铬镍铁合金 718 耐热粉末概述
Inconel 718 是一种高强度、耐腐蚀的镍铬合金粉末，可用于增材制造和金属 3D 打印应用。它具有优异的机械性能和高温抗氧化性。
的一些主要特点 铬镍铁合金 718 粉末 包括
- 高强度和硬度
- 良好的耐腐蚀性和抗氧化性
- 卓越的蠕变和疲劳强度
- 在高温下仍能保持强度和硬度
- 耐热疲劳和热冲击
- 可用于低温应用
- 与多种快速成型制造工艺兼容
Inconel 718 在需要高温高强度、耐腐蚀和长期耐用性的航空航天、石油天然气、汽车、医疗和工具行业中非常受欢迎。
铬镍铁合金 718 粉末的类型
气雾化铬镍铁合金 718 粉末
气体雾化铬镍铁合金 718 粉末是通过使用高压惰性气体射流雾化熔融合金生产出来的。这样生产出的粉末颗粒接近球形，表面形态光滑，是增材制造的理想选择。
优势
- 优异的流动性和包装密度
- 一致的粒度分布
- 粉末重复利用率高
- 良好的机械性能
- 低孔隙率和氧化物夹杂物
局限性：
- 价格高于水雾化粉末
- 仅限于较小的颗粒尺寸
水雾化铬镍铁合金 718 粉末
水雾化铬镍铁合金 718 是利用高压水射流将熔融合金流击碎而制成的。这将产生形状不规则的粉末颗粒。
优势
- 与气体雾化粉末相比成本更低
- 颗粒尺寸范围更大
- 雾化时产量更高
局限性：
- 形状不规则导致流动性差
- 氧化物夹杂和气孔问题
- 降低粉末重复利用率
- 可变粒径分布
铬镍铁合金 718 合金粉末的应用和用途
航空航天组件
Inconel 718 广泛用于三维打印涡轮叶片、叶轮、排气锥、框架、导管以及飞机发动机和结构件的其他高温部件。
燃气轮机
Inconel 718 的高温强度使其适用于三维打印工业和发电燃气轮机的燃烧器内衬、隔热罩、涡轮喷嘴和叶片。
汽车零部件
Inconel 718 可以三维打印高性能汽车部件，如暴露在极端温度和腐蚀性废气中的涡轮增压器轮毂和歧管。
生物医学植入物
Inconel 718 具有生物相容性和耐腐蚀性，可用于 3D 打印骨科和牙科植入物。
化学加工设备
铬镍铁合金 718 具有出色的耐腐蚀性，可用于三维打印化工和石化加工中的阀门、配件、反应容器和泵。
工具和模具
Inconel 718 印刷工具和注塑模具具有高强度和热稳定性，可在高压和高温条件下延长使用寿命。
铬镍铁合金 718 合金粉末的规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 组成 | 50-55% Ni、17-21% Cr、4.75-5.5% Nb、2.8-3.3% Mo、0.65-1.15% Ti、0.2-0.8% Al、0.08% C max、0.35% Si max、0.015% S max、0.015% P max、bal.铁 |
| 密度 | 8.19 克/立方厘米 |
| 熔点 | 1260-1336°C |
| 平均粒径 | 15-45 微米 |
| 粒子形态学 | 球形 |
| 流量 | ≥ 25 秒/50 克 |
| 表观密度 | ≥ 4.0 克/立方厘米 |
| 粉末再利用 | 至少重复使用 5 次 |
使用铬镍铁合金 718 粉末的设计考虑因素
- 采用加厚壁和保形晶格结构设计的部件可有效散热。
- 断面厚度保持在 0.4 - 2 毫米之间，以便更好地烧结。
- 包括用于粉末鉴定的拉伸测试棒和见证样品。
- 对悬挑部分和倾斜表面使用适当的支撑结构。
- 优化建造方向，尽量减少支撑和避免悬挑。
- 根据零件几何形状控制层厚、填充间距和扫描策略。
印刷铬镍铁合金 718 的工艺参数
表：印刷铬镍铁合金 718 的建议参数
| 参数 | 粉末床融合 | 粘结剂喷射 | 定向能量沉积 |
|---|---|---|---|
| 激光功率（瓦） | 195-400 | – | 1000-2000 |
| 扫描速度（毫米/秒） | 600-1200 | – | 100-500 |
| 层厚度（微米） | 20-50 | 100-200 | 200-1000 |
| 舱口间距（微米） | 80-150 | – | – |
| 床温（°C） | 100-200 | 60-80 | – |
| 惰性气体 | 氩气 | 空气 | 氩气 |
| 氧气含量（%） | 0.03-0.1 | 空气 | 0.03-0.1 |
铬镍铁合金粉末供应商
表格：铬镍铁合金 718 粉末供应商
| 供应商 | 颗粒大小 | 交付表 | 价格 |
|---|---|---|---|
| AP&C | 15-45 μm | 氩气包装 | $90-100/kg |
| 木匠添加剂 | 15-53 μm | 氩气包装 | $75-120/kg |
| 山特维克鹗 | 5-150 μm | 氩气包装 | $50-110/kg |
| 普莱克斯 | 10-45 μm | 氩气包装 | $80-110/kg |
| LPW 技术 | 10-45 μm | 氩气包装 | $70-90/kg |
选择供应商的技巧：
- 确保粉末认证符合 AMS、ASTM、ISO 等行业规范。
- 获取安全数据表、技术数据表，了解质量和成分信息。
- 要求提供样品，以测试流动性、密度、重复使用性和印刷效果。
