Inconel 718 Tozuna Genel Bakış

Genel Bakış Inconel 718 Toz

Inconel 718, yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemetli uygulamalar için kullanılan nikel-krom bazlı bir süper alaşım tozudur. Temel özellikleri şunlardır:

• 700°C'ye kadar mükemmel dayanım
• Yüksek korozyon ve oksidasyon direnci
• İyi yorulma ve sürünme direnci
• Kriyojenik sıcaklıklara dayanma yeteneği
• Sıcak izostatik presleme gibi son işlemlerle uyumluluk

Inconel 718 tozu, havacılık, petrol ve gaz, nükleer ve diğer zorlu endüstriler için metal katkılı üretim veya toz metalurjisi yoluyla bileşenleri imal etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Inconel 718 Toz Çeşitleri

Inconel 718 tozu farklı partikül boyutu dağılımlarında, şekillerde ve üretim yöntemlerinde mevcuttur:

Tip	Açıklama	Parçacık Boyutu	Şekil	Üretim Yöntemi
Gaz atomize	Düzensiz sferoidal toz	15-75 μm	Çoğunlukla küresel	Gaz atomizasyonu
Plazma atomize	Son derece küresel toz	15-45 μm	Son derece küresel	Plazma atomizasyonu
Karışık	Gaz atomize ve ezilmiş tozların karışımı	15-150 μm	Karışık morfoloji	Mekanik karıştırma
Alaşımlı	Tek tip bileşime sahip önceden alaşımlanmış toz	15-105 μm	Küresel veya düzensiz	Ön alaşımlı eriyiğin gaz/plazma atomizasyonu

Küresel ve önceden alaşımlandırılmış tozlar daha yüksek kalite sağlar, ancak harmanlanmış veya gaz atomize seçeneklerden daha pahalıdır. Seçim, uygulama gereksinimlerine bağlıdır.

Inconel 718'in Özellikleri ve Bileşimi

Inconel 718, mekanik özellikler ve korozyon direncinin olağanüstü bir kombinasyonuna sahiptir:

Mülkiyet	Değer
Yoğunluk	8,19 g/cm3
Erime Noktası	1260-1336°C
Nihai Çekme Dayanımı	1,103 - 1,551 MPa
Akma Dayanımı	758 - 1,379 MPa
Uzama	12% minimum
Young Modülü	205 GPa
Poisson Oranı	0.29
Kayma Modülü	79 GPa
Yorulma Dayanımı	517 - 1,034 MPa

Inconel 718'in nominal bileşimi şöyledir:

• Nikel: 50-55%
• Krom: 17-21%
• Demir: Denge
• Niyobyum: 4,75-5,5%
• Molibden: 2.8-3.3%
• Titanyum: 0,65-1,15%
• Alüminyum: 0,2-0,8%

Nikel, krom ve niyobyum ilavelerinin bu kombinasyonu Inconel 718'e mükemmel yüksek sıcaklık mekanik özelliklerini verir.

Inconel 718 Toz Uygulamaları

Inconel 718 tozu yaygın olarak kullanılmaktadır:

• Havacılık ve Uzay - Türbin kanatları, diskler, bağlantı elemanları gibi motor bileşenleri
• Petrol ve gaz - Kuyu içi aletler, vanalar, kuyu başı bileşenleri
• Enerji üretimi - Gaz türbini sıcak bölüm parçaları, bağlantı elemanları
• Otomotiv - Turboşarj tekerlekleri, valfler, motor bileşenleri
• Kimyasal işleme - Reaktör kapları, ısı eşanjörleri, borular
• Takımlama - Enjeksiyon kalıpları, kalıplar, takım fikstürleri
• Medikal - Biyouyumluluk nedeniyle ortopedik implantlar

Yüksek sıcaklıklardaki yüksek mukavemeti, korozyon direnci ve kararlılığı Inconel 718'i endüstrilerdeki kritik bileşenler için ideal bir malzeme haline getirir.

