개요
인코넬 718 분말 은 주로 적층 제조 및 금속 분말 베드 용융 응용 분야에 사용되는 니켈-크롬-철-몰리브덴 합금 분말입니다. 인코넬 718 분말에 대한 몇 가지 주요 세부 사항은 다음과 같습니다:
- 구성: 니켈, 크롬, 철, 니오븀, 몰리브덴, 티타늄, 알루미늄
- 속성: 고강도, 내식성, 내열성, 용접성
- 제조 공정: 가스 분무
- 입자 크기 범위: 일반적으로 15-45 미크론
- 애플리케이션: 항공우주 부품, 터빈 블레이드, 툴링, 금형, 해양 부품
- 표준: AMS 5662, AMS 5664, ASTM B718
구성 인코넬 718 분말
인코넬 718 분말은 AMS 5662 및 ASTM B718 표준에 따라 다음과 같은 공칭 조성을 가집니다:
| 요소 | 무게 % |
|---|---|
| 니켈(Ni) | 50.0 – 55.0 |
| 크롬(Cr) | 17.0 – 21.0 |
| 철(Fe) | 잔액 |
| 니오븀(Nb) | 4.75 – 5.5 |
| 몰리브덴(Mo) | 2.8 – 3.3 |
| 티타늄(Ti) | 0.65 – 1.15 |
| 알루미늄(Al) | 0.2 – 0.8 |
니켈과 크롬은 부식 및 산화 저항성을 제공합니다. 니오븀은 합금의 강수량 강화를 가능하게 합니다. 철은 주요 기본 원소입니다. 몰리브덴, 티타늄 및 알루미늄은 고온에서 기계적 특성을 향상시킵니다.
니켈, 크롬, 철의 비율은 최적의 강화를 보장하고, Nb, Mo, Ti, Al의 첨가는 경화 및 침전 메커니즘을 제공합니다. 이러한 범위 내에서 조성을 제어하는 것은 가공 후 목표 재료 특성을 달성하는 데 매우 중요합니다.
인코넬 718 분말의 특성
인코넬 718 분말의 주요 특성은 다음과 같습니다:
표 1: 인코넬 718 분말의 특성
| 속성 | 설명 |
|---|---|
| 밀도 | 8.19g/cm3 |
| 융점 | 1260-1336°C |
| 열 전도성 | 20°C에서 11.4W/m-K |
| 영의 계수 | 205 GPa |
| 푸아송 비율 | 0.294 |
| 수율 강도 | 1310 MPa |
| 인장 강도 | 1495 MPa |
| 신장 | 12% |
밀도, 열 및 기계적 특성으로 인해 인코넬 718은 극한의 환경을 견딜 수 있는 고성능 부품에 적합합니다. 분말 야금 공정은 미세한 입자 구조를 보존하여 향상된 특성을 제공합니다.
강도는 700°C 이상에서 유지되며 연성과 내피로성이 적절하게 유지됩니다. 산화 저항성은 최대 980°C까지 부식을 방지합니다. 이러한 특성 덕분에 인코넬 718 합금은 열 순환이 심한 응용 분야에서 성능을 발휘할 수 있습니다.
인코넬 718 분말의 입자 크기 분포
인코넬 718 분말은 가스 분무 공정을 통해 제조되어 제어된 크기 범위의 구형 입자를 생산합니다. 일반적인 입자 크기 분포는 다음과 같습니다:
표 2: 인코넬 718 분말의 입자 크기
| 입자 크기(미크론) | 배포 (%) |
|---|---|
| 15-25 | 62 |
| 25-45 | 30 |
| 45-63 | 8 |
좁은 분포는 부드러운 분말 흐름과 균일한 용융을 보장합니다. 입자가 작을수록 소결이 잘되고 입자가 클수록 파우더 흐름이 개선됩니다. 금속으로 작업하는 대부분의 적층 제조 공정에서 평균 크기는 일반적으로 25~45미크론입니다.
입자 모양과 크기 분포를 제어하면 3D 프린팅 응용 분야에 필수적인 고밀도 패킹과 효과적인 레이어별 융합이 가능합니다. 시빙 분류기는 입자를 목표 크기 범위의 배치로 정확하게 분류합니다.
인코넬 718 분말의 제조 공정
가스 분무는 적층 가공에 적합한 인코넬 718 구형 분말을 생산하는 가장 일반적인 방법입니다. 제조 단계는 다음과 같습니다:
- 녹는 - 인코넬 718은 불활성 분위기에서 먼저 유도 용해됩니다.
- 원자화 - 액체 금속 스트림은 고압 불활성 가스(보통 질소 또는 아르곤)를 사용하여 미세한 물방울로 분해됩니다.
- 고형화 - 물방울이 빠르게 냉각되어 분말로 굳어집니다.
- 컬렉션 - 원자화된 입자는 수집 챔버로 떨어집니다.
- 체질 - 분말을 특정 입자 크기 분포로 체질합니다.
가스 분무 분말은 물 분무 분말에 비해 순도가 높고, 조성이 균일하며, 입자 모양이 일정하고, 새틀라이트가 최소화됩니다. 매끄러운 표면 형태는 가공 중 파우더 흐름을 개선합니다.
가스 흐름, 온도 및 용융 금속 스트림을 정밀하게 제어하여 레이저 분말 베드 융합, 바인더 분사 및 지향성 에너지 증착과 같은 적층 제조 공정에 적합한 목표 특성을 가진 분말을 생산합니다.
