Inconel 718
Inconel 718 相似牌号
中国：GH4169
德国：W.Nr.2.4668
法国：Nc19FeNb
描述
它在 -253 至 700°C 的温度范围内具有良好的综合性能。在 650°C 以下，其屈服强度在变形高温合金中排名第一。它还具有良好的抗疲劳性、抗辐射性、抗氧化性、耐腐蚀性以及良好的加工性能、焊接性能和长期结构稳定性。它还可以制造各种形状复杂的零件。已广泛应用于上述温度范围内的航空航天、核能和石油工业。
该合金的另一个特点是其组织结构对热加工工艺敏感。通过掌握合金的相析出与溶解规律以及组织、工艺与性能之间的关系，可以针对不同使用要求制定合理可行的工艺流程。可提供各种零件以满足不同的强度等级和使用要求。
应用领域
Inconel 718 粉末凭借其卓越的强度、耐腐蚀性和承受极端温度的能力，在多个行业的各种应用中备受青睐。这些粉末特别适用于增材制造和粉末冶金，能够生产受益于该合金优异材料性能的复杂组件。以下是 Inconel 718 粉末在不同领域的一些关键应用：
航空航天工业
涡轮发动机：Inconel 718 广泛用于制造关键的涡轮发动机部件，如盘、叶片和机匣，这些部件需要能够承受高应力和超过 600°C 高温的材料。
火箭发动机：该合金的高温强度和抗氧化性使其成为火箭发动机和航天器部件的理想选择，这些部件在发射和运行过程中面临严峻的热应力和机械应力。
机身部件：其卓越的抗疲劳性和在循环应力下的耐用性有利于机身部件，包括紧固件和起落架部件。
发电
燃气轮机部件：由于 Inconel 718 粉末能够在高温下保持结构完整性，因此用于制造发电厂燃气轮机的部件，如转子、密封件和机匣。
核反应堆：该合金良好的抗辐射性和高温强度支持其用于制造核反应堆部件和燃料元件。
汽车与赛车运动
高性能发动机部件：Inconel 718 用于汽车制造业，以制造高性能发动机部件，如排气系统和涡轮增压器转子，这些部件需要能够承受极端热量和腐蚀条件的材料。
石油和天然气工业
井下工具：Inconel 718 的高强度和耐腐蚀性使其适用于石油和天然气开采中的井下工具和完井设备，这些设备会遇到恶劣的腐蚀环境和高压。
阀门和管道：暴露于含硫气体和其他腐蚀性介质的阀门、泵轴和管道系统等部件依赖 Inconel 718 的耐腐蚀性和强度。
医疗设备
植入物和手术器械：Inconel 718 的生物相容性和强度使其可用于医疗设备，包括骨科植入物和手术器械，其中耐用性和对体液的抵抗力至关重要。
制造与工装
模具：Inconel 718 的耐磨损性使其适用于高压和高温条件下使用的模具，如塑料注射成型和金属压铸。
成分与性能
Inconel 718 粉末由镍铬高温合金制成，以其高强度、耐腐蚀性和承受极端温度的独特组合而闻名。这种材料成分及其产生的性能使 Inconel 718 成为具有挑战性的工业应用的理想选择，特别是在航空航天、发电和石油天然气领域。
Cr | Ni | C | Nb | P | S | Fe |
17.0-21.0 | 50.0-55.0 | 0.08 | 4.75-5.50 | ≤0.015 | 余量 | |
粉末特性
粒度分布：为特定的增材制造工艺量身定制，选择性激光熔化 (SLM) 和电子束熔化 (EBM) 的典型范围为 15 µm 至 45 µm。
球形度：高球形度以确保良好的流动性和堆积密度，这对于一致的打印和烧结行为至关重要。
表面形貌：表面光滑，卫星粉极少，优化了粉末的流动性和堆积性能。
成品后的机械性能 | 粉末状态 | ||||||||||||||||
屈服强度 | 抗拉强度 | 延伸率 | 尺寸 | 0- 15μm | 15-45μm | 45-75μm | 45- 150μm | ||||||||||
