Inconel 718 Toz

Genel Bakış

Inconel 718 toz öncelikle eklemeli imalat ve metal 3D baskı uygulamalarında kullanılan nikel-krom alaşımlı bir tozdur. Inconel 718 tozunun bazı temel özellikleri şunlardır:

• Yüksek sıcaklıklar da dahil olmak üzere yüksek mukavemet ve sertlik
• Mükemmel korozyon ve oksidasyon direnci
• İyi kaynaklanabilirlik ve işlenebilirlik
• Karmaşık geometrileri katkılı olarak üretebilme yeteneği
• Havacılık, petrol ve gaz, otomotiv ve diğer zorlu endüstrilerde kullanılır

Inconel 718, krom, demir, niyobyum, molibden, titanyum ve alüminyum ilaveli, çökelme sertleşmeli bir nikel alaşımıdır. Korozyon direncini, 700°C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemeti ve eklemeli üretim kullanarak karmaşık parçalara üretim kolaylığını bir araya getirir.

Inconel 718 Toz Bileşimi

Inconel 718 tozunun nominal bileşimi aşağıda verilmiştir:

Element	Ağırlık %
Nikel (Ni)	50-55%
Krom (Cr)	17-21%
Demir (Fe)	Denge
Niyobyum (Nb) + Tantal (Ta)	4.75-5.5%
Molibden (Mo)	2.8-3.3%
Titanyum (Ti)	0.65-1.15%
Alüminyum (Al)	0.2-0.8%

Demir içeriği ağırlıkça 100% olarak dengelenmiştir. Karbon, manganez ve silikon gibi diğer eser elementler küçük miktarlarda bulunabilir.

Inconel 718 tozundaki temel alaşım elementleri nikel, krom, niyobyum ve molibdendir. Nikel, süneklik sağlayan alaşımın matrisini oluşturur. Krom, oksidasyon ve korozyon direnci sağlar. Nikel ve krom ile birlikte niyobyum çökelme sertleşmesine katkıda bulunur. Molibden ayrıca katı çözelti güçlendirmesi yoluyla yüksek sıcaklık mukavemetini artırır.

Karakteristikleri ve Özellikleri Inconel 718 Toz

Inconel 718 tozu aşağıdaki özellikleri sergiler:

Mekanik Özellikler:

• Çekme mukavemeti: 1,034 - 1,414 MPa
• Akma dayanımı: 827- 1,103 MPa
• Uzama: Yaklaşık 20%
• Sertlik 36-48 HRC

Fiziksel Özellikler:

• Erime noktası: 1,300°C
• Yoğunluk: 8,19 g/cm3

Termal Özellikler:

• Termal genleşme katsayısı: 12,8 x 10^-6 /K
• Maksimum servis sıcaklığı: 700°C
• Termal iletkenlik: 11,2 W/m.K

Korozyon Direnci:

• Çok çeşitli asitler, alkaliler ve tuzlarda mükemmel korozyon direnci
• 700°C'ye kadar sülfidasyona ve oksidasyona karşı dayanıklıdır

Inconel 718 Tozunun Partikül Boyutu Dağılımı

AM süreçleri için Inconel 718 tozu için tipik parçacık boyutu dağılımları şunlardır:

Parçacık Boyutu (μm)	Yüzde (%)
15 ila 25	55%
25 ila 45	30%
45 ila 75	10%
75'in üzerinde	5%

15-45 μm gibi daha dar partikül boyutu dağılımları kullanılabilir, ancak genellikle 15-75 μm arasında daha geniş dağılımlar yaygındır. Ayrıca 15 μm'nin altında daha ince atomize tozlar da mevcuttur. 100 μm'nin üzerindeki daha büyük partiküllerin elenmesi gerekebilir.

