| セクション | アイテム | 価格／仕様 |
|---|---|---|
| 代表的な用途 | 説明 | ディスク、リング、ブレード、シャフト、ファスナー、弾性部材、板金構造物、ケーシング、その他の部品の製造に適しています。 |
| 適用可能なプロセス | プロセス | SLMLSF（レーザー固体成形） |
| 化学組成（重量％） | C | ≤ 0.08 |
| Cr | 17.0～21.0 | |
| ニ | 50.0～55.0 | |
| 株式会社 | ≤ 1.0 | |
| モ | 2.8～3.3 | |
| 鉄 | バル。 | |
| アル | 0.2～0.8 | |
| ティ | 0.65～1.15 | |
| ナンバー | 4.75～5.50 | |
| マンガン | ≤ 0.35 | |
| P | ≤ 0.015 | |
| S | ≤ 0.015 | |
| B | ≤ 0.006 | |
| Si | ≤ 0.35 | |
| マグネシウム | ≤ 0.01 | |
| 銅 | ≤ 0.3 | |
| O | ≤ 0.02 | |
| N | ≤ 0.02 | |
| 注記： 「/」は指定されていないか、該当しないことを示します。 | ||
| 物理的性質（粉末） | D10 (μm) | 15歳以上 |
| D50（μm） | 30～40 | |
| D90 (μm) | ≤ 60 | |
| 球形度 | ≥ 0.9 | |
| 見かけ密度（g/cm³） | ≥ 4.4 | |
| タップ密度（g/cm³） | ≥ 5.0 | |
| 流動性（s/50g） | 18歳以下 | |
| 機械的特性（熱処理後＋時効処理後） | 試験温度 | 引張強度（MPa） |
| 室温（引張強度） | 1300以上 | |
| 650℃（引張） | 1000以上 | |
| 650℃（応力破壊） | 初期応力：690 MPa |
1. このIN718超合金粉末の利点と特徴
1.1 産業用途向けに最適化
IN718超合金粉末は、航空宇宙、エネルギー、高性能エンジニアリング分野における要求の厳しい産業用途向けに特別に設計されています。その汎用性の高い組成と粉末特性により、ディスク、リング、ブレード、シャフト、ファスナー、弾性要素、板金構造、ケーシングなどの重要な部品の製造に最適です。 SLM この技術により、粉末の堅牢な性能は、ジェットエンジン部品から石油・ガス機器まで、過酷な環境下でも信頼性の高い動作を保証します。
1.2 素晴らしい SLM 加工性
IN718粉末は、優れた流動性（≤18秒/50g）と高い球形度（≥0.9）を示し、これらは、均一な粉末散布と層均一性にとって重要なパラメータです。 SLM プロセス。最適化された粒子径分布（D10 ≥15 μm、D50 30～40 μm、D90 ≤60 μm）により、優れた充填密度が確保され、印刷部品の多孔性が最小限に抑えられるため、優れた表面仕上げと寸法精度が得られます。これらの特性により、複雑な形状を最小限の欠陥で確実に製造できます。
1.3 堅牢な機械的性能
IN718粉末は、室温および高温の両方で優れた機械的特性を発揮します。熱処理および時効処理後、室温では1300 MPa以上の引張強度と1100 MPa以上の降伏強度という卓越した性能を実現します。650℃においても、引張強度1000 MPa以上、降伏強度900 MPa以上という優れた性能を維持します。650℃での応力破断試験では、690 MPaの初期応力下で30時間以上の耐久性を示し、長期にわたる高温用途に適しています。
1.4 安定した物理的性質
この粉末は、見かけ密度が4.4 g/cm³以上、タップ密度が5.0 g/cm³以上という一貫した物理的特性を示し、溶融時の確実な粉末層形成と予測可能な溶融プール挙動を保証します。 SLM 加工において、これらの安定した特性は、再現性の高い製造結果とプロセス変動の低減に貢献し、工業規模の生産に不可欠です。
1.5 高純度および組成制御
