Inconel 718 是一种高性能镍铬基超级合金，在高达 700°C 的高温下具有出色的强度和耐腐蚀性。本指南详细介绍了 铬镍铁合金 718 粉末 内容包括其特点、应用、制造工艺、规格、价格、优缺点和常见问题。
铬镍铁合金 718 粉末概述
铬镍铁合金 718 粉末的主要合金元素包括镍、铬、铌、钼、钛和铝。主要特性
- 在高达 700°C 的温度下具有较高的屈服强度、拉伸强度和蠕变断裂强度
- 良好的抗疲劳性和耐腐蚀性
- 可时效硬化的微观结构
- 卓越的低温性能
- 强度高于铬镍铁合金 625
铬镍铁合金 718 粉末用于需要耐高温的航空航天部件，如燃气轮机盘、火箭发动机外壳、气缸、泵和阀门。
铬镍铁合金 718 粉末的应用
铬镍铁合金 718 粉末可用于各行各业要求苛刻的应用领域：
| 行业 | 应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 发动机部件、火箭发动机、推杆、气垫船部件 |
| 石油和天然气 | 井口设备、井下工具、阀门、泵 |
| 核电 | 反应堆容器、传送管组件 |
| 汽车 | 涡轮增压器转子、阀门、排气歧管 |
| 化学 | 热交换器、压力容器、工艺管道 |
铬镍铁合金 718 的优点
- 高温强度可提高效率
- 恶劣环境下的耐腐蚀性
- 旋转部件具有优异的疲劳性能
- 低至 -253°C 的良好低温性能
- 抗氧化性高达 700°C
铬镍铁合金 718 粉末的生产工艺
铬镍铁合金 718 粉末可通过以下工艺生产：
- 气体雾化 - 最常见的方法是通过氮气/氩气喷射将熔融合金分解成细小的液滴，然后凝固成粉末颗粒。提供球形粉末，是 AM 应用的首选。
- 旋转电极工艺 - 合金电极在惰性气体环境中高速旋转，通过电弧熔化产生细小液滴，凝固成粉末。
- 等离子旋转电极工艺 - 电弧熔化是使用离子化等离子喷射代替电弧。它能产生高度球形的粉末，是 AM 的理想选择。
- 真空感应熔化 - 合金在真空下感应熔化，然后使用气体或水雾化工艺将熔体转化为粉末。
通过气体雾化和预处理方法，可对粉末的粒度分布、形态、氧化物含量和微观结构等特性进行严密控制。
铬镍铁合金 718 粉末的规格
铬镍铁合金 718 粉末有以下规格：
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 合金化学 | 50-55% 镍、17-21% 铬、4.75-5.5% 铌+钽、2.8-3.3% 钼 |
| 颗粒大小 | 10 至 150 微米 |
| 粒子形状 | 球形、不规则 |
| 尺寸分布 | 可根据应用进行定制 |
| 纯净 | 高达 99.9% |
| 氧气含量 | <300 ppm |
| 表观密度 | 2 - 4.5 克/立方厘米 |
| 流量 | 最多 25 秒/50 克 |
可根据成分、颗粒特性、纯度、密度和流动特性等要求定制规格。
铬镍铁合金 718 粉末供应商和定价
铬镍铁合金 718 粉末的一些主要供应商和价格包括
| 供应商 | 地点 | 价格范围 |
|---|---|---|
| 山特维克 | 德国 | 每公斤 $90 - $220 |
| 普莱克斯 | 美国 | 每公斤 $100 - $250 |
| AP&C | 加拿大 | 每公斤 $110 - $200 |
| 纳诺谢尔 | 美国 | 每公斤 $80 - $150 |
| 泰克纳 | 加拿大 | 每公斤 $140 - $280 |
价格因以下因素而异
- 纯度水平
- 颗粒大小和分布
- 球形度和流动性
- 使用的生产方法
- 订购数量
- 额外的分析或处理
球形粉末和控制粒度分布粉末的价格较高。
铬镍铁合金 718 粉末的优缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 高温下强度高 | 与钢和钛合金相比价格昂贵 |
| 卓越的耐腐蚀性 | 导热性低于铜合金 |
| 良好的疲劳强度和低温韧性 | 加工和研磨的挑战性 |
| 时效硬化能力 | 受应变时效开裂影响 |
| 抗氧化性高达 700°C | 需要进行热处理以获得最佳性能 |
| 非磁性 | 较大部分的可用性有限 |
尽管成本较高，但仍是关键应用的理想选择。其局限性包括导热性较低、机加工性能问题、成型过程中容易开裂。
常见问题
问：铬镍铁合金 718 的典型成分范围是什么？
答：典型成分为 50-55%镍、17-21%铬、4.75-5.5%铌、2.8-3.3%钼、0.65-1%钛、0.2-0.8%铝以及钴、铜、锰、硅、磷、硒等微量元素。
问：用于 AM 的铬镍铁合金 718 粉末的推荐粒度是多少？
答：对于粉末床熔融 AM，通常使用粒度范围为 15-45 微米的 Inconel 718 粉末。100 微米以下的细粉可提高密度和性能。
问：影响铬镍铁合金 718 粉末定价的因素有哪些？
答：定价受纯度水平、颗粒特性（如尺寸范围和球度）、生产方法、订单量、附加分析或处理以及供应商利润率的影响。
问：铌在铬镍铁合金 718 中的作用是什么？
答：铌是铬镍铁合金 718 的主要强化元素。铌会导致金属间相伽马双质和伽马质的析出，从而提高高温强度和耐腐蚀性。
问：铬镍铁合金 718 的典型应用是什么？
答：由于铬镍铁合金 718 在高温下具有高强度和良好的耐腐蚀性，因此被广泛应用于飞机发动机、火箭、泵、核反应堆和低温槽。
问：高温应用中铬镍铁合金 718 的替代品有哪些？
答：替代品包括不锈钢（如 310 和 330）、铁镍合金、钴合金 MP159 和 FSX-414，以及钛合金 Ti-6242 和 IMI 834。不过，铬镍铁合金 718 仍然更胜一筹。
问：就性能而言，Inconel 718 与 Inconel 625 相比有何不同？
答：与铬镍铁合金 625 相比，铬镍铁合金 718 的抗拉强度和蠕变断裂强度更高，但抗氧化性和耐腐蚀性较低。铬镍铁合金 625 更容易焊接和制造。
问：铬镍铁合金 718 的最新发展情况如何？
答：Allvac 718Plus 等新变体可通过成分改性提供更高强度。目前正在研究如何利用粉末冶金和增材制造技术改进加工方法和性能。
问：Inconel 718 为何适用于 3D 打印应用？
答：与铸造合金部件相比，具有可控粒度的精细铬镍铁合金 718 粉末可印刷出具有高密度和优异机械性能的复杂形状。
结论
Inconel 718 镍基超合金粉末具有优异的高温强度、耐腐蚀性、疲劳性能和低温韧性，适用于对性能要求极高的关键应用。本指南概述了 Inconel 718 粉末的特性、制造方法、价格、利弊和常见问题，以帮助工程师、设计师和技术团队采用这种先进材料。凭借其独特的性能，Inconel 718 粉末在航空航天、燃气轮机、化工和核能领域的需求将持续走高。