Inconel 718 ist eine Hochleistungssuperlegierung auf Nickel-Chrom-Basis mit hervorragender Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen von bis zu 700 °C. Dieser Leitfaden bietet einen detaillierten Überblick über Inconel 718-Pulver über Eigenschaften, Anwendungen, Herstellungsverfahren, Spezifikationen, Preise, Vor- und Nachteile sowie häufig gestellte Fragen.
Überblick über Inconel 718-Pulver
Inconel 718-Pulver enthält als Hauptlegierungselemente Nickel, Chrom, Niob, Molybdän, Titan und Aluminium. Wichtige Eigenschaften:
- Hohe Streck-, Zug- und Zeitstandfestigkeit bei Temperaturen von bis zu 700°C
- Gute Ermüdungs- und Korrosionsbeständigkeit
- Aushärtbares Mikrogefüge
- Ausgezeichnete kryogene Eigenschaften
- Höhere Festigkeit im Vergleich zu Inconel 625
Inconel 718-Pulver wird in Bauteilen für die Luft- und Raumfahrt wie Gasturbinenscheiben, Raketenmotorgehäusen, Zylindern, Pumpen und Ventilen verwendet, die eine hohe Temperaturbeständigkeit erfordern.
Anwendungen von Inconel 718-Pulver
Inconel 718-Pulver wird in anspruchsvollen Anwendungen in allen Branchen eingesetzt:
| Industrie | Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Triebwerkskomponenten, Raketenmotoren, Aktuatoren, Teile für Luftkissenfahrzeuge |
| Öl und Gas | Bohrlochkopfausrüstung, Bohrlochwerkzeuge, Ventile, Pumpen |
| Kernkraft | Reaktorbehälter, Übertragungsrohrsysteme |
| Automobilindustrie | Turbolader-Rotoren, Ventile, Auspuffkrümmer |
| Chemisch | Wärmetauscher, Druckbehälter, Prozessrohrleitungen |
Vorteile von Inconel 718:
- Hohe Temperaturbeständigkeit für mehr Effizienz
- Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen
- Ausgezeichnete Ermüdungseigenschaften für rotierende Bauteile
- Gute Tieftemperatureigenschaften bis zu -253°C
- Oxidationsbeständigkeit bis zu 700°C
Herstellungsverfahren für Inconel 718-Pulver
Inconel 718-Pulver kann in folgenden Verfahren hergestellt werden:
- Gaszerstäubung - Häufigstes Verfahren, bei dem die geschmolzene Legierung durch Stickstoff-/Argon-Gasstrahlen in feine Tröpfchen zerlegt wird, die zu Pulverpartikeln erstarren. Ergibt ein kugelförmiges Pulver, das für AM-Anwendungen bevorzugt wird.
- Verfahren mit rotierenden Elektroden - Die Legierungselektrode wird mit hoher Geschwindigkeit in einer Inertgasatmosphäre geschleudert und durch einen elektrischen Lichtbogen geschmolzen, um feine Tröpfchen zu erzeugen, die sich zu Pulver verfestigen.
- Plasma-Rotationselektroden-Verfahren - Das Lichtbogenschmelzen erfolgt mit einem ionisierten Plasmastrahl anstelle eines elektrischen Lichtbogens. Es ergibt ein sehr kugelförmiges Pulver, das sich ideal für AM eignet.
- Vakuum-Induktionsschmelzen - Die Legierung wird unter Vakuum induktiv geschmolzen, und die Schmelze wird anschließend durch Gas- oder Wasserverdüsung in Pulver umgewandelt.
Gasverdüsung und PREP-Methoden ermöglichen eine genaue Kontrolle der Pulvereigenschaften wie Partikelgrößenverteilung, Morphologie, Oxidgehalt und Mikrostruktur.
Spezifikationen von Inconel 718-Pulver
Inconel 718-Pulver ist mit den folgenden Spezifikationen erhältlich:
| Parameter | Spezifikation |
|---|---|
| Chemie der Legierung | 50-55% Ni, 17-21% Cr, 4,75-5,5% Nb+Ta, 2,8-3,3% Mo |
| Partikelgröße | 10 bis 150 Mikrometer |
| Partikelform | kugelförmig, unregelmäßig |
| Größenverteilung | Anpassbar je nach Anwendung |
| Reinheit | Bis zu 99,9% |
| Sauerstoffgehalt | <300 ppm |
| Scheinbare Dichte | 2 - 4,5 g/cc |
| Durchflussmenge | Bis zu 25 s/50g |
Die Spezifikationen können je nach den Anforderungen an Zusammensetzung, Partikeleigenschaften, Reinheitsgrad, Dichte und Fließeigenschaften angepasst werden.
Lieferanten und Preise für Inconel 718-Pulver
Einige der wichtigsten Lieferanten und Preise für Inconel 718-Pulver sind:
| Anbieter | Standort | Preisspanne |
|---|---|---|
| Sandvik | Deutschland | $90 - $220 pro kg |
| Praxair | USA | $100 - $250 pro kg |
| AP&C | Kanada | $110 - $200 pro kg |
| Nanoshel | USA | $80 - $150 pro kg |
| Tekna | Kanada | $140 - $280 pro kg |
Der Preis variiert je nach:
- Reinheitsgrade
- Partikelgröße und -verteilung
- Sphärizität und Fließfähigkeit
- Verwendete Produktionsmethode
- Bestellmenge
- Zusätzliche Analyse oder Behandlung
Die Preise für sphärische Pulver und Pulver mit kontrollierter Partikelgrößenverteilung sind höher.
