäller motståndskraft mot utmattning, spänningskorrosionssprickor och slitage.

Bör delar av Inconel 718 HIP:as efter 3D-printning?

Varm isostatisk pressning (HIP) hjälper till att eliminera inre hålrum och mikroporositet i AM Inconel 718-komponenter. HIP förbättrar duktiliteten, utmattningshållfastheten och korrosionsbeständigheten samtidigt som potentiella felkällor reduceras. För flyg- och rymdtillämpningar krävs HIP för att säkerställa högsta kvalitet och tillförlitlighet.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser

Frequently Asked Questions (Supplemental)

1) What powder specifications matter most for LPBF with Inconel 718 Powder?

• Prioritize spherical morphology, PSD 15–45 μm, low oxygen/nitrogen (per ISO/ASTM 52907), apparent/tap density consistency, and Hall flow ≤20 s/50 g. These ensure stable recoating, high density, and repeatable microstructure.

2) Which post-processing sequence is typical to reach aerospace properties?

• Stress relief → HIP → solution anneal → two-step aging (e.g., 720°C + 620°C) → machining → surface conditioning. This sequence maximizes γ′/γ′′ precipitation, closes porosity, and improves fatigue.

3) How does powder reuse affect Inconel 718 AM quality?

• Reuse increases O/N pickup and shifts PSD; monitor chemistry, flow, and density each cycle. Many shops blend 20–50% virgin powder and cap reuse at 8–12 cycles with in-line sieving and oxygen monitoring to maintain properties.

4) Can binder jetting achieve properties comparable to LPBF for Inconel 718?

• Yes, when debind/sinter and HIP are optimized, BJT parts can reach >99.5% density and approach LPBF mechanicals, though surface finish and feature resolution differ. Ideal for higher throughput near-net shapes.

5) What are the main crack-mitigation strategies during printing?

• Use elevated powder-bed preheat (120–180°C), optimized hatch/scan strategy, contour passes, reduced energy density on overhangs, and maintain low humidity/oxygen in the build chamber and powder handling chain.

2025 Industry Trends for Inconel 718 Powder

• Throughput gains: Multi-laser LPBF platforms with refined scan strategies raise build rates 20–35% while holding density.
• Cost stabilization: Added atomization capacity in EU/APAC moderates Inconel 718 Powder pricing despite energy volatility.
• Reuse playbooks: Standardized powder stewardship (monitor O/N, PSD, flow) extends reuse to 8–12 cycles without property drift.
• Qualification acceleration: Wider adoption of ISO/ASTM 52920/52930 and digital traceability shortens aerospace and energy part approvals.
• Surface integrity focus: Post-HIP surface finishing and compressive treatments (shot peen/laser peen) significantly extend HCF/LCF life.

2025 Snapshot: Market, Process, and Performance Indicators

Metrisk	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; increased atomizer capacity
Typical LPBF density (as-built → HIP)	99.3% → 99.9%	99.4% → 99.95%	Process/HIP optimization
Multi-laser productivity gain vs single-laser	+15–25%	+20–35%	Optimized scan vector orchestration
Qualified powder reuse cycles	4–8	8-12	With O/N and PSD control (ISO/ASTM 52907)
UTS after solution + aging (post-HIP)	1,100–1,250 MPa	1,150–1,300 MPa	Parameter and HT refinement

Key references and guidance:

• ISO/ASTM 52907:2023 (feedstock characterization)
• ISO/ASTM 52920 & 52930 (process qualification and quality)
• AMS 5662/5663 (Inconel 718 bar/forging properties, used as benchmarks)
• NIST AM Bench datasets for nickel superalloys (nist.gov)
• FAA/EASA AM qualification advisories and MMPDS updates where applicable

Latest Research Cases

Case Study 1: Multi-Laser LPBF of Inconel 718 with Coordinated Scan Strategy (2025)
Background: A Tier-1 aerospace supplier needed higher throughput on LPT cases without compromising fatigue properties.
Solution: Implemented coordinated multi-laser scan with overlap management, elevated bed preheat (160–170°C), and dynamic hatch rotation; powder stewardship per ISO/ASTM 52907 with 30% virgin blend policy; post-processing: HIP + solution + double aging.
Results: Build rate +28%, density 99.93% post-HIP, UTS 1,220–1,280 MPa, elongation 18–22%. HCF life improved ~12% after micro-blasting + shot peen. Scrap rate reduced from 7.5% to 4.2%.

Case Study 2: Binder Jetting 718 with Carbon Control for Thick Sections (2024)
Background: Energy-sector OEM faced distortion and low density in thick-wall BJT 718 valves.
Solution: Adopted debind ramp with tighter carbon control, sinter profile with isothermal hold to mitigate 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, elongation 17–20%. Corrosion performance in ASTM G48 and oxidation at 700°C matched LPBF baselines after identical HT.

Expertutlåtanden

• Dr. John Slotwinski, Additive Manufacturing Metrology Expert (former NIST)
• Viewpoint: “Powder-state control—PSD, flow, and O/N—linked to machine parameter windows is the largest lever for predictable Inconel 718 outcomes across reuse cycles.”
• Prof. David E. Laughlin, Professor Emeritus of Materials Science, Carnegie Mellon University
• Viewpoint: “Balancing γ′′ and γ′ through precise solution and aging schedules is fundamental; minor chemistry shifts and thermal history can move 718 from peak strength to suboptimal creep behavior.”
• Dr. Amy J. Elliott, Group Leader for AM, Oak Ridge National Laboratory
• Viewpoint: “Integrated qualification—process maps tied to in-situ monitoring and post-HIP NDE—cuts certification time for 718 rotating hardware without sacrificing 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 property specifications for Inconel 718 wrought products (sae.org)
• ASTM E8/E21/B213/B214: Mechanical and powder test methods (astm.org)
• NIST AM Bench: Public datasets for nickel superalloys in AM (nist.gov/ambench)
• MMPDS: Metallic materials properties for aerospace design allowables (mmpds.org)
• OSHA/NFPA 484: Combustible metal powder safety guidelines (osha.gov; nfpa.org)
• Granta MI: Materials data/traceability for AM programs (ansys.com)

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