Лучший порошок инконель 718 для 3D-печати

Обзор порошка Inconel 718

Порошок Inconel 718 - это закаливаемый осаждением суперсплав на основе никеля, широко используемый для аддитивного производства в аэрокосмической, нефтегазовой, энергетической и автомобильной промышленности. В данной статье приводится подробное описание порошка Inconel 718.

Рассматриваются такие ключевые аспекты, как состав, свойства, параметры АМ-печати, области применения, спецификации, поставщики, обращение, методы контроля, сравнение с альтернативами, плюсы и минусы, а также часто задаваемые вопросы. Для представления информации в удобном для ссылок формате используются таблицы.

Состав порошка Inconel 718

В состав Inconel 718 входят:

Элемент	Вес %	Назначение
Никель	50 – 55	Главный элемент матрицы
Хром	17 – 21	Устойчивость к окислению
Железо	Баланс	Упрочнитель твердых растворов
Ниобий	4.75 – 5.5	Закалка осадков
Молибден	2.8 – 3.3	Упрочнение твердых растворов
Титан	0.65 – 1.15	Твердосплавный наконечник
Алюминий	0.2 – 0.8	Закалка осадков
Углерод	0,08 макс.	Твердосплавный наконечник

Для усиления свойств в состав добавлены также следовые количества кобальта, бора, меди и магния.

Свойства порошка Inconel 718

Основные свойства Inconel 718 включают:

Недвижимость	Описание
Высокая прочность	Предел прочности на разрыв 1050 - 1350 МПа
Фазовая стабильность	Сохраняет прочность при длительной эксплуатации до 700°C
Коррозионная стойкость	Устойчивость к водной коррозии и окислению
Свариваемость	Легко сваривается с подходящим присадочным материалом
Возможность изготовления	Простота формования и обработки
Устойчивость к ползучести	Высокий предел прочности при разрыве под напряжением при высоких температурах

Эти свойства делают Inconel 718 пригодным для самых ответственных применений.

Параметры AM-печати для порошка Inconel 718

Типичные параметры для печати порошка Inconel 718 включают:

Параметр	Типовое значение	Назначение
Высота слоя	20 - 50 мкм	Баланс между скоростью и разрешением
Мощность лазера	195 - 350 W	Достаточное плавление без испарения
Скорость сканирования	700 - 1300 мм/с	Плотность в зависимости от темпов строительства
Расстояние между люками	80 - 160 мкм	Механические свойства
Структура поддержки	Минимальный	Простое удаление
Горячее изостатическое прессование	1120°C, 100 МПа, 3 ч	Устранение внутренних пустот

Параметры зависят от таких факторов, как геометрия сборки, температурный режим и необходимость постобработки.

Области применения 3D-печатных деталей из инконеля 718

Детали из инконеля 718, изготовленные методом AM, используются в:

Промышленность	Компоненты
Аэрокосмическая промышленность	Лопатки, диски, детали горячих секций турбин
Нефть и газ	Скважинные инструменты, клапаны, насосы
Производство электроэнергии	Контейнеры для сжигания, переходные каналы
Автомобильная промышленность	Колеса турбокомпрессора, выпускные клапаны
Медицина	Ортопедические имплантаты, хирургические инструменты

К преимуществам по сравнению с деформируемыми деталями можно отнести сложную геометрию и уменьшение коэффициента "закупка - полет".

Технические характеристики порошка Inconel 718 для AM

Для 3D-печати порошок Inconel 718 должен отвечать следующим требованиям:

Параметр	Спецификация
Диапазон размеров частиц	10 - 45 мкм
Форма частиц	Сферическая морфология
Кажущаяся плотность	> 4 г/куб. см
Плотность отвода	> 6 г/куб. см
Расход воздуха в зале	> 23 с для 50 г
Чистота	>99,9%
Содержание кислорода	<100 ppm

Возможны нестандартные распределения по размерам и контролируемый состав.

Поставщики порошка Inconel 718

К числу известных поставщиков порошка Inconel 718 относятся:

Поставщик	Расположение
Praxair	США
Порошковые изделия Carpenter	США
Sandvik Osprey	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Технология LPW	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Erasteel	Франция
AP&C	Канада

Цены варьируются от $50/кг до $150/кг и зависят от качества и количества заказа.

Обращение и хранение порошка Inconel 718

Порошок Inconel 718, являясь реакционноспособным материалом, требует контролируемого обращения:

• Хранить закрытые контейнеры в сухом прохладном месте в инертной атмосфере
• Предотвращение воздействия влаги, воздуха, перепадов температуры
• При передаче используйте правильно заземленное оборудование
• Не допускать скопления пыли и источников воспламенения
• Рекомендуется местная вытяжная вентиляция
• Соблюдайте действующие правила техники безопасности

Правильное хранение и обращение предотвращает изменение состава и возникновение опасных ситуаций.

