Inconel 718 în fabricație aditivă: imprimare 3D pentru componente aerospațiale

Inconel 718 (UNS N07718)este cel mai utilizat superaliaj pe bază de-nichel în producția de aditivi aerospațiali, reprezentând peste 60% din toate piesele metalice AM ale motoarelor cu turbine cu gaz. Combinația dintre rezistența la temperatură înaltă-(până la 700 de grade C), rezistența excelentă la fluaj și sudabilitatea bună îl face ideal pentru procesele de fuziune cu strat de pulbere cu laser (LPBF) și topire cu fascicul de electroni (EBM). Acest articol examinează parametrii procesului, evoluția microstructurală, proprietățile mecanice, cerințele de post-procesare și standardele de calitate pentru componentele Inconel 718 AM pentru industria aerospațială-.

Inconel 718 in Additive Manufacturing 3D Printing for Aerospace Components

Inconel 718 reprezintă peste 60% din piesele metalice AM din motoarele cu turbină cu gaz, deoarece oferă echilibrul optim între rezistența la temperatură înaltă (până la 700 de grade C), sudabilitate excelentă cu susceptibilitate minimă la fisurare și o bază de date bine-conființată a parametrilor de proces pe platformele LPBF și EBM.

Inconel 718 este un aliaj de nichel-crom care poate fi întărit prin precipitare, care conține adaosuri substanțiale de fier, niobiu, molibden și titan. Aliajul își derivă rezistența din precipitații gamma dublu (Ni3Nb) și gamma prim (Ni3(Al,Ti)) care se formează în timpul tratamentelor termice de îmbătrânire. Avantajele cheie pentru fabricarea aditivă includ:

Proprietate	Inconel 718	Inconel 625	Waspaloy	Relevanța pentru AM
Temperatura Solidus	1260 de grade C	1290 de grade C	1330 de grade C	Fereastra de procesare mai mare cu=solidus
Susceptibilitate la fisurare	Scăzut	Foarte Scăzut	Ridicat	Minimizează fisurarea de solidificare în AM
Conținut Gamma Prime	15-20%	0%	40%	Conținut moderat de precipitat=sudabilitate bună
Rezistența la tracțiune (RT)	1375 MPa	827 MPa	1295 MPa	Cel mai mare dintre superaliajele sudabile
Ruptură prin fluaj (650 grade C)	400+ ore	150 de ore	600+ ore	Excelent pentru componentele turbinei
Costul pulberii ($/kg)	80-120	90-130	150-200	Cost-eficient pentru producție
Baza de date a proceselor AM	extins	Limitat	Foarte limitat	Pregătire pentru tehnologie matură
Aerospace AM Adopție	60%+ din piesele turbinei	15%	5%	Standard industrial

Sursa: ASTM B637; SAE AMS 5662; Baza de date GE Aviation AM 2024

Conținutul de prim gamma relativ scăzut al aliajului (15-20% față de 40%+ în Waspaloy și Udimet 720) reduce riscul de fisurare prin deformare-în timpul tratamentului termic post-AM. Acest lucru face ca Inconel 718 să fie unic adecvat pentru geometriile AM complexe care necesită reducerea tensiunilor și întărirea prin precipitare fără fisurare.

Parametrii LPBF optimi pentru Inconel 718 sunt puterea laserului 200-300W, viteza de scanare 800-1200 mm/s, grosimea stratului 30-40 micrometri și distanța trapei 80-120 micrometri, obținând densități de peste 99,9% și rugozitate a suprafeței de 5-10 micrometri.

