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:

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:

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:

• 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