proszek metalowy in718Inconel 718, znany również jako proszek Inconel 718, jest proszkiem stopowym na bazie niklu, wykorzystywanym w różnych zastosowaniach wysokotemperaturowych. Oferuje on doskonałą wytrzymałość na rozciąganie, zmęczenie, pełzanie i pękanie w wysokich temperaturach, a także wyjątkową odporność na korozję i utlenianie.
Proszek in718 może być przetwarzany na części przy użyciu technik produkcji addytywnej, takich jak selektywne topienie laserowe (SLM), topienie wiązką elektronów (EBM), rozpylanie spoiwa i bezpośrednie spiekanie laserowe metali (DMLS). Pozwala to na tworzenie złożonych geometrii i lekkich struktur dla przemysłu lotniczego, motoryzacyjnego, naftowego i gazowego oraz biomedycznego.
Rodzaje proszku metalowego in718
| Typ | Skład | Kształt cząsteczki | Zakres rozmiarów (μm) | Gęstość pozorna (g/cm3) | Płynność |
|---|---|---|---|---|---|
| Rozpylony gaz | Ni 53%, Cr 19%, Nb 5%, Fe 18%, Ti 1%, Al 0,5%, C 0,08% maks. | Sferoidalny | 15-45 | 4.2-4.5 | Doskonały |
| Rozpylanie plazmowe | Taki sam jak rozpylony gaz | Sferoidalny | 10-45 | 4.2-4.5 | Dobry |
| Rozpylona woda | Taki sam jak rozpylony gaz | Nieregularny | 45-150 | 4.5-5.0 | Uczciwy |
- Proszki rozpylane gazowo i plazmowo mają sferyczne cząstki proszku, które zapewniają doskonałą płynność, gęstość upakowania i rozprowadzalność w produkcji addytywnej.
- Proszki rozpylane wodą mają bardziej nieregularne kształty z wyższą zawartością tlenu na powierzchni, co może powodować problemy podczas drukowania.
- Preferowane są mniejsze rozmiary proszku w zakresie 15-45 mikronów w celu uzyskania lepszej rozdzielczości i wykończenia powierzchni. W zależności od zastosowania można jednak użyć 10-150 mikronów.
Właściwości in718 Metal Powder
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 8,19 g/cm3 |
| Temperatura topnienia | 1260-1336°C |
| Przewodność cieplna | 11,4 W/mK |
| Ciepło właściwe | 435 J/kgK |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 1275 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 1035 MPa |
| Wydłużenie | 12% |
- Wysoka wytrzymałość jest utrzymywana do ponad 700°C, z nieznaczną utratą do 980°C.
- Doskonała odporność na korozję w różnych agresywnych środowiskach do 900°C
- Odporność na utlenianie w gorących gazach do 1000°C dzięki tworzeniu przylegającej warstwy tlenku
- Zachowuje właściwości mechaniczne przy długotrwałych obciążeniach w temperaturach do 650°C
Właściwości te sprawiają, że in718 nadaje się do pracy w trudnych warunkach w przemyśle lotniczym, energetycznym, motoryzacyjnym i chemicznym / petrochemicznym.
Zastosowania proszku metalowego in718
| Przemysł | Zastosowania |
|---|---|
| Lotnictwo i kosmonautyka | Łopatki turbin, tarcze, komory spalania, dopalacze, wały, obudowy, elementy złączne, koła zębate, osprzęt |
| Ropa i gaz | Uszczelki, zawory, narzędzia wiertnicze, zbiorniki ciśnieniowe, wymienniki ciepła, elementy złączne |
| Motoryzacja | Elementy turbosprężarki, zawory, elementy układu wydechowego |
| Przemysłowe turbiny gazowe | Wkładki spalinowe, osłony, dysze, osłony termiczne |
| Medyczny | Implanty ortopedyczne, protetyka |
| Przemysł chemiczny i petrochemiczny | Rury reformera, elementy wymiennika ciepła |
- Części silników lotniczych, takie jak łopatki i tarcze, to największy obszar zastosowań, w którym można wykorzystać wytrzymałość na wysokie temperatury
- Przemysł naftowy i gazowy wykorzystuje in718 w narzędziach do wierceń głębinowych i komponentach platform morskich wymagających odporności na korozję.
- Części samochodowe, takie jak wirniki turbosprężarek i szpilki kolektora wydechowego, wykorzystują odporność na ciepło i zużycie.
- Sektor biomedyczny wykorzystuje biokompatybilność do produkcji trwałych protez stawów i implantów
Te różnorodne zastosowania podkreślają wszechstronność właściwości, jakie posiadają komponenty oparte na proszku in718.
Specyfikacje i standardy
| Organizacja | Oznaczenie |
|---|---|
| AMS | AMS 5662, AMS 5699, AMS 5832, AMS 5993 |
| ASME | ASME SB-671 |
| ASTM | ASTM B299, ASTM F3055, ASTM F3056 |
| ISO | ISO 4957 |
| SAE | SAE AMS 2604, SAE AMS 2631 |
Specyfikacje te określają dopuszczalny poziom składu, właściwości mechaniczne, formy produktu, procedury obróbki cieplnej, metodologię testowania i identyfikowalność partii/serii wymaganą w zastosowaniach lotniczych, obronnych i przemysłowych.