Fuziunea cu strat de pulbere laser (LPBF) este procesul AM dominant pentru componentele aerospațiale Inconel 718. Fereastra procesului este definită de densitatea de energie volumetrică (VED), calculată ca:

VED (J/mm3)=Putere laser (W) / [Viteza de scanare (mm/s) x Spațierea hașurilor (mm) x Grosimea stratului (mm)]

Parametru	Interval optim	Efect dacă este prea scăzut	Efect dacă este prea mare	Toleranță critică
Putere laser	200-300 W	Lipsa fuziunii, porozitate	Găurirea cheii, stropire	+/- 10 W
Viteza de scanare	800-1200 mm/s	Bazin de topire excesivă, zgură	Lipsa fuziunii, baling	+/- 50 mm/s
Grosimea stratului	30-40 micrometri	Rezoluție slabă, efect de trepte{0}}scări	Topire incompletă	+/- 5 micrometri
Spațierea trapei	80-120 micrometri	Retopire, productivitate scăzută	Lipsa fuziunii între piste	+/- 10 micrometri
Densitatea energiei volumetrice	50-80 J/mm3	Porozitate > 0,5%	Golirea cheii, rugozitatea suprafeței	+/- 5 J/mm3
Temperatura de preîncălzire	80-200 grade C	Tensiune reziduala > 800 MPa	Risc de oxidare	+/- 20 grade C
Temperatura plăcii de construcție	100-200 grade C	Deformare, delaminare	Degradarea pulberii	+/- 10 grade C
Oxigenul camerei	< 100 ppm	Incluziuni de oxid, proprietăți slabe	Probleme de stabilitate a procesului	< 50 ppm recommended

Sursa: Ghidul parametrilor EOS Inconel 718; SAE AMS 7011; NASA MSFC-STD-3716

Sistemele LPBF moderne folosesc strategii de scanare în dungi sau în șah cu rotație de 67-de grade între straturi pentru a reduce stresul rezidual și dezvoltarea texturii. Lățimile tipice ale dungilor sunt de 5-10 mm, cu o suprapunere de 10% între dungi. Pentru componentele înalte, cu pereți subțiri, scanările de contur la putere redusă (150-200 W) și viteză mai mică (600-800 mm/s) îmbunătățesc finisarea suprafeței și acuratețea dimensională.

EBM produce Inconel 718 cu tensiuni reziduale cu 40-60% mai mici, structură de granulație mai fină (dimensiunea medie a granulelor 20-50 micrometri vs 50-200 micrometri pentru LPBF) și elimină nevoia de ameliorare a tensiunilor, dar realizează o precizie dimensională mai mică (+/{- 0.3 mm vs +/- 0.1 mm) și necesită funcționare în vid.

How Does EBM Compare to LPBF for Inconel 718 Aerospace Components

Caracteristică	LPBF (Laser)	EBM (Fascicul de electroni)	Impact aerospațial	Criterii de selecție
Temperatura de construcție	80-200 grade C	900-1100 grade C	Tensiune reziduală: LPBF 800+ MPa, EBM < 200 MPa	EBM preferat pentru piese mari, complexe
Structura cerealelor	Columnar, 50-200 micrometri	Echiaxial, 20-50 micrometri	EBM: proprietăți mai izotrope	EBM pentru componentele critice-oboselii
Ca-densitate construită	99.5-99.9%	99.7-99.95%	Ambele ating densitatea completă după HIP	Echivalent pentru rezistența statică
Rugozitatea suprafeței (Ra)	5-10 micrometri	20-30 micrometri	LPBF necesită mai puțină prelucrare	LPBF pentru caracteristici de precizie
Precizie dimensională	+/- 0.1 mm	+/- 0.3 mm	LPBF: toleranțe mai strânse	LPBF pentru suprafețe de împerechere
Dimensiunea minimă a caracteristicilor	0,1-0,2 mm	0,3-0,5 mm	LPBF: detalii mai fine	LPBF pentru pereți subțiri, canale de răcire
Rata de construire	5-20 cm3/h	50-80 cm3/h	EBM: de 3-5 ori mai rapid	EBM pentru producție de-volum mare
Reciclabilitate a pulberii	5-10 cicluri	10-20 de cicluri	EBM: cost mai mic al pulberii pe parte	EBM pentru programe-sensibile la costuri
Structura de suport	Necesar (10-30% din volumul părții)	Minimal (suporturi pentru tort sinterizat)	EBM: mai puțină-procesare post	EBM pentru canale interne complexe
Reducerea stresului este necesară	Da, obligatoriu	Nu, ameliorarea stresului-in situ	EBM: flux de lucru simplificat	EBM reduce timpul de livrare 2-3 zile

