IN718 금속 분말인코넬 718 분말이라고도 하는 니켈 기반 합금 분말은 다양한 고온 응용 분야에 사용됩니다. 고온에서 인장, 피로, 크리프, 파열 강도가 우수하고 내식성 및 내산화성이 뛰어납니다.
in718 분말은 선택적 레이저 용융(SLM), 전자빔 용융(EBM), 바인더 분사, 직접 금속 레이저 소결(DMLS) 등의 적층 제조 기술을 사용하여 부품으로 가공할 수 있습니다. 이를 통해 항공우주, 자동차, 석유 및 가스, 바이오메디컬 산업을 위한 복잡한 형상과 경량 구조물을 만들 수 있습니다.
in718 금속 분말의 종류
| 유형 | 구성 | 파티클 모양 | 크기 범위(μm) | 겉보기 밀도(g/cm3) | 유동성 |
|---|---|---|---|---|---|
| 가스 분무 | Ni 53%, Cr 19%, Nb 5%, Fe 18%, Ti 1%, Al 0.5%, C 0.08% 최대 | 구형 | 15-45 | 4.2-4.5 | 우수 |
| 플라즈마 원자화 | 가스 분무와 동일 | 구형 | 10-45 | 4.2-4.5 | 양호 |
| 물 분무 | 가스 분무와 동일 | 불규칙 | 45-150 | 4.5-5.0 | 공정 |
- 가스 및 플라즈마 분무 분말은 구형 분말 입자로 적층 제조에 적합한 뛰어난 유동성, 포장 밀도 및 확산성을 제공합니다.
- 물 분무 분말은 표면 산소 함량이 높고 모양이 불규칙하여 인쇄 시 문제를 일으킬 수 있습니다.
- 더 나은 해상도와 표면 마감을 위해 15~45미크론 사이의 작은 파우더 크기가 선호됩니다. 그러나 용도에 따라 10~150미크론도 사용할 수 있습니다.
속성 in718 금속 분말
| 속성 | 가치 |
|---|---|
| 밀도 | 8.19g/cm3 |
| 융점 | 1260-1336°C |
| 열 전도성 | 11.4W/mK |
| 비열 | 435 J/kgK |
| 인장 강도 | 1275 MPa |
| 수율 강도 | 1035 MPa |
| 신장 | 12% |
- 700°C 이상에서 높은 강도를 유지하며, 980°C까지 손실이 거의 없습니다.
- 최대 900°C의 다양하고 가혹한 환경에서도 뛰어난 내식성 제공
- 밀착성 산화물 층을 형성하여 최대 1,000°C의 고온 가스에서 산화를 방지합니다.
- 최대 650°C의 온도에서 지속적인 하중에도 기계적 특성을 유지합니다.
이러한 특성으로 인해 in718은 항공우주, 에너지, 자동차 및 화학/석유화학 산업의 열악한 환경에 적합합니다.
in718 금속 분말의 응용 분야
| 산업 | 애플리케이션 |
|---|---|
| 항공우주 | 터빈 블레이드, 디스크, 연소기, 애프터버너, 샤프트, 케이스, 패스너, 기어, 부속품 |
| 석유 및 가스 | 씰, 밸브, 다운홀 공구, 압력 용기, 열교환기, 패스너 |
| 자동차 | 터보차저 부품, 밸브, 배기 부품 |
| 산업용 가스 터빈 | 연소 라이너, 슈라우드, 노즐, 열 차폐 장치 |
| 의료 | 정형외과 임플란트, 보철물 |
| 화학 및 석유화학 | 리포머 튜브, 열교환기 부품 |
- 블레이드 및 디스크와 같은 항공기 엔진 부품은 고온 강도를 활용할 수 있는 가장 큰 적용 분야입니다.
- 석유 및 가스 산업은 심해 시추 공구 및 내식성이 필요한 해양 플랫폼 부품에 in718을 사용합니다.
- 터보차저 로터 및 배기 매니폴드 스터드와 같은 자동차 부품은 내열성과 내마모성을 활용합니다.
- 생체 의학 분야에서는 오래 지속되는 관절 교체 및 임플란트를 위해 생체 적합성을 활용합니다.
이러한 다양한 응용 분야는 in718 분말 기반 구성 요소의 다양한 특성을 강조합니다.
사양 및 표준
| 조직 | 지정 |
|---|---|
| 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 |
이러한 사양은 항공우주, 방위 및 산업용 애플리케이션에 필요한 조성, 기계적 특성, 제품 형태, 열처리 절차, 테스트 방법론 및 배치/로트 추적성의 허용 수준을 규정합니다.
공급업체 및 가격
| 공급업체 | 가격 범위 |
|---|---|
| 샌드빅 | $$$ |
| 프렉스에어 | $$$ |
| LPW 기술 | $$ |
| AMC 파우더 | $ |
- $ = $100-$150/kg, $$ = $150-$250/kg, $$$ = $250-$400/kg
- 중요한 애플리케이션에 사용되는 고성능 파우더는 비용이 많이 듭니다.