Inconel 718 Tozunun Faydaları

Inconel 718 tozu kullanmanın temel avantajları şunlardır:

• Parçalar 700°C'ye kadar yüksek mukavemet ve tokluğu korur
• Oksitleyici, korozif ve kriyojenik ortamlara dayanıklıdır
• 316L paslanmaz çeliğe kıyasla iki kat daha fazla gerilme mukavemeti
• Mükemmel yorulma ve sürünme kopma özellikleri
• Yaşlandırma işlemi ile çökelme güçlendirilebilir
• Onarım ve birleştirme için kolayca kaynaklanabilir
• Sıcak izostatik presleme sırasında çatlamaya karşı dayanıklıdır
• Minimum bozulma ile 10 defaya kadar tekrar kullanılabilir
• Talaşlı imalatla mümkün olmayan karmaşık geometrilere olanak sağlar
• Katı formlara kıyasla bileşen ağırlığını azaltır
• Kütük veya dövme parçalara göre satın alma-uçuş oranını azaltır

Bu özellikler, bileşenlerde önemli performans iyileştirmeleri ve ağırlık tasarrufu sağlar.

Sınırlamalar Inconel 718 Toz

Inconel 718 tozu ile çalışırken bazı sınırlamalar şunlardır:

• Çelik ve titanyum alaşımlarına kıyasla yüksek malzeme maliyeti
• Katmanlı makine üretim hacmine göre kısıtlanmış parça boyutu
• 700°C'nin üzerinde oksidasyon ve korozyona karşı hassas
• Gerilimleri azaltmak için katkılı üretimden sonra sıcak izostatik presleme gerektirir
• Lazer toz yatağı füzyonu sırasında tamamen yoğunlaştırmak zordur
• Talaşlı imalat gibi işlem sonrası süreçler, iş sertleşmesi nedeniyle zorlayıcı olabilir
• İstenilen pürüzlülüğü elde etmek için yüzey işlemesi gereklidir
• Kontaminasyonu önlemek için kuru toz işleme ve depolama gerektirir
• Daha yaygın alaşımlara kıyasla sınırlı sayıda kalifiye tedarikçi

Inconel 718 Parçaları için Tasarım İlkeleri

Tozdan imal edilen Inconel 718 bileşenleri için temel tasarım yönergeleri:

• Yeterli mukavemet için minimum 2 mm duvar kalınlığı önerilir
• Gerilim yoğunlaşmalarını en aza indirmek için yivler ve filetolar ekleyin
• Tozun uzaklaştırılması için iç kanallar ≥ 2mm çapa sahip olmalıdır
• Desteksiz çıkıntıları en fazla 10 mm ile sınırlayın
• Destekleri ve toplam yüksekliği en aza indirmek için yapı yönünü optimize edin
• Sinterleme sırasında ~20%'nin izotropik büzülmesine izin verin
• İşlenmiş parçalara göre daha düşük hassasiyet ve daha yüksek yüzey pürüzlülüğü
• Açıklıklar sayesinde tozun daha kolay çıkarılmasını sağlayan tasarım
• Yüksek boyutsal hassasiyet veya yüzey kalitesi gerekiyorsa ekstra işleme stoğu bırakın

Yapıların tasarım sürecinin başlarında simüle edilmesi, üretimden önce herhangi bir sorunun tespit edilmesine yardımcı olur.

Inconel 718 AM için Proses Parametreleri

Inconel 718'in katmanlı üretimi için kritik parametreler şunlardır:

• Lazer gücü: 100-500 W
• Tarama hızı: 10 m/s'ye kadar
• Işın çapı: 50-100 μm
• Tabaka kalınlığı: 20-50 μm
• Kapak aralığı: 50-200 μm
• Tarama stratejisi: Katmanlar arasında geçiş
• Koruyucu gaz: Argon veya nitrojen
• Gaz akış hızı: 2-8 L/dak
• Yapı plakası sıcaklığı: 60-100°C
• İşlem sonrası: Sıcak izostatik presleme, ısıl işlem

İstenen mikroyapı ve mekanik özelliklere sahip yoğun bileşenler elde etmek için bu parametreler hassas bir şekilde optimize edilmelidir.

