インコネル625の3Dプリンティング

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目次

インコネル625の3D印刷 は、高温強度と耐食性に優れたニッケル・クロム・モリブデン合金です。そのため、要求の厳しい用途向けの複雑な形状の3Dプリントに適しています。このガイドでは、3Dプリントしたインコネル625の組成、特性、パラメータ、用途の概要を説明します。

インコネル625の3D印刷入門

インコネル625は高性能超合金で、航空宇宙、海洋、原子力、化学産業などのアディティブ・マニュファクチャリングに頻繁に使用されています。主な特性は以下の通り:

表1: 3Dプリンターによるインコネル625素材の概要

プロパティ詳細
ニッケル含有量58-63%
高強度引張強さ 1,310 MPa
耐熱温度最高1,400°Fまたは760°C
耐食性耐熱性、耐酸性、耐アルカリ性に優れる。
耐クラック性優れた疲労強度と靭性
作業性溶接による接合
一般的な用途航空宇宙、海洋、産業用途

3Dプリンティングは、従来の方法では不可能だった複雑なインコネル625部品の製造を可能にします。インコネル625の組成、特性、印刷プロセスのパラメータ、用途などの詳細については、引き続きお読みください。

インコネル625の3D印刷
インコネル625の3D印刷 3

3d印刷インコネル625の化学組成

インコネル625合金の化学成分には、ニッケル、クロム、モリブデン、ニオブ、鉄が含まれる:

表2: インコネル625合金組成

エレメント重量
ニッケル(Ni)58.0 – 63.0 %
クロム(Cr)20.0 – 23.0 %
モリブデン (Mo)8.0 – 10.0 %
ニオブ3.15 – 4.15 %
鉄(Fe)残り
カーボン(C)≤ 0.10%
マンガン (Mn)≤ 0.50%
ケイ素 (Si)≤ 0.50%
リン (P)≤ 0.015%
硫黄 (S)≤ 0.015%
アルミニウム(Al)≤ 0.40%
チタン(Ti)≤ 0.40%
コバルト≤ 1.0%

慎重に最適化されたこのニッケル・クロムマトリックスは、延性、疲労強度、溶接性を維持しながら、耐熱性と耐食性の優れた組み合わせを提供します。

3Dプリンターによるインコネル625の機械的特性

インコネル625の機械的特性は、要求の厳しい用途に適しています:

表3: インコネル625の機械的性質

プロパティ価値
密度8.44 g/cm3
融点2,300〜2,460°F(1,260〜1,350°C)
引張強度125,000 – 240,000 psi
降伏強さ(焼きなまし)110,000psi以上
伸び最低30
ヤング率29 x 10^6 psi
ポディション比0.29
疲労強度110 – 129 ksi
破壊靭性200 ksi√in
硬度~35 HRC

強度、耐クラック性、耐熱性、耐食性の組み合わせにより、インコネル625は過酷な環境にも耐えることができます。

3Dプリンティング用インコネル625の主な利点

3Dプリンターによるインコネル625には大きな利点があります:

表4: の利点 インコネル625の3Dプリンティング 部品

メリット説明
高い強度対重量比鋼鉄と同等の強度を持ちながら、重量はわずかであるため、コストを節約できる。
極端な温度に耐える極低温から1,400°Fまで機械的特性を保持
耐食性1,400°Fまでの酸、アルカリ溶液に対する優れた耐薬品性
耐クラック性高い疲労強度で破壊に強い
熱安定性低熱膨張率で歪みを回避
食品の安全性溶出がなく、食品加工機器に認可されている
カスタム合金アプリケーションの要件に合わせて化学物質をカスタマイズ可能
複雑な形状加工では不可能な複雑な形状のプリント
連結アセンブリ溶接なしで複雑なアセンブリを印刷し、コストを削減
迅速な反復迅速なプロトタイプによる部品の設計、テスト、適合化

これらの利点は設計の可能性を広げ、より軽く、より強く、より長持ちする部品を可能にする。

インコネル625の推奨3Dプリントパラメータ

インコネル625部品をレーザー粉末床溶融および指向性エネルギー蒸着システムで印刷する場合の典型的なプロセスパラメータを示します:

表5: インコネル625標準3Dプリンティングパラメータ

パラメータ代表値
レイヤーの厚さ20 – 100 ミクロン
レーザー出力最大500W
スキャン速度800 – 1200 mm/s
ビーム径50 – 200 ミクロン
パウダーサイズ15 – 45 ミクロン
印刷の向き45°の角度
サポート体制必須
アニーリングオプション 2,100 – 2,300°F、2 時間

密度と残留応力のバランスを取る必要があります。ASTM F3056のような確立された方法に従うことで、割れや歪みを最小限に抑えることができます。次に、一般的な用途を見てみましょう。

3Dプリントインコネル625部品の用途

加工業的に製造されたインコネル625の一般的な用途には、以下のようなものがある:

