Produkcja addytywna, znana również jako druk 3D, zrewolucjonizowała sposób, w jaki wytwarzamy złożone części i komponenty. Jednym z materiałów, który zyskał znaczącą popularność w tej dziedzinie jest Proszek IN718IN718 to nadstop znany z wyjątkowej wytrzymałości, odporności na korozję i działania w wysokich temperaturach. Niniejszy artykuł zagłębia się w świat proszku IN718, badając jego skład, właściwości, zastosowania i rolę w branży produkcji dodatków uszlachetniających.
Skład i właściwości proszku IN718
| Nieruchomość | Wartość/Opis |
|---|---|
| Skład | Nadstop na bazie niklu z dodatkiem chromu, żelaza, niobu, molibdenu i innych pierwiastków stopowych |
| Gęstość | Około 8,19 g/cm³ |
| Temperatura topnienia | 1260°C - 1336°C (2300°F - 2437°F) |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Wytrzymałość na rozciąganie do 1240 MPa (180 ksi) |
| Wytrzymałość na rozciąganie | Granica plastyczności do 1100 MPa (160 ksi) |
| Wydłużenie | Wydłużenie między 12-21% |
| Twardość | Twardość Rockwell C do 45 HRC |
| Odporność na korozję | Doskonała odporność na utlenianie i korozję |
| Wytrzymałość na wysokie temperatury | Zachowuje wysoką wytrzymałość do 700°C (1292°F) |
Proszek IN718 to nadstop na bazie niklu, który swoją wytrzymałość i odporność na korozję zawdzięcza starannie zbilansowanej kompozycji chromu, żelaza, niobu, molibdenu i innych pierwiastków stopowych. Wysoka temperatura topnienia, wytrzymałość na rozciąganie i granica plastyczności sprawiają, że jest to idealny wybór do zastosowań wymagających wyjątkowych właściwości mechanicznych, szczególnie w środowiskach o wysokiej temperaturze.
Przemysłowe zastosowania IN718 Powder
| Zastosowanie | Opis |
|---|---|
| Lotnictwo i kosmonautyka | Stosowany w łopatkach turbin, tarczach, obudowach i innych gorących elementach silników lotniczych. |
| Wytwarzanie energii | Wykorzystywane w elementach turbin gazowych, elementach zaworów i innych zastosowaniach wysokotemperaturowych |
| Ropa i gaz | Stosowane w narzędziach wiertniczych, zaworach i komponentach narażonych na trudne warunki środowiskowe |
| Przetwarzanie chemiczne | Stosowany w zbiornikach ciśnieniowych, rurociągach i urządzeniach do obsługi materiałów korozyjnych |
| Wytwarzanie przyrostowe | Szeroko stosowany do drukowania 3D skomplikowanych części i prototypów w różnych branżach. |
Wszechstronność proszku IN718 sprawiła, że stał się on popularnym wyborem w wielu branżach, w szczególności w przemyśle lotniczym, energetycznym, naftowym i gazowym oraz przetwórstwie chemicznym. Jego odporność na ekstremalne temperatury i środowiska korozyjne czyni go nieocenionym materiałem dla krytycznych komponentów w tych sektorach. Dodatkowo, pojawienie się produkcji addytywnej jeszcze bardziej rozszerzyło zastosowania proszku IN718, umożliwiając produkcję złożonych geometrii i skomplikowanych części, które wcześniej były trudne lub niemożliwe do wyprodukowania przy użyciu tradycyjnych metod.
Specyfikacje i dostawcy proszku IN718
| Specyfikacja | Opis |
|---|---|
| AMS 5662 | Specyfikacja proszku IN718 stosowanego w procesach wytwarzania przyrostowego |
| AMS 5664 | Specyfikacja proszku IN718 stosowanego w procesach prasowania izostatycznego na gorąco (HIP) |
| AMS 5383 | Specyfikacja dla wyrobów kutych ze stopu IN718 |
| Dostawca | Lokalizacja | Zakres wielkości proszku | Certyfikacja |
|---|---|---|---|
| Carpenter Additive | Stany Zjednoczone | 15-53 μm | AMS 5662, ISO 9001 |
| Sandvik Additive Manufacturing | Szwecja | 10-45 μm | AMS 5662, ISO 9001 |
| Höganäs AB | Szwecja | 15-45 μm | AMS 5662, ISO 9001 |
| Praxair Surface Technologies | Stany Zjednoczone | 15-53 μm | AMS 5662, ISO 9001 |
| LPW Technology Ltd. | Wielka Brytania | 15-53 μm | AMS 5662, ISO 9001 |
Jakość i konsystencja proszku IN718 mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia wydajności i niezawodności końcowych komponentów. Kilka specyfikacji, takich jak AMS 5662 i AMS 5664, reguluje produkcję i kontrolę jakości proszku IN718 do produkcji addytywnej i prasowania izostatycznego na gorąco. Głównymi dostawcami proszku IN718 są między innymi Carpenter Additive, Sandvik Additive Manufacturing, Höganäs AB, Praxair Surface Technologies i LPW Technology Ltd..
Zalety i ograniczenia IN718 Powder
| Zalety | Ograniczenia |
|---|---|
| Wysoki stosunek wytrzymałości do wagi | Ograniczona ciągliwość w temperaturze pokojowej |
| Doskonała odporność na korozję | Podatność na pękanie pod wpływem odkształcenia |
| Wyjątkowa wydajność w wysokich temperaturach | Trudne do obróbki w postaci kutej |
| Wszechstronność w różnych branżach | Wysoki koszt w porównaniu do innych stopów |
| Zdolność do produkcji addytywnej | Potencjał właściwości anizotropowych w częściach AM |
Proszek IN718 oferuje szereg zalet, w tym wysoki stosunek wytrzymałości do masy, doskonałą odporność na korozję i wyjątkową wydajność w wysokich temperaturach. Właściwości te sprawiają, że jest to idealny materiał do zastosowań, w których wytrzymałość, trwałość i odporność na trudne warunki mają kluczowe znaczenie. Dodatkowo, możliwość wykorzystania proszku IN718 w procesach produkcji addytywnej otwiera nowe możliwości tworzenia złożonych geometrii i zoptymalizowanych projektów.
Proszek IN718 ma jednak również pewne ograniczenia. Jego ograniczona plastyczność w temperaturze pokojowej i podatność na pękanie pod wpływem odkształcenia mogą stanowić wyzwanie w niektórych zastosowaniach. Co więcej, materiał ten może być trudny w obróbce w postaci kutej, a jego wysoki koszt w porównaniu z niektórymi innymi stopami może być brany pod uwagę w projektach wrażliwych na koszty. Produkcja addytywna z użyciem proszku IN718 może również skutkować właściwościami anizotropowymi, w których właściwości mechaniczne mogą się różnić w zależności od kierunku wytwarzania.
Ceny i koszty proszków IN718
Koszt proszku IN718 może się różnić w zależności od czynników takich jak dostawca, ilość i rozkład wielkości proszku. Ogólnie rzecz biorąc, proszek IN718 jest droższy niż niektóre inne powszechnie stosowane proszki metali ze względu na jego specjalistyczny skład i wymagania dotyczące przetwarzania. Oto kilka przybliżonych zakresów cen proszku IN718:
| Rozmiar proszku | Zakres cen (USD/kg) |
|---|---|
| 15-45 μm | $150 – $300 |
| 45-105 μm | $120 – $250 |
| 105-150 μm | $100 – $220 |
Należy pamiętać, że ceny te mogą ulec zmianie w zależności od warunków rynkowych i należy je zweryfikować u dostawców w celu uzyskania dokładnych ofert. Dodatkowo, czynniki takie jak koszty transportu, cła importowe i minimalne ilości zamówienia mogą mieć wpływ na całkowity koszt.
Rozważając użycie Proszek IN718 do produkcji addytywnej lub innych zastosowań, konieczne jest rozważenie kosztów w stosunku do wymagań dotyczących wydajności i korzyści oferowanych przez dany materiał. Chociaż proszek IN718 może być droższy niż niektóre alternatywy, jego wyjątkowe właściwości i wszechstronność często uzasadniają wyższy koszt w zastosowaniach, w których wydajność i niezawodność są najważniejsze.
FAQ
| Pytanie | Odpowiedź |
|---|---|
| Co sprawia, że proszek IN718 nadaje się do produkcji addytywnej? | Wysoka wytrzymałość, odporność na korozję i działanie w wysokich temperaturach sprawiają, że proszek IN718 jest idealnym wyborem do produkcji części przy użyciu technik wytwarzania addytywnego, takich jak fuzja w złożu proszkowym lub ukierunkowane osadzanie energii. Jego spawalność i zdolność do utrzymania właściwości mechanicznych po obróbce końcowej również przyczyniają się do jego przydatności do AM. |
| Jak rozkład wielkości proszku wpływa na właściwości części wytwarzanych addytywnie? | Rozkład wielkości proszku może wpływać na takie czynniki, jak wykończenie powierzchni, gęstość i właściwości mechaniczne końcowej części. Mniejsze rozmiary proszku generalnie skutkują gładszym wykończeniem powierzchni i wyższą gęstością, ale mogą również zwiększać ryzyko aglomeracji i wyzwań związanych z przetwarzaniem. Większe rozmiary proszku mogą poprawić płynność, ale mogą prowadzić do bardziej szorstkich powierzchni i niższych gęstości. Wybór odpowiedniego rozkładu wielkości proszku ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji procesu produkcji addytywnej i osiągnięcia pożądanych właściwości części. |
| Jakie są typowe etapy obróbki końcowej części wykonanych z proszku IN718 w procesie produkcji addytywnej? | Typowe etapy obróbki końcowej dla części proszkowych IN718 obejmują obróbkę cieplną odprężającą, prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP), wyżarzanie w roztworze i utwardzanie wydzieleniowe. Procesy te pomagają złagodzić naprężenia szczątkowe, poprawić gęstość i jednorodność mikrostrukturalną oraz poprawić właściwości mechaniczne. Konkretne etapy i parametry obróbki końcowej mogą się różnić w zależności od zastosowania i pożądanych właściwości. |
| W jaki sposób orientacja budowy wpływa na właściwości mechaniczne wytwarzanych addytywnie części IN718? | Ze względu na anizotropowy charakter materiału, orientacja budowy może wpływać na właściwości mechaniczne wytwarzanych addytywnie części IN718. Części zbudowane w orientacji pionowej zazwyczaj wykazują wyższą wytrzymałość w kierunku budowy, podczas gdy te zbudowane poziomo mogą mieć wyższą plastyczność i odporność na pękanie w kierunku poprzecznym. Dokładne rozważenie orientacji budowania i jej wpływu na końcowe właściwości części ma zasadnicze znaczenie. |
| Jakie są potencjalne ograniczenia lub wyzwania związane z wykorzystaniem proszku IN718 w produkcji addytywnej? | Niektóre wyzwania związane z wykorzystaniem proszku IN718 w produkcji addytywnej obejmują jego wysoki koszt, potencjalne właściwości anizotropowe, podatność na pękanie lub defekty oraz potrzebę precyzyjnej kontroli i optymalizacji procesu. Dodatkowo, w celu osiągnięcia pożądanych właściwości mechanicznych, mogą być wymagane etapy przetwarzania końcowego, takie jak HIP i obróbka cieplna, co zwiększa ogólną złożoność i koszty. Właściwe obchodzenie się z materiałem, przechowywanie i monitorowanie procesu mają kluczowe znaczenie dla złagodzenia tych wyzwań. |
