in718 Metallpulver, auch bekannt als Inconel 718-Pulver, ist ein Pulver aus einer Nickelbasislegierung, das in verschiedenen Hochtemperaturanwendungen eingesetzt wird. Es bietet eine ausgezeichnete Zug-, Ermüdungs-, Kriech- und Bruchfestigkeit bei hohen Temperaturen sowie eine hervorragende Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit.
in718-Pulver kann mit additiven Fertigungsverfahren wie selektivem Laserschmelzen (SLM), Elektronenstrahlschmelzen (EBM), Binderstrahlverfahren und direktem Metall-Lasersintern (DMLS) zu Teilen verarbeitet werden. Auf diese Weise lassen sich komplexe Geometrien und leichte Strukturen für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie, die Öl- und Gasindustrie und die Biomedizin herstellen.
Arten von in718 Metallpulver
| Typ | Zusammensetzung | Partikelform | Größenbereich (μm) | Scheinbare Dichte (g/cm3) | Fließfähigkeit |
|---|---|---|---|---|---|
| Zerstäubtes Gas | Ni 53%, Cr 19%, Nb 5%, Fe 18%, Ti 1%, Al 0,5%, C 0,08% max | Sphäroidisch | 15-45 | 4.2-4.5 | Ausgezeichnet |
| Plasma zerstäubt | Wie bei Gaszerstäubung | Sphäroidisch | 10-45 | 4.2-4.5 | Gut |
| Zerstäubtes Wasser | Wie bei Gaszerstäubung | Unregelmäßig | 45-150 | 4.5-5.0 | Messe |
- Gas- und plasmagestäubte Pulver haben kugelförmige Pulverpartikel, die eine hervorragende Fließfähigkeit, Packungsdichte und Verteilbarkeit für die additive Fertigung ermöglichen.
- Wasserzerstäubte Pulver haben unregelmäßigere Formen mit einem höheren Oberflächensauerstoffgehalt, der beim Druck Probleme verursachen kann.
- Kleinere Pulvergrößen zwischen 15-45 Mikron werden für eine bessere Auflösung und Oberflächengüte bevorzugt. Je nach Anwendung können jedoch auch 10-150 Mikrometer verwendet werden.
Eigentum von in718 Metall-Pulver
| Eigentum | Wert |
|---|---|
| Dichte | 8,19 g/cm3 |
| Schmelzpunkt | 1260-1336°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 11,4 W/mK |
| Spezifische Wärme | 435 J/kgK |
| Zugfestigkeit | 1275 MPa |
| Streckgrenze | 1035 MPa |
| Dehnung | 12% |
- Die hohe Festigkeit bleibt bis über 700°C erhalten, mit unbedeutenden Verlusten bis zu 980°C
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit in verschiedenen aggressiven Umgebungen bis zu 900°C
- Widersteht der Oxidation in heißen Gasen bis zu 1000°C durch Bildung einer haftenden Oxidschicht
- Behält seine mechanischen Eigenschaften bei anhaltender Belastung bei Temperaturen von bis zu 650°C
Aufgrund dieser Eigenschaften eignet sich in718 für raue Umgebungen in der Luft- und Raumfahrt, der Energiewirtschaft, der Automobilindustrie und der chemischen/petrochemischen Industrie.
Anwendungen von in718 Metallpulver
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Turbinenschaufeln, Scheiben, Brennkammern, Nachbrenner, Wellen, Gehäuse, Befestigungselemente, Zahnräder, Armaturen |
| Öl und Gas | Dichtungen, Ventile, Bohrlochwerkzeuge, Druckbehälter, Wärmetauscher, Befestigungselemente |
| Automobilindustrie | Turboladerkomponenten, Ventile, Auspuffkomponenten |
| Industrielle Gasturbinen | Verbrennungsauskleidungen, Ummantelungen, Düsen, Hitzeschilde |
| Medizinische | Orthopädische Implantate, Prothetik |
| Chemie und Petrochemie | Reformerrohre, Wärmetauscherteile |
- Teile von Flugzeugtriebwerken wie Schaufeln und Scheiben sind der größte Anwendungsbereich für die Nutzung der Hochtemperaturfestigkeit
- Die Öl- und Gasindustrie verwendet in718 für Tiefseebohrwerkzeuge und Komponenten von Offshore-Plattformen, die korrosionsbeständig sein müssen.
- Automobilteile wie Turbolader-Rotoren und Auspuffkrümmer-Bolzen nutzen die Hitze- und Verschleißbeständigkeit
- Der biomedizinische Sektor nutzt die Biokompatibilität für langlebigen Gelenkersatz und Implantate
Diese vielfältigen Anwendungen unterstreichen die Vielseitigkeit der Eigenschaften von Komponenten auf Pulverbasis, die in718 enthalten sind.
Spezifikationen und Normen
| Organisation | Bezeichnung |
|---|---|
| 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 |
Diese Spezifikationen schreiben das zulässige Maß an Zusammensetzungen, mechanischen Eigenschaften, Produktformen, Wärmebehandlungsverfahren, Prüfmethoden und die Rückverfolgbarkeit von Chargen/Losen vor, die für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsbereich und in der Industrie erforderlich sind.