R p0.2/MPa | R m/MPa | δ5 /% | |||||||||||||||
横向 | ≥ 1030 | ≥ 1275 | ≥17 | 形态 | 球形 | 球形 | 球形 | 球形 | |||||||||
Inconel 718 粉末的物理性能
Inconel 718 粉末专为增材制造和粉末冶金应用而定制，具有特定的物理性能，使其成为制造需要高强度、卓越耐腐蚀性和高温耐用性组件的理想选择。以下是这些性能的详细概述：
密度：约 8.2 g/cm³，这是合金成分固有的特性，为航空航天和汽车部件提供了优异的强度重量比。
比表面积：根据粒径和形貌而变化，但通常经过优化以确保增材制造工艺中的高效烧结和熔化行为。
球形度：高球形度对于 Inconel 718 粉末至关重要，可促进更好的流动性和堆积密度，这对于构建部件中的均匀铺层和密度必不可少。
松装密度：范围为 4.4 至 4.8 g/cm³，具体取决于粉末加工方法和粒度分布，影响粉末的流动性和压实性。
霍尔流速：Inconel 718 粉末的霍尔流速经过调整以确保卓越的流动性，通常在适合增材制造设备的范围内，确保持续的粉末输送和铺层。
熔点：1260-1335°C (2300-2435°F)，这突显了该合金适用于高温应用，能在热应力下保持结构完整性。
相对密度：由 Inconel 718 粉末制造的部件可实现接近全密度 (>99.5%)，特别是在增材制造中具有最佳加工参数的情况下，突显了该材料生产高完整性部件的能力。
推荐层厚：增材制造应用的典型厚度为 20-50 μm，允许精确控制部件几何形状和微观结构。
技术标准：用于增材制造的 Inconel 718 粉末是根据严格的标准生产和测试的，例如用于航空航天应用的 ASTM B637，以确保材料质量和一致性。
制造技术
Inconel 718 粉末的制造技术利用了这种镍基高温合金的独特性能，能够生产具有卓越强度、耐腐蚀性和高温性能的部件。先进的制造方法满足了航空航天、汽车和能源行业所需的复杂几何形状和精确规格，并提供了优于传统制造工艺的显著优势。
制造技术
选择性激光熔化 (SLM)：一种增材制造形式，使用高功率激光束逐层完全熔化和融合 Inconel 718 粉末颗粒。该技术非常适合创建具有复杂内部结构的复杂、高密度部件。
电子束熔化 (EBM)：与 SLM 类似，EBM 使用电子束作为热源来熔化金属粉末。该过程在真空中进行，降低了氧化风险，并生产出具有优异机械性能的部件。
直接金属激光烧结 (DMLS)：另一种增材制造方法，在不完全熔化 Inconel 718 粉末的情况下对其进行烧结，从而能够制造具有复杂几何形状且浪费极少的部件。
热等静压 (HIP)：用于改善由 Inconel 718 粉末制成的部件的性能，通过在部件周围均匀施加高压和高温来消除孔隙并提高机械强度。
粉末床熔融 (PBF)：涵盖 SLM 和 EBM 技术，生产出重量减轻、复杂度高且材料浪费极少的部件。
生产优势
复杂几何形状制造：增材制造技术允许生产通过传统制造方法难以或无法实现的具有复杂几何形状的部件，开辟了设计和功能的新可能性。
减少材料浪费：逐层制造过程显著减少了材料浪费，使其成为比减材制造技术更可持续的选择。
增强的机械性能：由 Inconel 718 粉末生产的部件可以实现卓越的机械性能，如更高的抗拉强度和抗疲劳性，这是由于这些制造工艺实现了精细的微观结构。
快速原型制作和生产：直接从数字设计到实物部件的能力减少了开发和生产时间，允许更快的设计迭代和定制。
小批量成本效益：增材制造特别适用于小批量生产和原型开发，因为它不需要昂贵的模具或工装。
材料效率：几乎可以使用输入机器的所有粉末材料的能力降低了单个部件的成本，并有助于更高效地利用高价值材料。
