in718金属粉インコネル 718 粉末としても知られ、様々な高温用途に使用されるニッケル基合金粉末です。高温での優れた引張強さ、疲労強さ、クリープ強さ、破断強さに加え、優れた耐食性と耐酸化性を持つ。
in718粉末は、選択的レーザー溶融（SLM）、電子ビーム溶融（EBM）、バインダージェッティング、ダイレクトメタルレーザー焼結（DMLS）などの積層造形技術を用いて部品に加工することができる。これにより、航空宇宙、自動車、石油・ガス、生物医学産業向けに、複雑な形状や軽量構造を作成することができる。
in718金属粉末の種類
| タイプ | 構成 | 粒子形状 | サイズ範囲 (μm) | 見かけ密度 (g/cm3) | 流動性 |
|---|---|---|---|---|---|
| ガスアトマイズド | Ni 53%、Cr 19%、Nb 5%、Fe 18%、Ti 1%、Al 0.5%、C 0.08% max | 球状 | 15-45 | 4.2-4.5 | 素晴らしい |
| プラズマ噴霧 | ガスアトマイズと同じ | 球状 | 10-45 | 4.2-4.5 | グッド |
| 霧化された水 | ガスアトマイズと同じ | 不規則 | 45-150 | 4.5-5.0 | フェア |
- ガスアトマイズ粉末やプラズマアトマイズ粉末は、粉末粒子が球状であるため、積層造形において優れた流動性、充填密度、展延性を発揮する。
- 水アトマイズされたパウダーは、より不規則な形状で、表面酸素含有量が高く、印刷中に問題を引き起こす可能性がある。
- 解像度と表面仕上げを向上させるためには、15～45ミクロンの小さなパウダーサイズが好ましい。しかし、用途によっては10-150ミクロンも使用可能です。
の性質 in718 金属粉
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 8.19 g/cm3 |
| 融点 | 1260-1336°C |
| 熱伝導率 | 11.4 W/mK |
| 比熱 | 435 J/kgK |
| 引張強度 | 1275 MPa |
| 降伏強度 | 1035 MPa |
| 伸び | 12% |
- 高強度は700℃まで維持され、980℃まではほとんど低下しない。
- 900℃までの様々な過酷な環境下での優れた耐食性
- 固着酸化膜の形成により、1000℃までの高温ガス中でも酸化されにくい。
- 650°Cまでの温度で持続的な負荷がかかっても機械的特性を保持
これらの特性により、in718は航空宇宙、エネルギー、自動車、化学/石油化学産業などの過酷な環境に適している。
in718金属粉末の用途
| 産業 | アプリケーション |
|---|---|
| 航空宇宙 | タービンブレード、ディスク、燃焼器、アフターバーナー、シャフト、ケース、ファスナー、ギア、継手 |
| 石油・ガス | シール、バルブ、ダウンホールツール、圧力容器、熱交換器、ファスナー |
| 自動車 | ターボチャージャー部品、バルブ、排気部品 |
| 産業用ガスタービン | 燃焼ライナー、シュラウド、ノズル、ヒートシールド |
| メディカル | 整形外科用インプラント、人工装具 |
| 化学・石油化学 | 改質管、熱交換器部品 |
- ブレードやディスクのような航空機エンジン部品は、高温強度を活用する最大の応用分野である。
- 石油・ガス産業では、耐食性を必要とする深海掘削工具や海上プラットフォーム部品にin718を使用
- ターボチャージャーローターやエキゾーストマニホールドスタッドなどの自動車部品は、耐熱性と耐摩耗性を利用しています。
- バイオメディカル分野、長持ちする人工関節やインプラントのために生体適合性を活用
これらの多様な用途は、in718粉体ベースの部品が持つ特性の多様性を示している。
仕様と規格
| 組織 | 指定 |
|---|---|
| AMS | 午前5662、午前5699、午前5832、午前5993 |
| アメリカ機械学会 | ASME SB-671 |
| ASTM | アストレムB299、アストレムF3055、アストレムF3056 |
| 国際標準化機構 | ISO 4957 |
| SAE | SAE AMS 2604、SAE AMS 2631 |
これらの仕様は、航空宇宙、防衛、産業用途に必要な組成、機械的特性、製品形状、熱処理手順、試験方法、バッチ／ロットのトレーサビリティの許容レベルを規定するものである。
サプライヤーと価格
| サプライヤー | 価格帯 |
|---|---|