응용 인코넬 718 분말
고온에서의 뛰어난 강도와 내식성으로 인해 인코넬 718 합금은 핵심 부품에 적합합니다:
표 3: 인코넬 718 분말의 응용 분야
| 산업 | 구성 요소 |
|---|---|
| 항공우주 | 터빈 블레이드, 디스크, 연소기, 케이싱, 패스너, 기어 |
| 전력 생산 | 가스터빈 핫 섹션 부품, 블레이드, 베인, 패스너 |
| 석유 및 가스 | 다운홀 공구, 유정 부품, 밸브, 펌프 |
| 자동차 | 터보차저 부품, 밸브, 배기 매니폴드 |
| 화학 처리 | 원자로 용기, 열교환기 튜브 |
인코넬 718 파우더를 사용한 적층 가공은 주조나 기계 가공으로는 불가능한 향상된 기계적 특성과 형상을 갖춘 복잡한 맞춤형 부품을 제작하는 데 이상적입니다.
사양 및 표준
인코넬 718 분말 제품은 다음 사양을 준수합니다:
표 4: 인코넬 718 분말 사양
| 표준 | 조직 | 설명 |
|---|---|---|
| AMS 5662 | SAE | 니켈 합금의 화학적 조성 |
| AMS 5664 | SAE | 원자화된 분말 니켈 합금 등급 |
| ASTM B718 | ASTM | 니켈-크롬-철 분말에 대한 표준 |
이러한 사양은 허용되는 원소 구성 범위, 샘플링 절차, 화학적 및 물리적 특성을 결정하기 위한 인증서 및 테스트 방법을 정의합니다.
널리 사용되는 크기 사양은 ASTM B214에 따라 -100/+325 메시, -140/+325 메시, -230/+400 메시입니다.
인코넬 718 분말 공급 업체
가격을 책정하는 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:
표 5: 인코넬 718 분말 공급업체 및 가격
| 회사 | 브랜드 이름 | Kg당 가격 |
|---|---|---|
| 샌드빅 | 물수리 718 | $120-160 |
| LPW 기술 | CL-20ES | $100-140 |
| 프렉스에어 | 718 | $140-180 |
| 카펜터 기술 | 맞춤형 455® 스테인리스 | $110-150 |
| 에라스틸 | ERASTEEL718 | $130-170 |
가격은 주문량, 입자 크기 범위, 모양 허용 오차 및 배치 구성 보장에 따라 달라집니다. 대량 OEM 계약은 소량 프로토타입에 비해 더 높은 할인을 받습니다. 지리적 가격도 지역별 수요와 공급의 역학 관계에 따라 변동합니다.
적층 가공을 위한 인코넬 718의 장단점
표 6: 인코넬 718 분말의 장점과 한계
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 방대한 제작 경험으로 검증된 소재 | 높은 재료비 |
| 고온에서 뛰어난 강도 | 강철보다 낮은 증착률 |
| 우수한 내식성 및 내산화성 | 프로세스 관리 부족으로 균열이 발생하기 쉬움 |
| 준공된 상태의 부동산 유지 | 빠른 응고로 인한 높은 잔류 응력 |
| 사용자 지정 지오메트리 가능 | AM 장비의 제한된 크기 |
| 더 빠른 디자인 반복 | 사후 처리가 필요할 수 있습니다. |
인코넬 718은 스테인리스강보다 비싸지만 100°C 더 높은 온도에서도 안전하게 작동할 수 있습니다. 강철보다 인쇄 속도는 느리지만 극한 환경에서 고부가가치 애플리케이션을 위한 성능 향상으로 비용을 정당화할 수 있습니다.
최적화된 AM 파라미터를 통해 합금은 주조 및 단조 소재와 동등하거나 그 이상의 기계적 특성을 달성합니다. 그러나 제작 속도가 빨라지면 균열 문제가 발생할 수 있습니다. 멀티레이저 시스템은 생산성 향상에 도움이 됩니다.
자주 묻는 질문
Q: 인코넬 718 합금은 어떤 용도로 사용되나요?
A: 인코넬 718 니켈 기반 초합금은 최대 700°C의 온도에서 뛰어난 강도와 산화 및 내식성을 가지고 있습니다. 가스 터빈, 항공기 엔진, 원자로, 펌프, 툴링 및 극한 조건에서 작동하는 기타 중요 부품에 널리 사용됩니다.
Q: 인코넬 718은 용접이 가능한가요?
A: 인코넬 718은 용접이 가능합니다! 극한의 온도에서도 높은 강도와 내식성으로 잘 알려진 이 초합금은 항공우주 및 발전 산업에서 선호되는 소재입니다.
Q: 인코넬 718은 어떻게 만들어지나요?
A: 일반적으로 진공 유도 용융(VIM)과 진공 아크 재용융(VAR)을 사용하는 이중 용융 공정을 통해 생산되어 깨끗한 고순도 소재를 보장합니다.
Q: 인코넬 718을 가공할 수 있나요?
A: 네, 하지만 인성과 가공 경화 특성으로 인해 까다로운 소재입니다. 효과적인 가공을 위해서는 특별한 도구와 기술이 필요합니다.
Q: 인코넬 718은 극한의 환경을 어떻게 견뎌내나요?
A: 산화에 대한 내성이 뛰어나고 매우 높은 온도에서도 강도를 유지하므로 열악한 환경에 이상적입니다.
Q: 인코넬 718과 다른 인코넬 합금의 차이점은 무엇인가요?
A: 각 인코넬 합금에는 고유한 구성과 특성이 있습니다. 특히 인코넬 718은 다른 인코넬 합금에 비해 강도가 높고 용접을 포함한 제작이 쉬운 것으로 알려져 있습니다.