- 구매자는 분말의 특성과 가격의 절충점을 신중하게 평가해야 합니다.
- 산업 사양에 따른 공급업체의 자격 상태를 고려하세요.
- 테스트 보고서, 품질 인증 및 기술 데이터 시트 요청하기
- 부품 설계, 인쇄 매개변수 및 품질 지침에 대한 지원 받기
따라서 가격도 중요하지만, 기술 영업 지원과 자격을 기반으로 한 일관된 파우더 품질이 중요한 역할을 합니다.
비교 분석
| 매개변수 | in718 | 말벌 | 헤인즈 282 | 하스텔로이 X |
|---|---|---|---|---|
| 비용 | 보통 | 높음 | 매우 높음 | 높음 |
| 공정성 | 양호 | 공정 | Poor | 양호 |
| 열 피로 저항 | 우수 | 양호 | 공정 | Poor |
| 고온 인장 강도 | 양호 | 우수 | 우수 | 공정 |
| 내산화성 | 우수 | 양호 | 우수 | 우수 |
| 용접성 | 공정 | Poor | 양호 | 우수 |
- in718은 대부분의 애플리케이션에 가장 적합한 기능의 균형을 제공합니다.
- 고온 강도는 더 높지만 열 피로 수명은 더 낮은 와스팔로이
- 헤인즈 282는 강도는 비슷하지만 제작 특성이 떨어집니다.
- 하스텔로이 X는 내환경성은 우수하지만 강도는 낮습니다.
따라서 in718은 강도, 피로 수명, 내산화성 및 경제성을 최적으로 조합한 제품입니다.
주요 애플리케이션 비교
| 애플리케이션 | 선호 합금 |
|---|---|
| 항공기 엔진 | in718, 와스팔로이 |
| 증기 터빈 | in718 |
| 석유 시추 구성 요소 | in718, 하스텔로이 X |
| 항공 우주 패스너 | 헤인즈 282, in718 |
| 열처리 장비 | 하스텔로이 X |
| 의료용 임플란트 | in718, 코발트 크롬 |
- 제트 엔진 부품의 경우, in718과 Waspaloy가 널리 사용됩니다.
- 증기 터빈 블레이드는 열 피로 저항을 위해 in718을 사용합니다.
- 석유 산업은 in718 및 하스텔로이와 같은 내식성 등급을 선호합니다.
- 항공우주용 패스너는 강도를 위해 침전 경화 합금을 사용합니다.
- 열처리 용광로에는 하스텔로이 X와 같은 뛰어난 내산화성이 필요합니다.
- 생체 적합성과 고강도의 in718 또는 코발트 크롬을 활용한 관절 임플란트
가장 광범위한 고성능 애플리케이션에서 in718의 채택률이 높다는 점을 강조합니다.
자주 묻는 질문
| 질문 | 답변 |
|---|---|
| in718은 기본 데스크톱 SLS 3D 프린터로 출력할 수 있나요? | 아니요, in718에서 완전 고밀도 부품을 제작하려면 400W 이상의 레이저 출력을 지원하는 산업용 SLM, DMLS 또는 EBM 프린터가 필요합니다. |
| in718 파우더의 대체품에는 어떤 것이 있나요? | 고온 강도의 경우 헤인즈 282, 와스팔로이, 르네 41, 하스텔로이 X, 내식성의 경우 N066 합금을 대체할 수 있습니다. 저렴한 비용으로 스테인리스강을 대체할 수 있습니다. |
| AM in718 컴포넌트에는 어떤 포스트 프로세싱이 필요합니까? | 연성을 높이고 응력을 완화하기 위해 열간 등방성 프레스와 다단계 에이징을 포함한 열처리를 적용합니다. 또한 일부 마감 가공 또는 처리가 사용될 수 있습니다. |
| 적층 제조 후 in718 금속 분말을 재사용할 수 있나요? | 예, 분말 재활용 시스템을 사용하여 양질의 in718 분말을 회수하고 소량의 신선한 분말과 혼합하여 재사용할 수 있습니다. |
결론
in718 니켈 합금은 가장 까다로운 응용 분야에 탁월한 장기 열 안정성, 산화 및 내식성과 함께 고온에서 높은 강도 유지의 탁월한 균형을 제공합니다. 적층 가공은 이러한 소재 고유의 장점을 활용하여 복잡한 경량 및 고성능 금속 부품을 제작합니다.
항공우주, 석유 및 가스, 발전 및 자동차 부문에서 in718의 성능 매트릭스에 힘입어 채택이 증가함에 따라 3D 프린팅의 주력 초합금인 in718은 계속해서 선두 자리를 지키고 있습니다. 성능, 제조 및 경제성 측면에서 다른 대체 소재와 비교했을 때 매우 유리하며, 현재와 가까운 미래에 왜 in718이 미션 크리티컬 금속 3D 프린팅 부품의 표준 분말 합금인지 알 수 있습니다.