- 与可靠的供应商合作，提供批次间的一致性。
- 比较定价和最低订购量。
安装、操作和维护使用铬镍铁合金 718 的打印机
表格：Inconel 718 打印机安装、运行和维护指南
| 舞台 | 指导方针 |
|---|---|
| 安装 | 清洁建造区，清除污染源。 安装排烟系统。 检查惰性气体连接和泄漏情况。 校准所有传感器、光学器件和机械部件。 |
| 运行 | 建立环境控制，如氩气水平和湿度。 设置对氧气水平和气体流速的监控。 使用推荐的处理参数。 进行试印，优化参数。 监控粉末质量和重复使用指标。 |
| 维护 | 定期清洁光学镜组、再涂器和刮水器。 检查机械部件和导轨。 防止飞溅物和冷凝水积聚。 根据需要更换气流系统的过滤器。 监控粉末处理系统。 |
如何选择铬镍铁合金 718 粉末供应商
选择合适的铬镍铁合金 718 粉末供应商是获得稳定、高质量粉末用于最终零件印刷的关键。以下是一些提示：
- 质量认证 - 供应商应获得 ISO 9001 和 AS9100 认证。
- 技术专长 - 寻找冶金和 AM 粉末方面的专业人才。
- 测试能力 - 供应商应对每批粉末的成分、粒度、形态、密度、流动特性等进行检测。
- 可追溯性 - 询问采购、生产记录和批次可追溯性。
- 售后支持 - 选择能提供粉末处理、储存和再利用等支持的供应商。
- 取样 - 购买前请索取粉末样品进行测试。
- 客户评价 - 从行业论坛和网络上查看供应商的反馈和评论。
- 定价 - 比较不同供应商对相同等级粉末的定价。考虑批量折扣。
- 准备时间 - 供应商应提供合理的交货时间，做好库存和生产规划。
铬镍铁合金粉与不锈钢粉与钴铬合金粉的比较
表：铬镍铁合金、不锈钢和钴铬合金粉的主要性能比较
| 参数 | 铬镍铁合金 718 | 不锈钢 | 钴铬合金 |
|---|---|---|---|
| 密度 | 更高 | 中型 | 更高 |
| 拉伸强度 | 更高 | 中型 | 较低 |
| 屈服强度 | 更高 | 中型 | 较低 |
| 伸长率 | 较低 | 更高 | 更高 |
| 硬度 | 更高 | 较低 | 中型 |
| 耐腐蚀性 | 优秀 | 良好 | 贫穷 |
| 耐热性 | 优秀 | 贫穷 | 良好 |
| 费用 | 更高 | 较低 | 中型 |
主要收获：
- 铬镍铁合金 718 的强度和硬度最高，而不锈钢的伸长率更高。
- 钴铬合金的强度低于铬镍铁合金 718，但优于不锈钢。
- 铬镍铁合金 718 的耐热性和耐腐蚀性远远优于不锈钢和钴铬合金。
- 铬镍铁合金 718 比不锈钢粉贵，但比异种钴铬合金便宜。
使用铬镍铁合金 718 粉末的利与弊
优点
- 高温下具有出色的拉伸、疲劳和蠕变强度
- 抗热冲击和循环
- 在侵蚀性环境中抗氧化和腐蚀
- 高硬度和耐磨性
- 可轻松进行后处理和加工
- 可随时提供粉末原料
缺点
- 材料成本比钢高
- 伸长率低于不锈钢粉末
- 易受应变时效开裂影响
- 难以用传统熔化焊焊接
- 需要热等静压 (HIP) 来提高密度
- 合格供应商数量有限
有关铬镍铁合金 718 粉末的常见问题
问： Inconel 718 粉末的推荐粒度范围是多少？
答：对于大多数 AM 工艺，Inconel 718 粉末的粒度范围通常建议为 15-45 微米。10-25 微米左右的较细粉末有助于获得更好的分辨率。
问：Inconel 718 粉末在 AM 中的重复使用限制是什么？
答：如果处理得当，铬镍铁合金 718 粉末最多可重复使用 5-10 次。在重复使用过程中要监控粉末的粒度分布和形状，检查是否有降解现象。使用粉末筛分和调节系统提高重复利用率。
问：铬镍铁合金 718 粉末是否需要热等静压 (HIP) 后处理？
答：HIP 有助于提高铬镍铁合金 718 AM 零件的密度、机械性能和微观结构。但是，如果使用推荐的构建参数来达到 99.5% 以上的密度，则可能不需要 HIP。
问：Inconel 718 AM 零件有哪些后处理方法？
答：常见的后处理步骤包括：热处理、HIP、机加工、喷丸强化、涂层和热成型。这有助于提高表面光洁度、尺寸精度和材料性能。
问：哪些行业将 Inconel 718 粉末用于 AM 应用？
答：使用铬镍铁合金 718 粉末的主要行业包括航空航天、石油和天然气、发电、汽车、化学加工和生物医学。高温强度要求推动了这种材料的使用。
问：航空航天级 Inconel 718 粉末需要哪些认证？
答：粉末制造商必须获得 AS9100 认证。铬镍铁合金 718 粉末批次必须符合 AMS 规范 AMS5662 和航空航天部件生产的严格测试标准。
问：铬镍铁合金 718 粉末是如何制成的？
答：铬镍铁合金 718 是通过气体雾化或等离子雾化从熔融合金中生产出细球形粉末，用于 AM 应用。有时也使用水雾化技术。
问：Inconel 718 印刷时需要惰性气氛吗？
答：是的，在激光或电子束粉末床熔融印刷过程中，为防止铬镍铁合金 718 粉末氧化，必须使用惰性氩气。
问：哪些医疗应用使用 3D 打印的 Inconel 718 零件？
答：Inconel 718 具有生物相容性、耐腐蚀性和高强度，可用于打印牙科植入物、手术器械、假肢和医疗器械。