Inconel 718 Parçaların Sonradan İşlenmesi

Inconel 718 AM bileşenleri için tipik işlem sonrası adımlar şunları içerir:

• Gevşek tozun plastik boncuklarla patlatma yoluyla uzaklaştırılması
• Stres giderici ısıl işlem 1080°C'de 1 saat boyunca uygulandıktan sonra hava ile soğutulur
• 100 MPa basınç altında 4 saat boyunca 1120°C'de sıcak izostatik presleme
• Parçaları yapı plakasından çıkarmak için tel kesme EDM
• CNC işleme - finiş ve hassasiyeti artırmak için frezeleme, delme, tornalama
• Yüzey iyileştirme - taşlama, zımparalama, parlatma
• Yüzeylerde basınç gerilmeleri oluşturmak için bilyeli çekiçleme
• Kalite testleri - çekme, sertlik, mikroyapı, frakografi

Uygulamanın gerektirdiği malzeme özelliklerini elde etmek için uygun son işlem hayati önem taşır.

Inconel 718 için Kalite Kontrol Testi

Kapsamlı kalite kontrol testleri, toz ve basılı parça kalitesini garanti eder:

• Kimyasal analiz - ICP-OES, toz bileşiminin AMS spesifikasyonuna uygun olduğunu doğrular
• Toz partikül boyutu dağılımı - Lazer difraksiyon partikül boyutu analizörü
• Toz morfolojisi - SEM görüntüleme küresel toz şeklini doğrular
• Toz mikroyapısı - Tane yapısının EBSD haritalaması
• Toz akışkanlığı - Hall ve Carney huni testleri ile ölçülür
• Yoğunluk analizi - Helyum piknometrisi ve Arşimet yöntemi >99,5% yoğunluğunu doğrular
• Mekanik testler - Çekme, yorulma, kırılma tokluğu, sertlik testi
• Mikroyapı - Optik ve SEM mikroskobu kullanılarak tane boyutu ve faz dağılımı
• Kusur analizi - X-ray ve CT taramaları iç kusurları kontrol eder
• Yüzey pürüzlülüğü - Stylus veya optik profilometre ile ölçülür

Kapsamlı testler, Inconel 718 parçalarının katı havacılık ve endüstriyel standartları karşılamasını sağlar.

Inconel 718 AM için Maliyet Analizi

Inconel 718 AM üretimi ile ilgili maliyetler şunları içerir:

• Makine maliyeti - Kaliteli AM sistemi için $500,000 ila $1 milyon
• Malzeme maliyeti - İşlenmemiş Inconel 718 tozu için $350-500/kg
• İşçilik maliyeti - Yapı ve son işlemeyi yürütmek için vasıflı operatörler
• Enerji maliyeti - İnşaat sırasında yüksek elektrik tüketimi
• İşlem sonrası - HIP, işleme ve diğer son işlem maliyetleri
• Kalite kontrol - Test ve karakterizasyon giderleri
• Yeniden Kullanılabilirlik - Kullanılmayan toz, malzeme maliyetlerini azaltmak için geri dönüştürülebilir
• Sipariş hacmi - Daha yüksek hacimli siparişler ölçek ekonomisi avantajları sağlar
• Uçmak için satın alma oranı - Geri dönüştürülmesi gereken kullanılmamış tozu dikkate almalıdır
• Parça geometrisi - İyi tasarlanmış parçalar malzeme kullanımını en üst düzeye çıkarır

Düşük-orta hacimli üretim için AM, malzeme tasarrufu ve satın alma-uçuş oranının azalması nedeniyle eksiltici işlemeye kıyasla uygun maliyetli hale gelir.

Bir seçim yapmak Inconel 718 Toz Tedarikçi

Bir Inconel 718 toz tedarikçisi seçerken temel faktörler:

• Nikel süper alaşımların gaz ve plazma atomizasyonunda teknik uzmanlık
• Mevcut toz boyutları ve morfolojileri yelpazesi - küresel, harmanlanmış, alaşımlı
• Kalite güvence prosedürleri ve sertifikaları - ISO 9001, AS9100, vb.
• Kimyasal analiz ve partikül boyutu dağılımı testi yapabilme becerisi
• Kısa teslim süreleri ile büyük toz miktarlarını teslim etme kapasitesi
• Belirli partikül boyutu dağılımlarına göre eleme gibi özelleştirme yetenekleri
• Özellikle büyük miktarlı siparişler için rekabetçi ve istikrarlı fiyatlandırma
• Gerekirse mevzuat uyumluluğunu karşılayabilme - ITAR, REACH, RoHS
• Müşteri toz kalifikasyonu ve testi için numuneler
• Toz elleçleme ve depolama için teknik destek
• Daha hızlı lojistik ve destek için coğrafi yakınlık