Контроль и испытания порошка Inconel 718

Партии порошка Inconel 718 валидируются с использованием:

Метод	Проверяемые параметры
Ситовой анализ	Распределение частиц по размерам
СЭМ-изображение	Морфология частиц
EDX	Химия и состав
XRD	Присутствующие фазы
Пикнометрия	Плотность
Расход воздуха в зале	Текучесть порошка

Испытания по стандартам ASTM обеспечивают постоянство качества от партии к партии.

Сравнение Inconel 718 с альтернативными порошками суперсплавов

Инконель 718 по сравнению с другими сплавами имеет следующие характеристики:

Сплав	Стоимость	Возможность печати	Свариваемость	Прочность
Инконель 718	Низкий	Хороший	Отличный	Средний
Инконель 625	Средний	Отличный	Отличный	Низкий
Инконель 939	Очень высокий	Ярмарка	Limited	Отличный
Haynes 282	Высокая	Хороший	Limited	Отличный

Благодаря сбалансированным свойствам при более низкой стоимости Inconel 718 превосходит другие Ni суперсплавы во многих областях применения.

Плюсы и минусы порошка Inconel 718 для AM

Плюсы	Cons
Подтвержденный опыт работы с материалами в области AM	Более низкая высокотемпературная прочность по сравнению с некоторыми сплавами
Отличная свариваемость и обрабатываемость	Восприимчивость к растрескиванию при застывании в процессе печати
Легко печатаются сложные формы	Требуется обработка в контролируемой атмосфере
Преимущество по стоимости по сравнению с экзотическими сверхпрочными сплавами	Часто требуется значительная постобработка
Доступны у ряда поставщиков	Относительно низкая твердость после печати

Инконель 718 обеспечивает высокую производительность АМ при разумной стоимости.

Часто задаваемые вопросы о порошке Inconel 718

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц лучше всего подходит для печати на сплаве Inconel 718?

О: Диапазон 15-45 мкм обеспечивает оптимальное сочетание текучести, высокого разрешения и высокой плотности деталей.

Вопрос: Какая последующая обработка обычно требуется для деталей Inconel 718 AM?

О: Горячее изостатическое прессование, термообработка и механическая обработка обычно необходимы для устранения пустот, оптимизации свойств и достижения допусков.

Вопрос: Легче ли печатать на 3D-принтере Inconel 718, чем другие Ni суперсплавы?

О: Да, отличная свариваемость и низкая склонность к растрескиванию делают Inconel 718 одним из самых простых суперсплавов на основе никеля для обработки методом АМ.

Вопрос: В каких отраслях промышленности используется сплав Inconel 718 для 3D-печати металлов?

О: Аэрокосмическая, нефтегазовая, энергетическая, автомобильная и медицинская отрасли являются основными областями применения аддитивного производства Inconel 718.

Вопрос: Нужны ли опоры для Inconel 718 при 3D-печати?

О: Рекомендуется устанавливать минимальные опоры на свесы и мостовые секции, чтобы предотвратить деформацию и обеспечить легкое удаление после печати.

Вопрос: Какие дефекты могут возникнуть при печати порошка Inconel 718?

О: Потенциальными дефектами являются трещины, пористость, искажения, неполное сплавление и шероховатость поверхности. Большинство из них можно предотвратить с помощью оптимизации параметров.

Вопрос: Какую твердость можно ожидать при изготовлении деталей из Inconel 718 AM?

О: Твердость после печати обычно составляет 30-35 HRC. Послепечатная обработка, например, старение, позволяет увеличить ее до 40-50 HRC для повышения износостойкости.

Вопрос: Какая точность может быть достигнута при изготовлении печатных деталей из Inconel 718?

О: После постобработки можно получить допуски на размеры и качество поверхности, сопоставимые с качеством деталей, обработанных на станках с ЧПУ.

Вопрос: Является ли обязательным горячее изостатическое прессование для 3D-печатных деталей из Inconel 718?

О: HIP устраняет внутренние пустоты и повышает усталостную долговечность. Для некритичных применений он может не требоваться.

Вопрос: Порошок какого сплава по своим свойствам наиболее близок к Inconel 718 для АМ?

Ответ: Инконель 625 имеет сравнимую с 718 коррозионную стойкость и свариваемость, но меньшую прочность. Инконель 939 выигрывает в свариваемости за счет более высокой прочности.