Vor- und Nachteile von Inconel 718-Pulver
| Profis | Nachteile |
|---|---|
| Hohe Festigkeit bei erhöhten Temperaturen | Teuer im Vergleich zu Stahl- und Titanlegierungen |
| Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit | Geringere Wärmeleitfähigkeit als Kupferlegierungen |
| Gute Ermüdungsfestigkeit und kryogene Zähigkeit | Anspruchsvoll zu bearbeiten und zu schleifen |
| Fähigkeit zur Aushärtung | Unterliegt der Rissbildung durch Dehnungsalterung |
| Oxidationsbeständigkeit bis zu 700°C | Erfordert Wärmebehandlung für optimale Eigenschaften |
| Nicht-magnetische Eigenschaft | Begrenzte Verfügbarkeit für größere Abschnitte |
Ideal für kritische Anwendungen trotz höherer Kosten. Zu den Einschränkungen gehören eine geringere Wärmeleitfähigkeit, Probleme bei der Bearbeitbarkeit und die Neigung zur Rissbildung während der Umformung.
FAQs
F: Was ist der typische Zusammensetzungsbereich der Legierung Inconel 718?
A: Typische Zusammensetzung: 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 und Spurenelemente wie Co, Cu, Mn, Si, P, S.
F: Welche Partikelgröße wird für Inconel 718-Pulver für AM empfohlen?
A: Für das Pulverbettschmelzverfahren AM wird in der Regel Inconel 718-Pulver mit einer Partikelgröße von 15-45 Mikron verwendet. Feineres Pulver unter 100 Mikron verbessert die Dichte und die Eigenschaften.
F: Was beeinflusst die Preisgestaltung von Inconel 718-Pulver?
A: Die Preisgestaltung hängt vom Reinheitsgrad, den Partikeleigenschaften wie Größenbereich und Sphärizität, der Produktionsmethode, dem Auftragsvolumen, zusätzlichen Analysen oder Behandlungen und den Gewinnspannen der Lieferanten ab.
F: Welche Rolle spielt Niob in der Legierung Inconel 718?
A: Niob ist das wichtigste Verstärkungselement in Inconel 718. Es bewirkt die Ausscheidung der intermetallischen Phasen Gamma Double Prime und Gamma Prime für Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
F: Was sind die typischen Anwendungen der Legierung Inconel 718?
A: Inconel 718 wird aufgrund seiner hohen Festigkeit bei hohen Temperaturen und seiner guten Korrosionsbeständigkeit häufig in Flugzeugtriebwerken, Raketen, Pumpen, Kernreaktoren und Tieftemperaturtanks eingesetzt.
F: Welche Alternativen gibt es zu Inconel 718 für Hochtemperaturanwendungen?
A: Zu den Alternativen gehören nichtrostende Stähle wie 310 und 330, Eisen-Nickel-Legierungen, die Kobaltlegierungen MP159 und FSX-414 sowie die Titanlegierungen Ti-6242 und IMI 834. Inconel 718 ist jedoch nach wie vor überlegen.
F: Welche Eigenschaften hat Inconel 718 im Vergleich zu Inconel 625?
A: Inconel 718 hat im Vergleich zu Inconel 625 eine höhere Zug- und Zeitstandfestigkeit, aber eine geringere Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit. Inconel 625 ist leichter zu schweißen und zu verarbeiten.
F: Was sind die neuesten Entwicklungen bei der Legierung Inconel 718?
A: Neue Varianten wie Allvac 718Plus bieten eine höhere Festigkeit durch Änderung der Zusammensetzung. Die Forschung zur Verbesserung der Verarbeitungsmethoden und Eigenschaften durch Pulvermetallurgie und additive Fertigung ist im Gange.
F: Warum ist Inconel 718 für 3D-Druckanwendungen geeignet?
A: Feines Inconel 718-Pulver mit kontrollierter Partikelgröße ermöglicht das Drucken komplexer Formen mit hoher Dichte und überlegenen mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu gegossenen Legierungskomponenten.
Schlussfolgerung
Inconel 718-Pulver aus einer Nickelbasis-Superlegierung bietet eine außergewöhnliche Kombination aus Hochtemperaturfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Ermüdungseigenschaften und kryogener Zähigkeit für kritische Anwendungen, bei denen die Leistungsanforderungen an erster Stelle stehen. Dieser Leitfaden fasst die Eigenschaften von Inconel 718-Pulver, Herstellungsverfahren, Preise, Vor- und Nachteile sowie häufig gestellte Fragen zusammen, um Ingenieure, Konstrukteure und technische Teams bei der Verwendung dieses modernen Werkstoffs zu unterstützen. Aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften wird Inconel 718-Pulver in der Luft- und Raumfahrt, bei Gasturbinen, in der chemischen Industrie und im Nuklearsektor weiterhin stark nachgefragt werden.