| サンドビック | $$$ |
| プラクセア | $$$ |
| LPWテクノロジー | $$ |
| AMCパウダー | $ |
- $ = $100-$150/kg, $$ = $150-$250/kg, $$ = $250-$400/kg
- 重要な用途に使用される高性能パウダーはコストが高い
- バイヤーは、パウダーの特性と価格のトレードオフを慎重に評価する必要がある。
- 業界仕様に基づくサプライヤーの資格認定状況を検討する
- 試験報告書、品質証明書、技術データシートの請求
- 部品設計、印刷パラメータ、品質指導に関するサポートを求める。
そのため、価格も重要だが、資格に基づく技術的な販売サポートと一貫した粉の品質が重要な役割を果たす。
比較分析
| パラメータ | in718 | ワスパロイ | ヘインズ 282 | ハステロイX |
|---|---|---|---|---|
| コスト | 中程度 | 高い | 非常に高い | 高い |
| 加工性 | グッド | フェア | 貧しい | グッド |
| 耐熱疲労性 | 素晴らしい | グッド | フェア | 貧しい |
| 高温引張強度 | グッド | 素晴らしい | 素晴らしい | フェア |
| 耐酸化性 | 素晴らしい | グッド | 素晴らしい | 素晴らしい |
| 溶接性 | フェア | 貧しい | グッド | 素晴らしい |
- in718は、ほとんどのアプリケーションに最適な性能バランスを提供します。
- ワスパロイは高温強度は高いが、熱疲労寿命は低い
- ヘインズ282は強度は同等だが、加工特性は劣る
- ハステロイXは耐環境性に優れるが、強度が低い。
そのためin718は、強度、疲労寿命、耐酸化性、手頃な価格の最適な組み合わせを提供する。
主要アプリケーションの比較
| 申し込み | 優先合金 |
|---|---|
| 航空機エンジン | in718、ワスパロイ |
| 蒸気タービン | in718 |
| 石油掘削部品 | in718、ハステロイX |
| 航空宇宙用ファスナー | ヘインズ282、in718 |
| 熱処理設備 | ハステロイX |
| 医療用インプラント | in718、コバルトクロム |
- ジェットエンジン部品には、in718とワスパロイが広く使用されている。
- 蒸気タービンブレードは耐熱疲労性に優れたin718を採用
- 石油業界は、in718やハステロイのような耐食性グレードを好む。
- 航空宇宙用ファスナーは、強度のために析出硬化合金を使用しています。
- 熱処理炉には、ハステロイXのような卓越した耐酸化性が必要です。
- in718またはコバルトクロムの生体適合性と高強度を活用した関節インプラント
in718は、幅広い高性能アプリケーションで高い評価を得ている。
よくあるご質問
| 質問 | 答え |
|---|---|
| in718は基本的なデスクトップSLS 3Dプリンターで印刷可能ですか？ | いいえ、in718では、完全な高密度部品を実現するために、400W以上のレーザー出力が可能な工業用SLM、DMLS、またはEBMプリンターが必要です。 |
| in718パウダーの代替品にはどんなものがありますか？ | 耐食性については、N066合金が有効である。安価なステンレス鋼で代用できる場合もある。 |
| AM in718のコンポーネントにはどのような後処理が必要ですか？ | 熱間静水圧プレスや多段階時効処理などの熱処理を施し、延性を高め、応力を緩和する。さらに、仕上げ加工や処理を施すこともある。 |
| in718金属粉末は積層造形後に再利用可能か？ | はい、良質のin718パウダーは、パウダー・リサイクル・システムを使って回収し、少量の新しいパウダーとブレンドして再利用することができます。 |
結論
in718ニッケル合金は、最も要求の厳しい用途向けに、高温下での高い強度保持と、優れた長期熱安定性、耐酸化性、耐食性の卓越したバランスを実現します。アディティブ・マニュファクチャリングは、このような材料本来の利点を活かして、複雑な軽量高性能金属部品を製造します。
in718 は、航空宇宙、石油・ガス、発電、自動車の各分野で、その能力マトリックスに後押しされ、採用が増加しており、3D プリント用の主力超合金であり続けています。性能、加工性、経済性において、代替品と比較しても非常に有利であり、in718が現在、そして当分の間、ミッションクリティカルな金属AMパーツのゴールドスタンダード粉末合金である理由を浮き彫りにしています。