Sursa: Ghidul utilizatorului Arcam EBM Inconel 718; Foaie de parametri EOS M 290; Specificația procesului GE Aviation

Temperatura ridicată de construcție în EBM (900-1100 grade C) se apropie de temperatura de recoacere a soluției Inconel 718, rezultând o reducere a tensiunilor la fața locului și o microstructură mai uniformă. Acest lucru elimină riscul de distorsiune în timpul reducerii tensiunilor după construcție, care este esențial pentru componentele aerospațiale mari, cum ar fi carcasele turbinei și suporturile structurale. Cu toate acestea, finisarea mai grosieră a suprafeței EBM și toleranțele mai slabe necesită prelucrare pentru majoritatea suprafețelor funcționale.

După cum-construit, Inconel 718 prezintă granule coloane aliniate cu direcția de construcție, puternice<001>textura fibrei, faza Laves și segregarea carburilor în regiunile interdendritice și microduritate de 320-380 HV care necesită recoacere cu soluție și îmbătrânire dublă pentru a obține întărirea prin precipitare.

Caracteristica microstructurală	LPBF Așa cum-construit	EBM As-construit	Linie de bază forjată	Semnificația aerospațială
Morfologia cerealelor	Columnar, raport de aspect 3:1 până la 5:1	Coloane mixte-echiaxiale, raport de aspect 1,5:1 până la 2:1	Equiaxed, ASTM 4-6	Boabele coloanei produc proprietăți anizotrope
Dimensiunea medie a boabelor	50-200 micrometri (lungime)	20-50 micrometri	25-100 micrometri	Boabele mai fine puterea de curgere=mai mare (Hall-Petch)
Textura cristalografică	Puternic<001>textura fibrelor (3-5x aleatoriu)	Textura moderată (1,5-2x aleatoriu)	Aleatoriu	Textura afectează rata de creștere a fisurilor de oboseală
Fracția de fază Laves	3-8%	2-5%	< 1%	Faza de laves epuizează Nb, reduce puterea
Distribuție Carbură	Carbure MC la limitele granulelor	MC dispersat și M23C6	Carburi MC dispersate	Carburele afectează rezistența la fluaj
Gamma Double Prime	Niciuna (necesită îmbătrânire)	Minimal (învechire in-situ în EBM)	15-20% după tratament termic	Precipitatele oferă rezistență
Microduritate (HV)	320-380	350-420	340-400 (soluție recoaptă)	Duritatea indică starea de precipitare
Porozitate reziduală	0,1-0,5% (porozitatea gazului, lipsa de fuziune)	0.05-0.3%	< 0.01%	Porozitatea reduce durata de viață la oboseală

Sursa: Acta Materialia Vol 215 (2021); Metallurgical Transactions A Vol 52 (2021); Raport tehnic NASA NASA/TM-2020-5001273

Ratele rapide de solidificare în LPBF (10^5 până la 10^6 K/s) și EBM (10^3 până la 10^4 K/s) au ca rezultat o solubilitate solidă extinsă și structuri dendritice rafinate în comparație cu materialul forjat. Cu toate acestea, segregarea niobiului în timpul solidificării promovează formarea fazei Laves în regiunile interdendritice. Faza Laves (Ni,Fe,Cr)2(Nb,Mo,Ti) este fragilă și epuizează matricea de niobiu necesară pentru precipitarea gamma dublă. Recoacere cu soluție la 1065-1100 grade C dizolvă faza Laves și omogenizează distribuția niobiului.