Lieferanten und Preisgestaltung
| Anbieter | Preisspanne |
|---|---|
| Sandvik | $$$ |
| Praxair | $$$ |
| LPW-Technologie | $$ |
| AMC-Pulver | $ |
- $ = $100-$150/kg, $$ = $150-$250/kg, $$$ = $250-$400/kg
- Hochleistungspulver, die in kritischen Anwendungen eingesetzt werden, sind teurer
- Käufer müssen den Kompromiss zwischen Pulvereigenschaften und Preis sorgfältig abwägen
- Berücksichtigung des Qualifikationsstatus der Lieferanten gemäß den Branchenspezifikationen
- Prüfberichte, Qualitätszertifikate und technische Datenblätter anfordern
- Unterstützung bei der Gestaltung von Teilen, Druckparametern und Qualitätsrichtlinien
Der Preis ist zwar wichtig, aber die technische Verkaufsunterstützung und die gleichbleibende Qualität des Pulvers auf der Grundlage von Qualifikationen spielen eine entscheidende Rolle.
Vergleichende Analyse
| Parameter | in718 | Waspaloy | Haynes 282 | Hastelloy X |
|---|---|---|---|---|
| Kosten | Mäßig | Hoch | Sehr hoch | Hoch |
| Verarbeitbarkeit | Gut | Messe | Schlecht | Gut |
| Widerstand gegen thermische Ermüdung | Ausgezeichnet | Gut | Messe | Schlecht |
| Hochtemperatur-Zugfestigkeit | Gut | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet | Messe |
| Oxidationsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Gut | Ausgezeichnet | Ausgezeichnet |
| Schweißeignung | Messe | Schlecht | Gut | Ausgezeichnet |
- in718 bietet für die meisten Anwendungen die beste Kombination von Fähigkeiten
- Waspaloy hat eine höhere Hochtemperaturfestigkeit, aber eine geringere thermische Ermüdungsfestigkeit
- Haynes 282 entspricht der Festigkeit, hat aber schlechtere Verarbeitungseigenschaften
- Hastelloy X hat eine gute Umweltbeständigkeit, aber eine geringere Festigkeit
Somit bietet in718 eine optimale Kombination aus Festigkeit, Ermüdungsfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und Erschwinglichkeit.
Vergleich der wichtigsten Anwendungen
| Anmeldung | Bevorzugte Legierung |
|---|---|
| Flugzeugtriebwerke | in718, Waspaloy |
| Dampfturbinen | in718 |
| Komponenten für Ölbohrungen | in718, Hastelloy X |
| Befestigungselemente für die Luft- und Raumfahrt | Haynes 282, in718 |
| Ausrüstung für die Wärmebehandlung | Hastelloy X |
| Medizinische Implantate | in718, Kobalt-Chrom |
- Für Triebwerksteile werden häufig In718 und Waspaloy verwendet.
- Dampfturbinenschaufeln verwenden in718 für thermische Ermüdungsfestigkeit
- Die Ölindustrie bevorzugt korrosionsbeständige Güten wie in718 und Hastelloy
- Befestigungselemente für die Luft- und Raumfahrt verwenden ausscheidungshärtende Legierungen für die Festigkeit
- Wärmebehandlungsöfen benötigen eine außergewöhnliche Oxidationsbeständigkeit wie Hastelloy X
- Gelenkimplantate nutzen die Biokompatibilität und hohe Festigkeit von in718 oder Kobaltchrom
Dies unterstreicht die hohe Akzeptanz von in718 in einem breiten Spektrum von Hochleistungsanwendungen.
FAQs
| Frage | Antwort |
|---|---|
| Lässt sich in718 mit einem einfachen SLS-3D-Drucker auf dem Schreibtisch drucken? | Nein, in718 erfordert industrielle SLM-, DMLS- oder EBM-Drucker mit einer Laserleistung von über 400 W, um vollständig dichte Teile herzustellen. |
| Welche Alternativen gibt es zu in718-Pulver? | Für Hochtemperaturfestigkeit sind Alternativen Haynes 282, Waspaloy, Rene 41, Hastelloy X. Für Korrosionsbeständigkeit sind N066-Legierungen geeignet. Für niedrigere Kosten kann manchmal Edelstahl verwendet werden. |
| Welche Nachbearbeitung ist bei AM in718 Komponenten erforderlich? | Die Wärmebehandlung, einschließlich des heißisostatischen Pressens und der mehrstufigen Alterung, dient der Verbesserung der Duktilität und dem Abbau von Spannungen. Zusätzlich können einige Endbearbeitungen oder Behandlungen durchgeführt werden. |
| Ist in718 Metallpulver nach der additiven Fertigung wiederverwendbar? | Ja, in718-Pulver guter Qualität kann mit Hilfe von Pulver-Recycling-Systemen zurückgewonnen und mit geringen Anteilen von Frischpulver zur Wiederverwendung gemischt werden. |
Schlussfolgerung
Die Nickellegierung in718 bietet ein außergewöhnliches Gleichgewicht zwischen hoher Festigkeit bei hohen Temperaturen und ausgezeichneter langfristiger thermischer Stabilität, Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit für die anspruchsvollsten Anwendungen. Die additive Fertigung macht sich diese Materialeigenschaften zunutze, um komplexe leichte und leistungsstarke Metallkomponenten herzustellen.
Aufgrund der steigenden Akzeptanz in der Luft- und Raumfahrt, der Öl- und Gasindustrie, dem Energiesektor und dem Automobilsektor ist in718 weiterhin das Arbeitspferd unter den Superlegierungen für den 3D-Druck. Im Vergleich zu Alternativen ist in718 in Bezug auf Leistung, Herstellung und Wirtschaftlichkeit sehr vorteilhaft. Dies unterstreicht, warum in718 jetzt und in absehbarer Zukunft die Goldstandard-Pulverlegierung für unternehmenskritische Metall-AM-Teile ist.