表6: インコネル625 3Dプリンティング用途

産業用途コンポーネント
航空宇宙構造用ブラケット、エンジン部品、油圧システムタービンブレード、ロケットノズル、排気マニホールド、燃料エレメント
石油・ガスダウンホールツール、バルブ、坑口システムドリルビット、ワイヤーライン工具、クリスマスツリー
自動車ターボチャージャー、排気部品マニホールド、スーパーチャージャーローターハウジング、ターボインペラ
化学処理熱交換器、反応容器、配管継手パイプスプールとエルボー、ミキシングブレード、プロセス機器
食品と医薬品ミキサー、ドライヤー、ヒーター、コンベヤーベアリング、シャフト、ファスナー、コネクター
マリン推進部品、淡水化システムポンプ、インペラ、カップリング、バルブ
発電熱交換器、蒸気システム部品ヘッダー、過熱器チューブ、凝縮器チューブ

3Dプリンティングにより、より軽量で強度の高いインコネル625のカスタム部品が可能になり、要求の厳しい用途における複雑なアセンブリが統合され、重要なシステムでの採用が促進されます。

インコネル625の3D印刷
3Dプリンティング インコネル625 4

インコネル625を3Dプリントするための材料オプション

積層造形用の一般的なインコネル625合金オプションには、以下のものがあります:

表7: 共通 インコネル625の3Dプリンティング 素材フォーマット

タイプ説明主要物件
インコネル625規格添加剤として最も広く使用されているグレード引張強さ1050MPa、980℃での破断強さ760MPa
インコネル625ウルトラより高い密度と延性降伏強度と引張強度が30%向上
Inconel 718耐熱航空宇宙グレード優れた強度と硬度 >540°C
カスタム625合金アプリケーションに特化したカスタムケミストリー放射率、導電率、磁性などの向上

特殊化されたインコネル粉末は、粒子の形状、サイズ、化学的性質を最適化し、3Dプリントの成功を後押しします。

インコネル625 3Dプリンティング規格

3Dプリントされたインコネル625の部品と粉末を認定するための主な基準:

表8: インコネル625合金3Dプリント規格

スタンダード説明
ASTM F3056積層造形ニッケル合金標準仕様書
ASTM B946欠陥検出の基準
AMS 2801ニッケル合金の熱処理
AMS 5662レーザー粉末床溶融プロセス要件
ISO/ASTM 52900設計と製造の一般原則

印刷されたインコネル部品をこれらの仕様に従って認証することで、サービスにおける高い品質と信頼性が保証されます。

3Dプリンティング用インコネル625のサプライヤー

インコネル625金属粉末の主要サプライヤーには以下のものがある:

表9: インコネル625パウダーサプライヤー

サプライヤー説明価格
LPWテクノロジー幅広い合金範囲、カスタムパーティクル最適化$$$
サンドビック・オスプレイ標準および特注ニッケル合金粉末$$$
エラスティール幅広い超合金材料ポートフォリオ$$
AMG超合金英国ニッケル合金に特化$-$$
テクナ先進のプラズマ球状化プロセス$$$

これらのプレミアム合金の専門家は、インコネル625の粒子径、形状、化学的性質、欠陥を微調整し、印刷の成功を確実にします。

3Dプリンターによるインコネル625の長所と短所

表10: インコネル625 3Dプリンティングの利点と限界

長所短所
1800°Fの温度変化に耐えるスチールやアルミニウムよりも高価
鋼鉄の5倍の耐破壊性応力緩和のための熱処理が必要
鋼鉄の半分の密度最適化なしではマイクロクラックが発生しやすい
熱間腐食や孔食に強いサポートが必要なオーバーハングの印刷が難しい
食品用および医療用の生体適合性限られた大規模サプライヤーと印刷業者
アセンブリを統合した複雑な形状の印刷後処理は難しい

健全なプロセスを実践すれば、3Dプリントによるインコネル625の多大な性能上の利点は、部品コストの上昇を上回ります。

よくある質問

Q: インコネル625を印刷する際のクラックの原因は何ですか?

A: 大きな熱勾配による高い冷却応力が割れにつながります。適切な支持構造、最適化されたプロセス設定、事前/事後の熱処理、および機械加工によるリリーフのすべてが、割れを最小限に抑えるのに役立ちます。

Q: 3Dプリントしたインコネル625は熱処理が必要ですか?

A: オプションの熱処理は内部応力を緩和し、機械的特性と耐クラック性を向上させます。1900-2100°Fで1-3時間の焼鈍が一般的です。

Q: インコネル625のアズプリント部品にはどのような表面仕上げが期待できますか?

A: 未加工の表面仕上げは、印刷パラメータによって250~500ミクロンRaです。追加の機械加工、研削、研磨、電解研磨により、表面仕上げの要件を高めることができます。

Q: 3Dプリントしたインコネル625を溶接できますか?

A: はい、インコネル625は、GTAW、電子ビームまたはレーザー溶接法を使用して、3Dプリント・アセンブリの接合や部品の修正に容易に溶接できます。歪みを避けるためには、適切な固定が重要です。

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