Piesele Inconel 718 AM de calitate aerospațială necesită presare izostatică la cald (HIP) la 1165-1190 grade C / 100-150 MPa / 4 ore, urmată de recoacere la soluție la 1065-1100 grade C / 1 oră și îmbătrânire dublă la 760 de grade C / 810 °C ore pentru a atinge 1065-1100 grade C/1 oră rezistență de 1375 MPa și durată de viață la rupere care depășește 400 de ore la 650 grade C.

What Heat Treatment Is Required for Aerospace-Grade Inconel 718 AM Parts

Etapa de tratament	Parametrii	Scop	Rezultat	Referință pentru specificații
Reducerea stresului (numai LPBF)	1065 grade C / 1 oră / AC	Eliberați stresul rezidual, preveniți distorsiunile	Tensiuni reziduale < 50 MPa	AMS 2774
Presare izostatică la cald (HIP)	1165-1190 grade C / 100-150 MPa / 4 ore / FC	Eliminați porozitatea, îmbunătățiți oboseala	Densitate > 99,99%, porozitate < 0,01%	AMS 2750, ASTM A988
Recoacerea prin soluție	1065-1100 grade C / 1 oră / AC	Se dizolvă faza Laves, se omogenizează Nb	uniformitate Nb > 95%, Laves < 1%	AMS 5662
Prima îmbătrânire	760 grade C / 10 ore / FC până la 650 grade C	Precipitat gamma dublu prim	Gamma dublu prim 10-15%	AMS 5662
A doua îmbătrânire	650 grade C / 8 ore / AC	Precipitație completă, supraîmbătrânire pentru stabilitate	Gamma dublu prim + gamma prim 18-22%	AMS 5662
Îmbătrânire directă alternativă	720 grade C / 8 ore + 620 grade C / 8 ore	Omiteți recoacerea cu soluție pentru geometrii simple	Rezistență +5-10%, ductilitate -20%	Nu este recomandat pentru industria aerospațială

Sursa: SAE AMS 2774; SAE AMS 5662; NASA MSFC-SPEC-3717; ASTM F3055

HIP este esențial pentru piesele AM din domeniul aerospațial, deoarece închide porozitatea internă care acționează ca locuri de inițiere a fisurilor de oboseală. Studiile arată că HIP crește durata de viață la oboseală cu 50-200% în comparație cu materialul AM non-HIP. Fereastra de temperatură de recoacere a soluției (1065-1100 grade C) este critică: temperaturile sub 1065 grade C nu dizolvă complet faza Laves, în timp ce temperaturile peste 1100 grade C determină creșterea excesivă a granulelor (ASTM 2 sau mai grosier) care degradează rezistența la fluaj.

LPBF și EBM Inconel 718 complet tratate termic{0}}ating proprietăți de întindere în 5% din materialul forjat (1375 MPa UTS, 1100 MPa YS, 15% alungire) și depășesc durata de viață la oboseală forjată cu 20-40% după HIP, dar prezintă o rezistență reziduală la impact de 15-25% datorită rezistenței reziduale a texturii și la impact.

Proprietate	LPBF (HIP + HT)	EBM (HIP + HT)	Forjat (AMS 5662)	Cerință Aerospec
Rezistența maximă la tracțiune (RT)	1350-1400 MPa	1330-1380 MPa	1375 MPa min	1240 MPa min (AMS 5662)
Limita de curgere (RT)	1080-1130 MPa	1060-1110 MPa	1100 MPa min	1035 MPa min (AMS 5662)
Alungire (RT)	12-18%	14-20%	15% min	12% min (AMS 5662)
Reducerea suprafeței (RT)	25-35%	30-40%	30% min	20% min (AMS 5662)
UTS la 650 de grade C	1100-1180 MPa	1080-1150 MPa	1150 MPa tipic	Nu este specificat
Randament la 650 grade C	900-950 MPa	880-930 MPa	920 MPa tipic	Nu este specificat
Rupere la efort (650 grade C, 690 MPa)	350-500 ore	400-550 ore	400 ore min	400 ore min (AMS 5662)
Fluaj (650 grade C, 690 MPa, 0,2%)	80-120 ore	90-130 ore	100 de ore tipic	Nu este specificat
Oboseală cu ciclu înalt (10^7 cicluri, RT)	500-550 MPa	520-580 MPa	480-520 MPa	Nu este specificat
Oboseală cu ciclu scăzut (10^4 cicluri, RT)	+/- 0.8% tensiune	+/- 0.85% tensiune	+/- 0.75% tensiune	Nu este specificat
Rezistența la fractură KIC (RT)	100-120 MPa sqrt(m)	110-130 MPa sqrt(m)	100-130 MPa sqrt(m)	Nu este specificat
Energie de impact Charpy (RT)	40-60 J	50-70 J	45-65 J	Nu este specificat