Nikel alaşım tozlarında niş uzmanlığa sahip köklü tedarikçiler, kalite, özelleştirme, fiyatlandırma ve destek açısından kullanıcı ihtiyaçlarını en iyi şekilde karşılama eğilimindedir.

Inconel 718 vs Paslanmaz Çeliğin Artıları ve Eksileri

Inconel 718'in Avantajları:

• 316L paslanmaz çeliğin iki katı gerilme mukavemeti
• Önemli ölçüde daha yüksek sürünme ve yorulma direnci
• 700°C'ye kadar oksidasyon ve korozyona karşı dayanıklıdır
• Çeliklere göre daha iyi yüksek çevrim yorulma ömrü
• Nikel alaşım bileşimi sayesinde tutarlı özellikler
• Standart paslanmaz çeliklerden farklı olarak yaşla sertleştirilebilir
• Hammadde kaplaması olarak uygulandığında daha güçlü bağlar üretir
• Kullanılmayan tozun geri dönüşümü ve yeniden kullanımı daha kolay

Inconel 718'in Dezavantajları:

• Paslanmaz çeliklere göre çok daha yüksek malzeme maliyeti
• Paslanmazdan daha düşük maksimum çalışma sıcaklığı
• AM baskı sırasında tamamen yoğunlaştırmak daha zordur
• İş sertleşmesi nedeniyle makinede işlenmesi zordur
• Sınırlı sayıda nitelikli tedarikçi
• AM sırasında sıvı metal gevrekleşmesine duyarlı
• Daha yüksek işlem sonrası gereksinimler - HIP, ısıl işlem
• Kontrollü inert atmosfer işlemi gerektirir

Inconel 718, performansın maliyet hususlarını aştığı kritik uygulamalar için paslanmaz çeliklere kıyasla belirgin şekilde üstün yüksek sıcaklık özellikleri sağlar.

Inconel 718 ile Inconel 625 Karşılaştırması

Inconel 718 ve 625 aşağıdaki ayırt edici özelliklere sahiptir:

Alaşım	Güç	Korozyon Direnci	Kaynaklanabilirlik	Maliyet	Sıcaklık Kullanın
Inconel 718	Çok yüksek	Orta düzeyde	Adil	Yüksek	700°C'ye kadar
Inconel 625	Orta	Mükemmel	Mükemmel	Çok yüksek	980°C'ye kadar

• Inconel 718 çok daha yüksek çekme, sürünme ve yorulma mukavemeti sunar.
• Inconel 625 daha iyi çok yönlü korozyon ve oksidasyon direnci sağlar.
• Inconel 625 olağanüstü kaynaklanabilirliğe sahipken Inconel 718 daha zordur.
• Inconel 625, yoğun kolumbiyum alaşım ilaveleri nedeniyle daha pahalıdır.
• Inconel 625 daha yüksek maksimum servis sıcaklığı derecesine sahiptir.

Inconel 718, havacılık ve uzay bileşenleri gibi en zorlu yüksek mukavemetli uygulamalar için tercih edilirken, Inconel 625 korozyon direncinin en önemli gereksinim olduğu durumlarda seçilir.

SSS

Inconel 718 tozu ile AM için hangi partikül boyutu dağılımı önerilir?

İyi akışkanlık ve yoğun sıkıştırma sağlamak için Inconel 718 ile lazer toz yatağı füzyonu için tipik olarak çoğunluğu 20-35 mikron arasında olmak üzere 15-45 mikronluk bir partikül boyutu aralığı önerilir.

Inconel 718 AM parçaları için kullanılan bazı işlem sonrası ısıl işlemler nelerdir?