Inconel 718 Toz Üretim Yöntemleri

Inconel 718 alaşım tozu için yaygın üretim yöntemleri şunlardır:

• Gaz Atomizasyonu - Yüksek basınçlı inert gaz (N2 veya Ar) erimiş alaşım akışını toz halinde katılaşan ince damlacıklara ayırır. AM için ideal küresel toz sağlar.
• Dönen Elektrot Süreci - Erimiş malzeme, pul veya küresel toz üretmek için inert bir atmosferde yüksek hızlarda döndürülür. Atomizasyondan daha düşük maliyetlidir.
• Plazma Dönen Elektrot Prosesi (PREP) - Inconel 718 elektrotları, inert gaz atmosferinde bir plazma ısı kaynağı kullanılarak döndürülür ve eritilir. Bu, AM için uygun küresel toz üretir.
• Vakum İndüksiyonlu Eritme (VIM) ve ardından Gaz Atomizasyonu - Alaşım önce bileşimi rafine etmek ve kalıntıları gidermek için VIM kullanılarak eritilir. Daha sonra atomize edilerek toz haline getirilir.

Inconel 718 ile eklemeli üretim için kontrollü parçacık boyutu dağılımına sahip gaz atomize ve plazma döner elektrot tozları tercih edilir.

Standartlar ve Spesifikasyonlar

Katmanlı imalat uygulamaları için üretilen Inconel 718 tozu aşağıdaki spesifikasyonlara uygundur:

Standart/Şartname	Organizasyon
AMS 5662	SAE Uluslararası
ASTM B214	ASTM Uluslararası
ISO 21432	ISO

AMS 5662'ye uygun kimya ve AMS 5662 veya ASTM B214'e uygun mekanik özellikler AM ve ısıl işlem kullanılarak üretildikten sonra.

Kullanım Alanları ve Uygulamalar

Inconel 718 alaşım tozunun başlıca kullanımları ve uygulamaları şunlardır:

Havacılık ve uzay: Türbin kanatları, gövde, bağlantı elemanları, dişliler, dalga kılavuzları ve uçak gövdeleri gibi kritik havacılık bileşenleri, yüksek mukavemeti ve yüksek sıcaklıklardaki performansı nedeniyle Inconel 718 tozu kullanılarak katkılı olarak üretilmektedir.

Petrol ve Gaz: Hidrojen sülfür çatlamasına ve korozyona dayanması gereken kuyu içi aletleri, valfleri, kuyu başı bileşenlerini basmak için kullanılır.

Otomotiv ve Yarış: Turboşarjlar, motor valfleri ve egzoz manifoldları gibi hafif, yüksek performanslı bileşenler çelik yerine Inconel 718 ile 3D olarak basılmıştır.

Tıbbi ve Dental: Cerrahi aletler, diş kronları ve implantlar biyouyumluluk ve otoklavlama yoluyla sterilize edilebilme özelliği nedeniyle basılmıştır.

Aletler: AM kullanılarak 3D baskısı yapılan hafif Inconel 718 takımlar, geleneksel takım çeliklerinden daha uzun ömürlüdür.

Pompalar, Vanalar ve Denizcilik Donanımı: Inconel 718'de basılmış deniz suyu korozyonuna ve deniz ortamlarına maruz kalan bileşenler.

Inconel 718 Tozunun Avantajları

Katmanlı üretim için Inconel 718 tozu kullanmanın avantajları şunlardır:

• Inconel 718'de basılan parçalar dövme parçaların mukavemet seviyelerine uyabilir veya bu seviyeleri aşabilir
• Döküm ile mümkün olmayan karmaşık, hafif geometriler üretebilme
• As-printed yüzey kalitesi işlenmiş yüzeylerden çok daha pürüzsüzdür
• Düşük bileşen ağırlığı havacılık ve uzay uygulamalarında yakıt tüketimini azaltır
• Kaplamasız zorlu ortamlarda mükemmel korozyon direnci
• Yüksek sertlik, iyi aşınma ve sürtünme direnci sağlar
• Döküm porozite kusurlarına kıyasla tamamen yoğun bileşenler
• Dövme veya döküm parçalara kıyasla daha kısa teslim süreleri ve maliyetler

Sınırlamalar Inconel 718 Toz

Inconel 718 tozu ile ilgili bazı sınırlamalar veya dezavantajlar şunlardır:

• Takım çelikleri veya alüminyum alaşımlarına kıyasla yüksek malzeme maliyetleri
• En iyi özellikleri elde etmek için AM'den sonra sıcak izostatik presleme (HIP) gerektirir
• Zayıf termal iletkenlik nedeniyle basılması ve işlenmesi zordur
• Optimize edilmiş parametreler olmadan çatlama ve gözeneklilik kusurlarına eğilimli
• Inconel 718 tozunu işleyebilen sınırlı sayıda metal 3D yazıcı modeli
• Desteklerin kaldırılması, işleme ve finisaj gibi işlem sonrası süreçler maliyetleri artırır
• Kalifikasyon ve sertifikasyon pahalı mekanik testler gerektirir

Maliyet Analizi

Katmanlı üretim için Inconel 718 alaşım tozu için tipik fiyatlandırma aşağıda özetlenmiştir:

Toz Sınıfı	Kg Başına Maliyet
Inconel 718 Ön alaşımlı atomize toz	$220 - $350 kg başına
Inconel 718 plazma atomize toz	$245 - $425 kg başına
Inconel 718 gaz atomize toz	$275 - $485 kg başına
Inconel 718 HIP toz	$300 - $450 kg başına

Maliyet, toz partikül boyutu dağılımına, morfolojisine, üretim yöntemine ve satın alma miktarına bağlıdır. Isıl işlem, HIP işlemi, işleme, test ve sertifikasyon için malzeme maliyetini aşabilecek ek maliyetler ortaya çıkar. Tam sertifikalı havacılık ve uzay kalitesinde toz satın almak daha maliyetli olacaktır.

Tedarikçiler

AM için Inconel 718 nikel alaşımlı tozun başlıca küresel tedarikçilerinden bazıları şunlardır:

Şirket	Marka İsimleri
Sandvik Osprey	AM için Osprey 718
Marangoz Katkısı	CarTech AL718V
Praxair	718 Atomize Toz
Hoganas	AM için 718Bond
LPW Teknoloji	LP71S-F
SLM Çözümleri	IN718

Seçim Kriterleri

Inconel 718 tozu için ana seçim kriterleri şunları içerir:

Kimyasal bileşim - AMS 5662 veya ASTM B214 bileşim spesifikasyonlarına uygun olmalıdır

Parçacık boyutu dağılımı - D50 ve dağılımı AM sürecine ve istenen katman çözünürlüğüne bağlıdır

Toz şekli - Son derece küresel ve pürüzsüz toz morfolojisi, optimum toz akışı ve homojen katmanlar sağlar

Üretim yöntemi - Gaz atomize ve plazma atomize toz, PREP, döner atomize yöntemlere göre tercih edilir

Safsızlıklar - Kusurları ve çatlama sorunlarını önlemek için düşük oksijen ve nitrojen seviyeleri

Görünür yoğunluk ve musluk yoğunluğu - Daha yüksek yoğunluk, tozun yeniden kullanım oranlarını ve paketlemeyi iyileştirir

Akış hızı - Minimum Hall akış hızının 50 g için 20 sn olması tozun düzgün yayılmasını sağlar

Karşılaştırmalı Analiz

Inconel 718 tozu ve alternatifleri arasında karşılaştırma:

Alaşım	Inconel 718	Inconel 625	Haynes 282
Yoğunluk (g/cm3)	8.19	8.44	8.36
Çekme Dayanımı (MPa)	1275	860	1035
Maksimum Çalışma Sıcaklığı (°C)	700	980	730
Korozyon Direnci	Mükemmel	Mükemmel	Orta düzeyde
Kg Başına Maliyet	Yüksek	Orta düzeyde	Yüksek

Inconel 718 vs Çelik Tozları

Parametre	Inconel 718	Maraging Çelik	Paslanmaz Çelik
Güç	Daha yüksek	Eşdeğer	Daha düşük
Sertlik	Daha yüksek	Biraz Daha Düşük	Çok Daha Düşük
Maliyet	3-4 kat daha yüksek	–	Daha düşük