Sursa: SAE AMS 5662; MMPDS-17; Raport tehnic NASA NASA/TM-2020-5001273; Baza de date de testare JN Alloys

Microstructura rafinată de la solidificarea rapidă contribuie la performanța la oboseală îmbunătățită a AM Inconel 718. Cu toate acestea, anizotropia rămâne o preocupare: ductilitatea la tracțiune și rezistența la impact testate perpendicular pe direcția de construcție sunt de obicei cu 15-25% mai mici decât valorile longitudinale. Această anizotropie este atribuită structurii granulelor columnare și<001>alinierea texturii. Pentru componentele critice de rupere-, permisele de proiectare trebuie să țină cont de variația proprietăților direcționale.

Pulberea Aerospace Inconel 718 trebuie să îndeplinească o distribuție a dimensiunii particulelor de 15-45 micrometri (D10: 20 micrometri, D50: 30 micrometri, D90: 40 micrometri pentru LPBF), conținut de oxigen sub 200 ppm, azot sub 100 ppm, curgere a pulberii peste 25 de secunde și de peste 25 de secunde. g/cm3 conform AMS 7011 și ASTM F3049.

What Powder Quality Standards Apply to Aerospace Inconel 718 AM

Parametru	Limită de specificație	Valori tipice	Efect dacă nu-din-spec	Metoda de testare
Dimensiunea particulelor D10	15-22 micrometri	18-20 micrometri	D10 prea scăzut: curgere slabă, defecte de răspândire	ASTM B822 (difracție cu laser)
Dimensiunea particulelor D50	28-35 micrometri	30-32 micrometri	D50 prea mare: densitate slabă de ambalare, porozitate	ASTM B822
Dimensiunea particulelor D90	38-48 micrometri	40-43 micrometri	D90 prea mare: lipsa de fuziune, rugozitatea suprafeței	ASTM B822
Sateliți (< 10 micrometers)	< 5%	2-4%	Sateliții provoacă aglomerare, răspândire slabă	Analiza imaginii SEM
Conținut de oxigen	< 200 ppm	100-150 ppm	O2 ridicat: incluziuni de oxid, ductilitate redusă	ASTM E1019 (fuziune de gaz inert)
Conținut de azot	< 100 ppm	40-80 ppm	N2 ridicat: formarea nitrurilor, variația proprietăților	ASTM E1019
Densitatea aparentă	>4,5 g/cm3	4,6-4,8 g/cm3	Densitate scăzută: ambalare slabă, porozitate	ASTM B212 (debitmetru Hall)
Fluiditate (Sală)	< 25 seconds/50g	18-22 secunde/50g	Curgere lentă: defecte de răspândire, straturi ne-uniforme	ASTM B213
Reciclarea pulberii (cicluri)	5-10 cicluri (LPBF)	8-10 cicluri tipice	Reutilizare excesivă: acumularea de oxid, pierderea proprietății	Urmăriți schimbarea PSD, creșterea O2
Contaminare (particule străine)	< 0.01%	< 0.005%	Contaminanți: incluziuni, împrăștiere a proprietăților	Analiza SEM/EDS

Sursa: SAE AMS 7011; ASTM F3049; ASTM F3055; Specificații pentru pulbere EOS

Reciclabilitatea pulberii este un factor critic de cost pentru producția AM aerospațială. Studiile arată că pulberea Inconel 718 poate fi reutilizată 8-10 cicluri în LPBF și 15-20 cicluri în EBM înainte ca distribuția dimensiunii particulelor să se schimbe și absorbția oxigenului să depășească limitele acceptabile. Un protocol de gestionare a pulberii trebuie să urmărească ciclurile cumulate de reutilizare și să amestece pulberea virgină pentru a menține caracteristicile consistente. Ratele tipice de adăugare a pulberii virgine sunt de 20-30% pe ciclu de construcție.

Componentele aerospațiale AM Inconel 718 necesită scanare CT 100% pentru defecte interne (dimensiunea minimă a defectului detectabil 0,2 mm), inspecție a suprafeței prin penetrant colorant sau curenți turbionari, verificare dimensională conform ISO 2768-mK și testare mecanică a probelor martor conform NASA MSFC-STD-37165 și ASTM F37165.

Metoda NDT	Capacitate de detectare	Aplicație	Criterii de acceptare	Referință standard
Tomografie computerizată (CT)	Porozitate > 0,2 mm, lipsă de fuziune > 0,3 mm	Detectarea defectelor interne	Max pori: 0,5 mm, Max cluster: 3 mm	ASTM E1441, ASTM E1695
colorant penetrant (FPI)	Fisuri la suprafata > 0,5 mm	Detectarea defectelor de suprafață	Fără fisuri, porozitate sau incluziuni	ASTM E1417, AMS 2644
Curent turbionar	Defecte de suprafață/aproape{0}}de suprafață > 0,2 mm	Scanare-de suprafață de mare viteză	Fără indicații > standard de referință	ASTM E309
Ultrasunete (Matrice fază)	Defecte interne > 0,5 mm	Inspecție-secțiunii groase	Specificație specifică-persiunii	ASTM E2375
Radiografie (-raze X)	Goluri > 1% grosime, incluziuni	Regiuni de-densitate mare, geometrie complexă	Conform ASTM E1742, nivel de calitate 2-2T	ASTM E1742
Dimensional (CMM)	+/- 0.025 mm (laborator), +/- 0.05 mm (producție)	Verificarea dimensională	Toleranțe pe desen	ISO 2768-mK
Rugozitatea suprafeței	Măsurarea Ra	Ca suprafețe-construite și prelucrate	Ra < 6,3 micrometri (așa cum-construit), Ra < 1,6 (prelucrat)	ISO 4287
Testarea probelor de martori	Exemplare de tracțiune, oboseală, fluaj din aceeași construcție	Verificarea proprietăților mecanice	Conform AMS 5662 sau caietul de sarcini	ASTM F3055, NASA MSFC-STD-3716

Sursa: NASA MSFC-STD-3716; ASTM F3055; SAE ARP5752; ISO 2768

Scanarea CT este metoda NDT principală pentru piesele AM, deoarece surprinde întreaga distribuție 3D a defectelor. Sistemele moderne de micro-CT ating dimensiuni de voxel de 10-20 de micrometri, permițând detectarea grupurilor de porozitate, lipsa-defectelor de fuziune și incluziuni care ar scăpa de radiografia convențională. Pentru piesele de producție, datele CT sunt comparate cu modelele CAD pentru a verifica atât integritatea internă, cât și conformitatea dimensională într-o singură inspecție.

Inconel 718 AM reduce timpul de livrare cu 60-80% (2{-4 săptămâni față de 10-16 săptămâni pentru prelucrarea din solid) și realizează o utilizare de 30-50% a materialului față de 5-15% pentru prelucrarea convențională, dar costul piesei rămâne de 2-4 ori mai mare decât pentru fabricarea simplă a geometriei; AM devine competitiv din punct de vedere al costurilor pentru piesele complexe cu rapoarte buy-to-fly sub 5:1.

Cost/Factor de timp condus	AM (LPBF)	AM (EBM)	Prelucrare convențională	Forjare convențională
Costul părții (paranteză simplă)	$800-1200	$600-900	$300-500	N/A (nu este fezabil)
Costul piesei (pala turbină complexă)	$2000-3000	$1500-2500	4000-6000 USD (din solid)	6000-10000 USD (forja + mașină)
Timp de livrare (parte simplă)	2-3 saptamani	2-3 saptamani	6-8 saptamani	16-24 săptămâni
Timp de livrare (parte complexă)	3-4 saptamani	2-3 saptamani	10-16 săptămâni	24-40 de săptămâni
Utilizarea materialelor	30-50%	40-60%	5-15%	10-25%
Raportul Cumpărare-la-Zbor	2:1 până la 4:1	1,5:1 până la 3:1	8:1 până la 20:1	4:1 până la 8:1
Instrumente necesare	Niciuna (direct din CAD)	Nici unul	Fixare, jiguri, programe	Matrice de forjare, accesorii
Costul NRE (primul articol)	500-2000 USD (configurare)	$500-2000	$5000-15000	$50000-200000
Cantitatea minima de comanda	1 parte	1 parte	1 parte (NRE ridicat)	50-100 de piese
Costul modificării designului	200-500 USD (reconstruire)	$200-500	2000-5000 USD (reprogramare)	$10000+ (moare noi)

Sursa: JN Alloys Customer Data 2024; Roland Berger AM Cost Model; Studiu Deloitte Aerospace AM 2024

Argumentul de afaceri pentru Inconel 718 AM este cel mai puternic pentru piesele cu una sau mai multe dintre următoarele caracteristici: (1) geometrie internă complexă, cum ar fi canalele de răcire care nu pot fi prelucrate, (2) raporturi cumpără-la-fly care depășesc 8:1 în producția convențională, (3) volume reduse de producție (1{{111} domină designul), unde designul 40 domină frecvent) iterații care necesită un răspuns agil sau (5) aplicații critice pentru greutate în care optimizarea topologiei oferă o reducere semnificativă a masei.

Inconel 718 este aliajul de bază al industriei aerospațiale pentru fabricarea aditivă, cu un nivel de pregătire a tehnologiei matur, o bază de date extinsă de proces și o moștenire de zbor dovedită pe platformele LPBF și EBM.

Principalele concluzii pentru AM aerospațial al Inconel 718:

1. Selectarea procesului:LPBF pentru caracteristici de precizie și detalii fine; EBM pentru componente mari,-sensibile la stres, care necesită o distorsiune minimă.

2. Controlul microstructurii:Solidificarea rapidă rafinează structura cerealelor, dar creează anizotropie; HIP și tratamentul termic adecvat sunt obligatorii pentru aplicațiile aerospațiale.

3. Realizarea proprietății:AM Inconel 718 complet-tratat termic îndeplinește sau depășește proprietățile forjate; viata la oboseala se imbunatateste cu 20-40% dupa HIP datorita porozitatii eliminate.

4. Asigurarea calității:Scanarea CT este esențială pentru detectarea defectelor interne; specimenele martor validează proprietățile mecanice pentru fiecare construcție.

5. Viabilitatea economică:AM devine competitiv din punct de vedere al costurilor-pentru modele de geometrie complexă (cumpărare-pentru a-zbura > 8:1), volume reduse sau design optimizat cu topologie-care realizează o reducere semnificativă a greutății.

Pentru OEM-urile din industria aerospațială și furnizorii de nivel 1 care evaluează Inconel 718 AM, se recomandă o abordare etapizată: (1) calificarea parametrilor de proces conform AMS 7011 și ASTM F3055, (2) stabilirea protocoalelor de gestionare a pulberii, (3) validarea ciclurilor de tratament termic, (4) dezvoltarea permiselor de proiectare care să țină cont de anizotropie și (5) implementarea sistemelor robuste de calitate conform NDT-ului NASA și (5) MSFC-STD-3716.