Yaygın ısıl işlemler arasında 1270°C çözelti tavlaması, 960°C çökelme sertleştirmesi ve 1080°C gerilim giderme yer alır. Çok aşamalı yaşlandırma işlemleri mukavemeti ve sünekliği daha da artırabilir.

Havacılıkta Inconel 718 tozu için bazı tipik uygulamalar nelerdir?

Inconel 718, yüksek sıcaklıklarda ve korozif ortamlarda yüksek mukavemet gerektiren kanatlar, diskler, bağlantı elemanları, muhafazalar ve iniş takımı parçaları gibi uçak motoru bileşenlerini imal etmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

Inconel 718 AM'den sonra sıcak izostatik presleme gerektirir mi?

Evet, iç boşlukları ve gözenekleri ortadan kaldırmak ve mikroyapı homojenizasyonu yoluyla yorulma ömrünü iyileştirmek için Inconel 718 ile lazer veya elektron ışını toz yatağı füzyonundan sonra HIP şiddetle tavsiye edilir.

Kullanılmayan Inconel 718 tozu nasıl işlenmelidir?

Kullanılmamış tüm tozlar, oksidasyon ve kontaminasyonu önlemek için inert bir atmosferde kullanılmalıdır. Toz, kontrollü bir ortamda muhafaza edildiği takdirde 10 defaya kadar tekrar kullanılabilir. 10 geri dönüşümden sonra yeni toz tavsiye edilir.

daha fazla 3D baskı süreci öğrenin

Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

1) What PSD is optimal for LPBF with Inconel 718 Powder?

• Typically 15–45 µm (D10 ≈ 15–20 µm, D50 ≈ 25–35 µm, D90 ≈ 40–50 µm). For thicker layers or EBM, a coarser 45–106 µm cut is common.

2) Which powder attributes most influence build density and fatigue life?

• Sphericity/satellite fraction, oxygen/nitrogen content, PSD tails, and inclusion cleanliness. Highly spherical, low-interstitial powders with tight PSD improve spreadability and reduce lack-of-fusion.

3) What heat-treat schedules are commonly used after HIP for AM 718?

• Widely used routes include solution at ~980–1065°C followed by double aging (e.g., 720°C/8 h + 620°C/8 h) or AMS 5662/5664-aligned variants. Exact schedules depend on property targets and as-built microstructure.

4) How many reuse cycles are acceptable for Inconel 718 powder?

• Many qualified workflows permit 3–10 cycles with blending to virgin and sieving, contingent on monitoring PSD, O/N/H, flow, and morphology. Follow ISO/ASTM 52907 and OEM guidelines.

5) When is nitrogen acceptable as the process gas for 718?

• Argon is preferred to avoid nitride formation. Nitrogen may be used in some LPBF systems with validated parameter sets, but qualification is essential for fatigue-critical parts.

2025 Industry Trends

• Ultra-clean feedstocks: Greater emphasis on low interstitials (O/N/H) and ultra-low inclusions to meet aerospace fatigue and LCF/HCF targets without excessive over-processing.
• Data-first CoAs: Batch-level SEM morphology, satellite metrics, and PSD raw files are increasingly required in aerospace and energy RFQs to accelerate powder qualification.
• Cost and carbon reduction: Argon-recirculation atomizers and heat recovery cut gas use 20–35% and energy 10–18%, translating to lower powder OPEX and EPD disclosures.
• Post-HIP optimization: Parameter sets targeting near-full density as-built reduce reliance on HIP for some geometries; where HIP is retained, cycle times are shortened with targeted temperature/pressure profiles.
• Parameter portability: Printer OEMs release machine-agnostic parameter baselines for IN718, easing multi-site qualification and reducing time-to-production.