Paslanmaz Çeliklere Karşı Avantajları

• Daha yüksek sıcaklık dayanımı
• Daha yüksek sertlik ve aşınma direnci
• Geliştirilmiş korozyon direnci

Paslanmaz Çeliklere Karşı Dezavantajları

• Daha yüksek malzeme maliyeti
• Düşük süneklik ve kırılma tokluğu
• Yazdırması ve işlemesi daha zor

için Yazdırma Parametreleri Inconel 718 Toz

Lazer toz yatağı füzyon (L-PBF) sistemlerinde Inconel 718 tozu için tipik baskı parametreleri aralığı:

Parametre	Menzil
Tabaka kalınlığı (μm)	20 – 50
Lazer gücü (W)	195 - 400W
Tarama hızı (mm/s)	700 – 1300
Kapak aralığı (mm)	0.08 – 0.12
Toz yatağı sıcaklığı (°C)	90 – 180

Parametreler, istenen çözünürlük, mekanik özellikler, yapı oranları, OEM yazıcı özellikleri ve toz özellikleri gibi faktörlere bağlıdır.

İşlem Sonrası İşlemler

Inconel 718 baskılı parçalar üzerinde gerçekleştirilen yaygın işlem sonrası adımlar şunlardır:

• Toz giderme: Fazla toz önce üflenir veya iç boşluklardan ve yüzeylerden fırçalanır
• Stres giderici: Kalıntı gerilmeleri gidermek için çözeltiye alma sıcaklığının altında ısıtma
• Sıcak izostatik presleme (HIP): Kapsül HIP işlemi iç boşlukların ve mikro gözeneklerin kapatılmasına yardımcı olur
• Solüsyon tedavisi ve yaşlanma: Gerekli özellikleri elde etmek için çökeltme sertleştirme ısıl işlemleri
• Yüzey işleme: Pürüzlülüğü azaltmak ve daha sıkı toleranslara getirmek için baskılı yüzeylerin CNC ile işlenmesi
• Yüzey şartlandırma: Cam boncuk çekiçleme, lazerle parlatma veya diğer yüzey koşullandırma işlemleri pürüzlülüğü azaltabilir

SSS

Inconel 718 neden metal 3D baskı için en yaygın kullanılan süper alaşımdır?

Inconel 718, yüksek sıcaklıklarda mükemmel mukavemeti, iyi korozyon direnci, 3D baskı kullanarak karmaşık geometrilerde üretim kolaylığı, aşırı ortamlarda performans gösterme yeteneği ve arızanın bir seçenek olmadığı havacılık, petrol ve gaz vb. kritik uygulamalarda benimsenmesi nedeniyle katmanlı üretim için popülerdir.

Inconel 718 AM'den sonra ısıl işlem gerektirir mi?

Evet, Inconel 718'deki bileşenlerin AM yoluyla basılmasından sonra, mükemmel mekanik özellikler sağlayan sertleştirilmiş çökeltilere dönüşmek üzere mikro yapıyı ayarlamak için çözelti tavlama ve çok aşamalı yaşlandırmayı içeren ısıl işlem gereklidir.

Katmanlı imalatta Inconel 625 ile 718 arasındaki fark nedir?

Temel farklar, Inconel 625'in daha yüksek kaynaklanabilirliğe sahip olması, Inconel 718'in ise daha yüksek akma ve çekme mukavemeti sunmasıdır. Inconel 718 ayrıca kriyojenik koşullar altında daha iyi performans gösterirken, Inconel 625 yorulma, gerilme korozyonu çatlaması ve aşınmaya karşı direnç için tercih edilir.

Inconel 718 parçaları 3D baskıdan sonra HIP'lenmeli mi?

Sıcak izostatik presleme (HIP), AM Inconel 718 bileşenlerindeki iç boşlukları ve mikro gözenekliliği ortadan kaldırmaya yardımcı olur. HIP sünekliği, yorulma ömrünü ve korozyon direncini artırırken potansiyel arıza noktalarını azaltır. Havacılık ve uzay uygulamaları, en yüksek kalite ve güvenilirliği sağlamak için HIP gerektirir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin