Inconel 718 to wysokowydajny nadstop na bazie niklu i chromu, wykazujący doskonałą wytrzymałość i odporność na korozję w podwyższonych temperaturach do 700°C. Niniejszy przewodnik zawiera szczegółowy przegląd Proszek Inconel 718 obejmujący jego charakterystykę, zastosowania, proces produkcji, specyfikacje, ceny, zalety i wady oraz często zadawane pytania.
Przegląd proszku Inconel 718
Proszek Inconel 718 zawiera nikiel, chrom, niob, molibden, tytan i aluminium jako główne pierwiastki stopowe. Kluczowe właściwości:
- Wysoka granica plastyczności, wytrzymałość na rozciąganie i pełzanie w temperaturach do 700°C
- Dobra odporność na zmęczenie i korozję
- Mikrostruktura odporna na starzenie
- Doskonałe właściwości kriogeniczne
- Wyższa wytrzymałość w porównaniu do Inconelu 625
Proszek Inconel 718 jest stosowany w komponentach lotniczych, takich jak tarcze turbin gazowych, obudowy silników rakietowych, cylindry, pompy i zawory wymagające wysokiej temperatury.
Zastosowania proszku Inconel 718
Proszek Inconel 718 znajduje zastosowanie w wymagających aplikacjach w różnych branżach:
| Przemysł | Zastosowania |
|---|---|
| Lotnictwo i kosmonautyka | Komponenty silników, silniki rakietowe, siłowniki, części poduszkowców |
| Ropa i gaz | Wyposażenie głowicy odwiertu, narzędzia wiertnicze, zawory, pompy |
| Jądrowy | Zbiorniki reaktora, zespoły rur transferowych |
| Motoryzacja | Wirniki turbosprężarki, zawory, kolektory wydechowe |
| Chemiczny | Wymienniki ciepła, zbiorniki ciśnieniowe, rurociągi procesowe |
Korzyści oferowane przez Inconel 718:
- Wytrzymałość na wysokie temperatury dla lepszej wydajności
- Odporność na korozję w trudnych warunkach
- Doskonałe właściwości zmęczeniowe dla elementów obrotowych
- Dobre właściwości kriogeniczne do -253°C
- Odporność na utlenianie do 700°C
Proces produkcji proszku Inconel 718
Proszek Inconel 718 może być wytwarzany w procesach takich jak:
- Atomizacja gazu - Najpopularniejsza metoda, w której stopiony stop jest rozbijany przez strumienie azotu/argonu na drobne kropelki, które zestalają się w cząstki proszku. Zapewnia sferyczny proszek preferowany do zastosowań AM.
- Proces elektrody rotacyjnej - Elektroda ze stopu jest obracana z dużą prędkością w atmosferze gazu obojętnego i topiona łukiem elektrycznym w celu wytworzenia drobnych kropelek, które zestalają się w proszek.
- Proces plazmowej elektrody rotacyjnej - Topienie łukowe odbywa się przy użyciu zjonizowanego strumienia plazmy zamiast łuku elektrycznego. Daje to wysoce sferyczny proszek idealny do AM.
- Próżniowe topienie indukcyjne - Stop jest topiony indukcyjnie pod próżnią, a następnie przekształcany w proszek w procesie atomizacji gazowej lub wodnej.
Atomizacja gazowa i metody PREP pozwalają na ścisłą kontrolę właściwości proszku, takich jak rozkład wielkości cząstek, morfologia, poziomy tlenków i mikrostruktura.
Specyfikacje proszku Inconel 718
Proszek Inconel 718 jest dostępny w następujących specyfikacjach:
| Parametr | Specyfikacja |
|---|---|
| Chemia stopów | 50-55% Ni, 17-21% Cr, 4,75-5,5% Nb+Ta, 2,8-3,3% Mo |
| Wielkość cząstek | 10 do 150 mikronów |
| Kształt cząsteczki | Kulisty, nieregularny |
| Rozkład wielkości | Możliwość dostosowania do aplikacji |
| Czystość | Do 99,9% |
| Poziom tlenu | <300 ppm |
| Gęstość pozorna | 2 - 4,5 g/cc |
| Natężenie przepływu | Do 25 s/50 g |
Specyfikacje można dostosować do wymagań dotyczących składu, charakterystyki cząstek, poziomów czystości, gęstości i właściwości płynięcia.
Dostawcy i ceny proszku Inconel 718
Niektórzy z głównych dostawców i ceny proszku Inconel 718 obejmują:
| Dostawca | Lokalizacja | Zakres cen |
|---|---|---|
| Sandvik | Niemcy | $90 - $220 za kg |
| Praxair | USA | $100 - $250 za kg |
| AP&C | Kanada | $110 - $200 za kg |
| Met3DP | Chiny | $70 - $150 za kg |
| Tekna | Kanada | $140 - $280 za kg |
Cena różni się w zależności od:
- Poziomy czystości
- Rozmiar i rozkład cząstek
- Sferyczność i płynność
- Zastosowana metoda produkcji
- Ilość zamówienia
- Dodatkowa analiza lub leczenie
Ceny są wyższe w przypadku proszków sferycznych i proszków o kontrolowanym rozkładzie wielkości cząstek.