厳格な品質管理のもと製造されたIN718粉末は、極めて低い不純物レベルを維持しながら、厳密な組成公差を保っています。重要な強化元素は規定の範囲内で精密に制御され、硫黄（≤0.015%）、リン（≤0.015%）、ホウ素（≤0.006%）、酸素（≤0.02%）などの有害な不純物は極めて低いレベルに抑えられており、最適な材料性能と耐食性を保証します。
2. IN718超合金粉末の概要
2.1 化学組成特性
IN718は、以下の主要な組成特性を持つニッケル・鉄系超合金です。
| 要素 | 含有量（重量％） | 関数 |
|---|---|---|
| ニッケル（Ni） | 50.0～55.0 | 固溶強化と高温安定性をもたらす主要な基本元素 |
| 鉄（Fe） | バランス | コスト効率と磁気特性に貢献する基本要素 |
| クロム（Cr） | 17.0～21.0 | 優れた耐酸化性と耐腐食性を備えています。 |
| ニオブ（Nb） | 4.75～5.50 | 強化γ”相（Ni₃Nb）とγ相（Ni₃(Al,Ti)）を形成 |
| モリブデン（Mo） | 2.8～3.3 | 固溶強化と高温強度を向上させる |
| チタン（Ti） | 0.65～1.15 | 時効硬化のためのγ相形成に寄与する |
| アルミニウム（Al） | 0.2～0.8 | 析出強化のためのγ相を形成する |
| 炭素（C） | ≤0.08 | 粒界強化のための炭化物を形成する |
| シリコン（Si） | ≤0.35 | 酸化耐性と脱酸素性を向上させる |
| マンガン（Mn） | ≤0.35 | 脱酸素剤であり、高温加工性を向上させる。 |
| コバルト（Co） | ≤1.0 | 高温強度を高める |
| 銅（Cu） | ≤0.3 | 耐腐食性を向上させる |
| ホウ素（B） | ≤0.006 | 粒界強化剤 |
| マグネシウム（Mg） | ≤0.01 | 脱酸素剤であり、鋳造性を向上させる。 |
| リン（P） | ≤0.015 | 不純物の制御 |
| 硫黄（S） | ≤0.015 | 不純物の制御 |
| 酸素（O） | ≤0.02 | 不純物の制御 |
| 窒素（N） | ≤0.02 | 不純物の制御 |
このバランスの取れた組成は、卓越した強度、耐食性、溶接性を備えており、積層造形において最も広く使用されている超合金の一つとなっている。
2.2 粉末の特性
この粉末は、特定の物理的特性が最適化されるように設計されており、 SLM 処理：
| パラメータ | 仕様 | 意義 |
|---|---|---|
| 粒子サイズD10 | ≥15μm | 適切な粉体の流れを確保し、過剰な微粒子の発生を防ぎます。 |
| 粒子径D50 | 30～40μm | 最適な中央値サイズ SLM 層厚と溶融池の制御 |
| 粒子サイズD90 | ≤60 μm | 表面欠陥を引き起こす可能性のある過大粒子を制限します。 |
| 球形度 | ≥0.9 | 均一な粉末散布を実現する優れた球形形状 |
| 見かけ密度 | ≥4.4 g/cm³ | 適切な粉体層の形成と層の均一性を確保します |
| タップ密度 | ≥5.0 g/cm³ | 高い充填密度は、印刷部品の多孔性を低減する。 |
| 流動性 | ≤18秒/50g | 優れた流動特性により、信頼性の高い粉体供給を実現します。 |
3．技術的な利点
IN718パウダーは、いくつかの明確な技術的利点を提供します。 SLM アプリケーション:
- 卓越した強度対重量比： 高強度と適度な密度を兼ね備えているため、重量が重要な用途に最適です。
- 優れた経年硬化性： γ相およびγ”相による析出硬化により、優れた機械的特性が得られる。
- 優れた耐腐食性： クロム含有量により、酸化や様々な腐食環境に対する耐性がもたらされる。
- 良好な溶接性： 低炭素含有量とバランスの取れた組成により、溶接後熱処理なしで優れた溶接性を実現します。
- 高温耐性： 650℃まで機械的完全性を維持し、タービンおよびエンジン部品に適しています。
- クリープおよび応力破壊抵抗： NbとMoの添加により、持続的な荷重下での変形に対する耐性が向上する。
- 疲労耐性： 回転部品にとって重要な、繰り返し荷重に対する優れた耐性
- 製造の柔軟性： 両方に対応 SLM およびLSF（レーザー固体成形）プロセス
4. SLM プロセスパラメータに関する推奨事項
粉末の特性に基づいて、以下 SLM 推奨されるプロセスパラメータは以下のとおりです。
レーザーパラメータ：
- レーザー出力： 200～350W（層の厚さと形状の複雑さによって異なる）
- スキャン速度: 800～1400 mm/秒
- ハッチ間隔： 80～110μm
- 層の厚さ： 30～50μm（D50粒子径に相当）
- レーザースポットサイズ： 80～120μm
ビルド環境:
- 雰囲気： 酸素含有量が50ppm以下のアルゴンまたは窒素
- ビルドプレート温度： 80～120℃（残留応力を低減するため）
- 予熱温度： オプション、大型部品の場合は150～200℃
スキャン戦略：
- パターン： チェス盤模様またはストライプ模様で、層間に67°の回転がある。
- 輪郭スキャン： 表面仕上げを向上させるため、出力を下げて（通常出力の60～80%）2～3回パスする。
- 島の大きさ： 応力分布は5×5mmから10×10mmまで
- 支持構造物： 45°を超える張り出し部分に必要で、取り外しが容易で接触面積が最小限になるように最適化されています。
プロセス監視:
- 融解プールのモニタリング： 欠陥検出のためのリアルタイム熱画像
- レイヤー検査: 粉体散布品質の現場カメラモニタリング
- 雰囲気制御： 構築中の酸素濃度を継続的に監視
5．後処理手順
ストレス解消：
- 温度： 600～650℃
- 間隔： 1～2時間
- 冷却： 残留応力を最小限に抑えるため、炉を冷却する。
- 目的： 急速凝固による内部応力を低減する
溶体熱処理：
- 温度： 950～980℃
- 間隔： 1時間
- 冷却： 急速空冷または水冷
- 目的： 二次相を溶解し、微細構造を均質化する
老化治療（2段階プロセス）：
- 最初の老化：
- 温度：715～725℃
- 所要時間：8時間
- 冷却：炉を50℃/時間の速度で620℃まで冷却する
- セカンドエイジング：
- 温度：620℃
- 所要時間：8時間
- 冷却方式：空冷
- 目的： γ相およびγ”相の強化相を析出させる
表面仕上げ：
- サポートの削除: 機械的除去後、研磨ブラスト処理（Al₂O₃、80～120グリット）を行う。
- 表面処理オプション：
- 航空宇宙の重要部品に対する電解研磨
- 表面欠陥除去のための化学エッチング
- 疲労寿命向上のためのショットピーニング
- 内部欠陥除去のための熱間等方圧プレス（HIP）
検査および試験：
- 非破壊検査（NDT）：
- 内部欠損のX線コンピュータ断層撮影（CT）
- バルクの完全性に関する超音波検査
- 表面欠陥に対する浸透探傷試験
- 機械的試験:
- 室温および高温での引張試験
- 繰り返し荷重用途における疲労試験
- 硬度試験（ロックウェルCスケール）
6. 性能仕様
機械的特性（熱処理＋時効処理後）：
| 試験条件 | 引張強度（MPa） | 降伏強度（MPa） | 伸長 （％） |
|---|---|---|---|
| 室温（引張強度） | 1300以上 | 1100以上 | ≥15.0 |
| 650℃（引張） | 1000以上 | 900以上 | ≥12.0 |
| 650℃（応力破壊） | 初期応力：690 MPa | 所要時間：30時間以上 | 伸び率：5.0以上 |
物理的性質:
- 密度： 約8.19 g/cm³（理論値）
- 融解範囲： 1260～1336℃
- 熱膨張： 13.0 × 10⁻⁶/°C (20～100°C)
- 熱伝導率： 100℃で約11.4 W/m·K
- 比熱容量： 20℃で約435 J/kg・K
- 電気抵抗率： 20℃で約1.28μΩ・m
環境耐性：
- 酸化耐性： 700℃まで優れた性能を発揮します。
- 耐腐食性： 海水、酸、各種工業用化学物質に対する優れた耐性
- 応力腐食割れ： 塩化物環境に対する耐性
7．応用分野
IN718粉末は、特に以下の用途に適しています。
航空宇宙：
- タービンディスクとブレード
- コンプレッサー部品
- エンジンケーシングおよびハウジング
- 留め具および構造ブラケット
- 着陸装置の構成部品
- ロケットエンジン部品
エネルギー：
- ガスタービン部品
- 蒸気タービンブレード
- 原子炉の構成要素
- 石油・ガスの坑内ツール
- 熱交換器部品
- 発電設備
工業：
- 高圧バルブおよび継手
- 化学処理装置
- 船舶推進部品
- 工具と金型
- 自動車レース用部品
- 医療用インプラント部品（生体適合性グレード）
8．類似粉末との比較
対ヘインズ 188:
| パラメータ | IN718 | ヘインズ 188 | アドバンテージ |
|---|---|---|---|
| 基本要素 | Ni-Fe | 株式会社 | IN718：低コスト、入手性向上 |
| 最大使用温度 | 650℃ | 980℃ | ヘインズ188：極端な温度条件に最適 |
| 室温強度 | ≥1300 MPa | ≥850 MPa | IN718：常温条件下でより高い強度 |
| 高温強度 | 650℃で1000MPa以上 | 980℃で190MPa以上 | アプリケーション依存 |
| 酸化耐性 | 700℃まで対応可能 | 1095℃まで優れた性能を発揮 | ヘインズ188：優れた酸化耐性 |
| 料金 | 適度 | 高い | IN718：よりコスト効率が良い |
| 最適な用途 | 一般航空宇宙、中程度の温度 | 極端な温度用途 |
対インコネル625：
| パラメータ | IN718 | インコネル625 | アドバンテージ |
|---|---|---|---|
| 強化メカニズム | 析出硬化 | 固溶体 | IN718：熟成後も強度が高い |
| ニオブ含有量 | 4.75～5.50％ | 3.15～4.15％ | IN718：γ”相の形成が増加 |
| モリブデン含有量 | 2.8～3.3％ | 8.0～10.0％ | インコネル625：優れた耐食性 |
| 室温強度 | ≥1300 MPa | 約830 MPa（竣工時） | IN718：著しく強力 |
| 溶接性 | 素晴らしい | 素晴らしい | 同等のもの |
| 耐腐食性 | 良い | 素晴らしい | インコネル625：過酷な環境下で優れた性能を発揮 |
| 最適な用途 | 高強度構造部材 | 腐食性環境、化学処理 |
対 Ti-6Al-4V:
| パラメータ | IN718 | Ti-6Al-4V | アドバンテージ |
|---|---|---|---|
| 密度 | 約8.19 g/cm³ | 約4.43 g/cm³ | Ti-6Al-4V：はるかに軽量 |
| 最大使用温度 | 650℃ | 400℃ | IN718：より高い耐熱性 |
| 強さ | ≥1300 MPa | 約900～1100MPa | IN718：高強度 |
| 耐腐食性 | 良い | 素晴らしい | Ti-6Al-4V：多くの環境下で優れた性能を発揮 |
| 料金 | 適度 | 高い | IN718：一般的にコスト効率が良い |
| 生体適合性 | 良い | 素晴らしい | Ti-6Al-4V：医療用インプラントに最適 |
| 最適な用途 | 高温航空宇宙、強度重要 | 重量に敏感な、医療用、海洋用 |
9. 注意事項
取り扱いと保管：
- 保管条件： 乾燥した不活性雰囲気（アルゴンまたは窒素）下で、密閉容器に入れて保管してください。
- 湿度制御： 湿気の吸収を防ぐため、相対湿度を40%未満に保ってください。
- 温度： 室温（15～25℃）で保管し、極端な温度変化を避けてください。
- 貯蔵寿命： 適切に保管した場合、通常は製造日から12ヶ月間
- 個人用保護具（PPE）の要件： 適切な個人用保護具を使用してください。以下を含みます。
- ニトリル手袋
- N95レスピレーター以上
- 安全メガネ
- 白衣または防護服
加工時の安全性：
- 換気： 適切な換気を確保してください SLM HEPAフィルターを備えた施設
- 大気モニタリング： 造形チャンバー内の酸素濃度を継続的に監視する（50ppm以下を推奨）。
- 防火： 金属粉末の取り扱いにおける火災予防対策を実施する：
- D級消火器をすぐに使用できる
- 火薬取扱区域では、裸火や火花は禁止です。
- 静電気放電を防ぐため、すべての機器を接地する。
- 粉末回収： 防爆設計の専用粉体回収システムを使用する
- 廃棄物処理： 金属粉末廃棄物の処分については、地域の規制に従ってください。
品質管理:
- 粉末特性評価： 定期的な検査項目：
- 粒子径分布（5回のビルドごと、または毎月）
- 流動性測定
- 化学組成の検証
- 酸素と窒素の含有量
- 粉末の再利用： 粉末の再利用サイクルを監視します（通常は最大3～5回の成形）。
- 組み立ての合間に粉末をふるいにかける（45～63μmのメッシュを推奨）。
- 新鮮な粉末（10～20％）を再利用粉末と混合する
- 流動性や化学組成に劣化が見られる粉末は廃棄してください。
- 汚染管理：
- さまざまな合金システムに対応した専用装置
- 材料交換の合間には厳格な洗浄手順を実施する
- 粉体供給システムの定期点検
- トレーサビリティ： 以下の項目を含む詳細なビルド記録を維持する：
- 粉末バッチ番号
- プロセスパラメータ
- 熱処理サイクル
- 検査結果
10．まとめ
IN718超合金粉末は、積層造形、特に選択的レーザー溶融（SLM）用途において、最も汎用性が高く広く使用されている材料の一つです。優れた流動性（≤18秒/50g）、高い球形度（≥0.9）、制御された粒度分布（D50：30～40μm）など、最適化された粉末特性により、信頼性の高い造形を実現します。 SLM 欠陥を最小限に抑え、機械的特性を一定に保った加工。
ニッケル鉄を主成分とし、クロム、ニオブ、モリブデン、チタン、アルミニウムを戦略的に添加した合金は、卓越した機械的性能を発揮します。適切な熱処理と時効処理後、IN718は室温で1300MPa以上の引張強度と1100MPa以上の降伏強度という優れた性能を実現するとともに、650℃でも1000MPa以上の引張強度を維持するなど、高温性能にも優れています。690MPaの初期応力下で650℃において30時間以上の応力破断性能を示すことから、高温での長期使用にも適していることが実証されています。
IN718は、そのバランスの取れた組成により、優れた耐食性、良好な溶接性、そしてγ相およびγ”相の析出による優れた時効硬化性を備えています。これらの特性により、航空宇宙（タービン部品、エンジン部品）、エネルギー（ガスタービン、原子力部品）、産業（高圧機器、化学処理）、防衛といった分野における要求の厳しい用途に最適です。
粉末は両方と適合します SLM LSFプロセスと、固溶化熱処理や2段階時効処理などの確立された後処理プロトコルを組み合わせることで、厳しい業界基準を満たす複雑で高性能な部品の製造が可能になります。Haynes 188は700℃を超える高温で優れた性能を発揮し、Inconel 625はより優れた耐食性を提供しますが、強度、耐熱性、コスト効率、およびプロセスの信頼性の最適なバランスが求められる用途では、IN718が依然として最適な材料です。
適切な取り扱い、加工、および品質管理措置を講じることで、IN718超合金粉末は、従来の製造方法では実現不可能な形状と性能特性を持つ部品を製造するために、製造業者が積層造形を活用することを可能にし、複数のハイテク産業におけるイノベーションを推進します。
11. カスタマイズサービス Forgecise
Forgecise 当社は、標準的な高温配合からお客様固有の高性能ニッケル基超合金まで、あらゆる範囲を網羅する包括的な超合金粉末カスタマイズソリューションを提供しています。Haynes 230、インコネルシリーズ、ハステロイのバリエーションなど、主要な超合金グレードをサポートし、化学組成、粒度分布、球形度、酸素/窒素含有量、熱膨張係数をお客様の産業および製造要件に合わせて精密に調整する能力を備えています。当社の超合金粉末は、以下のような要求の厳しい積層造形プロセス向けに最適化されています。 SLM EBM（電子ビーム溶解）技術により、最終的な航空宇宙、エネルギー、産業用部品において、安定した印刷性、高密度、優れた高温機械的特性、そして信頼性の高い性能を保証します。