Dostawcy i ceny
| Dostawca | Zakres cen |
|---|---|
| Sandvik | $$$ |
| Praxair | $$$ |
| Technologia LPW | $$ |
| Proszki AMC | $ |
- $ = $100-$150/kg, $$ = $150-$250/kg, $$$ = $250-$400/kg
- Wysokowydajne proszki używane w krytycznych zastosowaniach są droższe
- Kupujący muszą dokładnie ocenić właściwości proszku w stosunku do ceny
- Rozważenie statusu kwalifikacji dostawców zgodnie ze specyfikacjami branżowymi
- Poproś o raporty z testów, certyfikaty jakości i arkusze danych technicznych.
- Poszukiwanie wsparcia w zakresie projektowania części, parametrów drukowania i wytycznych dotyczących jakości.
Tak więc, choć cena jest ważna, techniczne wsparcie sprzedaży i stała jakość proszku oparta na kwalifikacjach odgrywają istotną rolę.
Analiza porównawcza
| Parametr | in718 | Waspaloy | Haynes 282 | Hastelloy X |
|---|---|---|---|---|
| Koszt | Umiarkowany | Wysoki | Bardzo wysoka | Wysoki |
| Przetwarzalność | Dobry | Uczciwy | Słaby | Dobry |
| Odporność na zmęczenie termiczne | Doskonały | Dobry | Uczciwy | Słaby |
| Wytrzymałość na rozciąganie w wysokiej temperaturze | Dobry | Doskonały | Doskonały | Uczciwy |
| Odporność na utlenianie | Doskonały | Dobry | Doskonały | Doskonały |
| Spawalność | Uczciwy | Słaby | Dobry | Doskonały |
- in718 oferuje najlepiej zrównoważone możliwości dla większości aplikacji
- Waspaloy ma większą wytrzymałość w wysokich temperaturach, ale niższą trwałość zmęczeniową.
- Haynes 282 dorównuje wytrzymałością, ale ma gorsze właściwości produkcyjne
- Hastelloy X ma dobrą odporność na warunki środowiskowe, ale niższą wytrzymałość
Tak więc in718 zapewnia optymalne połączenie wytrzymałości, trwałości zmęczeniowej, odporności na utlenianie i przystępnej ceny.
Porównanie kluczowych aplikacji
| Zastosowanie | Preferowany stop |
|---|---|
| Silniki lotnicze | in718, Waspaloy |
| Turbiny parowe | in718 |
| Komponenty do wierceń naftowych | in718, Hastelloy X |
| Elementy złączne dla przemysłu lotniczego | Haynes 282, in718 |
| Sprzęt do obróbki cieplnej | Hastelloy X |
| Implanty medyczne | in718, chrom kobaltowy |
- W przypadku części silników odrzutowych szeroko stosowane są in718 i Waspaloy
- Łopatki turbiny parowej wykorzystują in718 dla odporności na zmęczenie cieplne
- Przemysł naftowy preferuje gatunki odporne na korozję, takie jak in718 i Hastelloy
- Elementy złączne dla przemysłu lotniczego wykorzystują stopy utwardzane wydzieleniowo w celu zwiększenia wytrzymałości
- Piece do obróbki cieplnej wymagają wyjątkowej odporności na utlenianie, takiej jak Hastelloy X
- Implanty stawów wykorzystują biokompatybilność i wysoką wytrzymałość chromu in718 lub kobaltu
Podkreślając wysoką popularność in718 w najszerszym zakresie aplikacji o wysokiej wydajności.
Najczęściej zadawane pytania
| Pytanie | Odpowiedź |
|---|---|
| Czy in718 można wydrukować na podstawowej desktopowej drukarce 3D SLS? | Nie, in718 wymaga przemysłowych drukarek SLM, DMLS lub EBM o mocy lasera powyżej 400 W, aby uzyskać w pełni zagęszczone części. |
| Jakie są alternatywy dla proszku in718? | Jeśli chodzi o wytrzymałość w wysokich temperaturach, alternatywami są Haynes 282, Waspaloy, Rene 41, Hastelloy X. Jeśli chodzi o odporność na korozję, sprawdzają się stopy N066. W przypadku niższych kosztów, stal nierdzewną można czasem zastąpić. |
| Jakiej obróbki końcowej wymagają komponenty AM in718? | Obróbka cieplna, w tym prasowanie izostatyczne na gorąco i wieloetapowe starzenie, jest stosowana w celu zwiększenia plastyczności i zmniejszenia naprężeń. Dodatkowo może zostać zastosowana obróbka wykończeniowa. |
| Czy proszek metalowy in718 nadaje się do ponownego użycia po produkcji addytywnej? | Tak, dobrej jakości proszek in718 może być odzyskiwany za pomocą systemów recyklingu proszku i mieszany z niewielkimi ilościami świeżego proszku w celu ponownego użycia. |
Wnioski
Stop niklu in718 zapewnia wyjątkową równowagę wysokiej wytrzymałości w podwyższonych temperaturach wraz z doskonałą długoterminową stabilnością termiczną, odpornością na utlenianie i korozję w najbardziej wymagających zastosowaniach. Produkcja addytywna wykorzystuje te wewnętrzne zalety materiału do wytwarzania złożonych, lekkich i wysokowydajnych komponentów metalowych.
Dzięki rosnącej popularności w sektorach lotniczym, naftowym i gazowym, energetycznym i motoryzacyjnym, napędzanej przez matrycę możliwości, in718 nadal jest superstopem do druku 3D. Porównując bardzo korzystnie z alternatywami pod względem wydajności, produkcji i ekonomii - podkreślając, dlaczego in718 jest złotym standardem stopu proszkowego dla krytycznych części metalowych AM teraz i w dającej się przewidzieć przyszłości.