2025 Snapshot: Inconel 718 Powder Specs and Market

Metric (2025e)	Typical Value/Range	Notes/Source
AM-grade 718 powder price	$70–120/kg (bulk)	Supplier quotes vary by PSD, sphericity, cleanliness
Common LPBF PSD for 718	D10 15–20 µm; D50 25–35 µm; D90 40–50 µm	ASTM F3049/ISO/ASTM 52907 context
Oxygen content (AM grade)	≤0.03–0.05 wt% typical	Lower preferred for fatigue-critical builds
Azot içeriği	≤0.03 wt% typical	Supplier CoAs
On-spec yield (15–45 µm)	55–70% from IGA lines	Process/nozzle dependent
Lead time (qualified aerospace batch)	4–10 weeks	Regional capacity affects delivery
Post-HIP density	≥99.9% relative	With optimized HIP cycles

Authoritative sources:

• ISO/ASTM 52907; ASTM F3049: https://www.iso.org, https://www.astm.org
• AMS 5662/5664/5663 (718 product specs): SAE International
• MPIF technical resources: https://www.mpif.org
• NFPA 484 (combustible metals safety): https://www.nfpa.org

Latest Research Cases

Case Study 1: Satellite Reduction and Fatigue Gain in LPBF IN718 (2025)

• Background: An aerospace Tier-1 reported spreadability issues and variability in HCF results traced to elevated satellite content in Inconel 718 Powder.
• Solution: Switched to an optimized close-coupled gas atomized powder with anti-satellite nozzle geometry and narrower PSD (15–38 µm); implemented inline laser diffraction and automated classification feedback.
• Results: Satellite area fraction reduced from 2.6% to 1.1%; as-built density +0.3%; after HIP + aging, HCF life at 650 MPa improved 18–22%; scrap rate in LPBF coupons fell by 15%.

Case Study 2: HIP Cycle Shortening for Turbine Brackets (2024/2025)

• Background: An energy OEM sought to reduce total cycle time for 718 LPBF brackets without compromising LCF at 650°C.
• Solution: Adopted a refined HIP profile (slightly lower T with optimized hold and ramp) paired with a tailored double-aging schedule; enforced powder moisture/O control with argon-purged handling.
• Results: Total post-processing time −22%; equivalent density (≥99.9%) and LCF performance maintained; machining allowances reduced by 10% due to improved dimensional stability post-HIP.

Uzman Görüşleri

• Dr. Iain Todd, Professor of Metallurgy, University of Sheffield
• Viewpoint: “Controlling PSD tails and satellite content upstream is the fastest route to stable layer formation and a direct improvement in defect-sensitive fatigue metrics for 718.”
• Dr. Behnam Ahmadi, Director of Powder Technology, Oerlikon AM
• Viewpoint: “Closed-loop argon and batch-level morphology data are becoming standard asks—both lower cost and accelerate qualification for Inconel 718 Powder.”
• Dr. Christian Klotz, Head of Atomization R&D, ALD Vacuum Technologies
• Viewpoint: “Vacuum inert-gas atomization with precise gas-to-melt control consistently delivers the low interstitial levels and sphericity required by aerospace-grade 718.”

Practical Tools/Resources

• Standards: ISO/ASTM 52907; ASTM F3049; SAE AMS 5662/5663/5664 (mechanical property and heat treatment specs)
• Powder and process safety: NFPA 484 (combustible metals), OSHA/ATEX guidance where applicable
• OEM parameter libraries: EOS, SLM, Renishaw resources for IN718
• Metrology: Laser diffraction PSD systems (Malvern, Horiba); SEM image analysis (ImageJ/Fiji plugins) for satellite/sphericity quantification
• Qualification aids: Environmental Product Declaration (ISO 14025) templates; MSA plans for CoA verification; CT scanning services for defect mapping

Implementation tips:

• Request CoAs with chemistry (incl. O/N/H), PSD (D10/D50/D90), flow/density, and SEM-based morphology metrics; establish acceptance bands.
• For fatigue-critical parts, narrow PSD (e.g., 15–38 µm) and specify maximum satellite area fraction; validate with spreadability tests.
• Maintain closed, dry, inert powder handling; log dew point and oxygen during storage and feeding.
• Calibrate HIP and aging cycles to the specific printer/process; consider pilot coupons per lot to lock parameters before full production.

Last updated: 2025-10-13
Changelog: Added 5-item FAQ, 2025 trends with KPI table, two recent IN718 AM case studies, expert viewpoints, and practical standards/resources with implementation tips
Next review date & triggers: 2026-04-20 or earlier if AMS/ISO/ASTM standards update, OEM parameter/spec changes occur, or new data on HIP/aging optimization for IN718 is published