Plusy i minusy proszku Inconel 718
| Plusy | Wady |
|---|---|
| Wysoka wytrzymałość w podwyższonych temperaturach | Drogie w porównaniu do stali i stopów tytanu |
| Doskonała odporność na korozję | Niższa przewodność cieplna niż stopów miedzi |
| Dobra wytrzymałość zmęczeniowa i wytrzymałość kriogeniczna | Trudne w obróbce i szlifowaniu |
| Zdolność do utwardzania starzeniowego | Podlega pękaniu pod wpływem odkształcenia |
| Odporność na utlenianie do 700°C | Wymaga obróbki cieplnej w celu uzyskania optymalnych właściwości |
| Właściwości niemagnetyczne | Ograniczona dostępność dla większych sekcji |
Idealny do zastosowań krytycznych pomimo wyższych kosztów. Ograniczenia obejmują niższą przewodność cieplną, problemy ze skrawalnością, skłonność do pękania podczas formowania.
Najczęściej zadawane pytania
P: Jaki jest typowy zakres składu stopu Inconel 718?
Typowy skład to 50-55% Ni, 17-21% Cr, 4,75-5,5% Nb, 2,8-3,3% Mo, 0,65-1% Ti, 0,2-0,8% Al i pierwiastki śladowe, takie jak Co, Cu, Mn, Si, P, S.
P: Jaki rozmiar cząstek jest zalecany dla proszku Inconel 718 dla AM?
W przypadku spawania w złożu proszkowym AM zwykle stosuje się proszek Inconel 718 o wielkości cząstek w zakresie 15-45 mikronów. Drobniejszy proszek poniżej 100 mikronów poprawia gęstość i właściwości.
P: Co wpływa na cenę proszku Inconel 718?
O: Na cenę wpływają poziomy czystości, charakterystyka cząstek, taka jak zakres wielkości i kulistość, metoda produkcji, wielkość zamówienia, dodatkowa analiza lub obróbka oraz marże zysku dostawcy.
P: Jaka jest rola niobu w stopie Inconel 718?
Niob jest kluczowym pierwiastkiem wzmacniającym w stopie Inconel 718. Powoduje on wytrącanie się faz międzymetalicznych gamma double prime i gamma prime zapewniających wytrzymałość w wysokich temperaturach i odporność na korozję.
P: Jakie są typowe zastosowania stopu Inconel 718?
O: Inconel 718 jest szeroko stosowany w silnikach lotniczych, rakietach, pompach, reaktorach jądrowych i zbiornikach kriogenicznych ze względu na wysoką wytrzymałość w podwyższonych temperaturach i dobrą odporność na korozję.
P: Jakie są alternatywy dla Inconel 718 w zastosowaniach wysokotemperaturowych?
O: Alternatywy obejmują stale nierdzewne, takie jak 310 i 330, stopy żelaza i niklu, stopy kobaltu MP159 i FSX-414 oraz stopy tytanu Ti-6242 i IMI 834. Inconel 718 pozostaje jednak lepszy.
P: Jak Inconel 718 wypada w porównaniu z Inconelem 625 pod względem właściwości?
O: Inconel 718 ma wyższą wytrzymałość na rozciąganie i pełzanie w porównaniu do Inconelu 625, ale niższą odporność na utlenianie i korozję. Inconel 625 jest łatwiejszy w spawaniu i produkcji.
P: Jakie są najnowsze osiągnięcia w dziedzinie stopu Inconel 718?
O: Nowe warianty, takie jak Allvac 718Plus, oferują wyższą wytrzymałość dzięki modyfikacji składu. Trwają badania nad ulepszeniem metod przetwarzania i właściwości przy użyciu metalurgii proszków i produkcji dodatków.
P: Co sprawia, że Inconel 718 nadaje się do zastosowań związanych z drukiem 3D?
Drobny proszek Inconel 718 o kontrolowanej wielkości cząstek umożliwia drukowanie złożonych kształtów o wysokiej gęstości i doskonałych właściwościach mechanicznych w porównaniu do elementów odlewanych ze stopów.
Wnioski
Proszek nadstopu na bazie niklu Inconel 718 zapewnia wyjątkowe połączenie wytrzymałości w wysokich temperaturach, odporności na korozję, właściwości zmęczeniowych i wytrzymałości kriogenicznej w krytycznych zastosowaniach, w których wymagania dotyczące wydajności są najważniejsze. Niniejszy przewodnik podsumowuje charakterystykę proszku Inconel 718, metody produkcji, ceny, zalety i wady oraz najczęściej zadawane pytania, aby pomóc inżynierom, projektantom i zespołom technicznym w przyjęciu tego zaawansowanego materiału. Dzięki swoim unikalnym właściwościom, proszek Inconel 718 będzie nadal cieszył się dużym popytem w przemyśle lotniczym, turbin gazowych, chemicznym i jądrowym.
