Металлический порошок Additive Industries IN718

Additive Industries IN718 - жаропрочный никель-хромовый металлический порошок для 3D-принтера, под который производитель выпустил параметры печати машин MetalFab. Сплав IN718 упрочняется старением, хорошо держит растяжение, усталость, ползучесть и окисление. Деталь из IN718 после печати слоем 80 мкм в аргоне выдерживает 1007 МПа на разрыв, а после термообработки - 1470 МПа при удлинении 14 %.

Паспортов у Additive Industries IN718 два, оба со слоем 80 мкм и набором Balanced. В аргоне производительность - 30,24 см³/ч на лазер, в азоте - 26 см³/ч. Плотность деталей в обоих газах не ниже 99,8 %, минимальный элемент - 0,5 мм. Азот даёт немного большую прочность после печати: 1077 МПа против 1007 МПа, а после термообработки - 1525 МПа против 1470 МПа у горизонтальных образцов.

Печатают Additive Industries IN718 на MetalFab 420K с четырьмя лазерами по 1 кВт, MetalFab G2 и MetalFab 300 Flex. Для 420K у этой марки есть отдельный набор параметров, а область 420 × 420 × 400 мм вмещает крупные детали вроде крыльчатки ⌀405 мм. Другие машины этой технологии - в разделе SLM 3D-принтеры.

Термообработка IN718: растворение 2 часа при 980 °C, охлаждение до комнатной температуры, старение 8 часов при 720 °C, охлаждение до 620 °C и ещё 8 часов при 620 °C. После неё твёрдость растёт с 280 до 470 HV10, предел текучести - с 685 до 1230 МПа. Напечатанный IN718 соответствует ASTM F3055-14, образцы испытывают по ASTM E8m в лаборатории с допуском NADCAP.

Состав Additive Industries IN718 по спецификации производителя O1128: никель 50-55 %, хром 17-21 %, ниобий с танталом 4,75-5,5 %, молибден 2,8-3,3 %, титан 0,75-1,15 %, алюминий 0,3-0,7 %, углерод 0,02-0,08 %, кобальт до 1 %, железо - остальное. Шероховатость вертикальной стенки сразу после печати в аргоне - Ra 5 мкм, поверхности под 45° - Ra 13 мкм. Азот подходит не всем сплавам: с титаном он вступает в реакцию, поэтому для IN718 азотный набор выпущен отдельно, а титан печатают только в аргоне.

Вертикальные образцы IN718 немного уступают горизонтальным: в аргоне после печати 930 МПа на разрыв, после термообработки - 1330 МПа. Зато у них выше удлинение: 35 % после печати и 16 % после термообработки. Модуль упругости после термообработки - 210 ГПа по горизонтали и 193 ГПа по вертикали, плотность металла - не ниже 8,19 г/см³.

Additive Industries IN718 применяют в авиадвигателях, корпусах ракет и промышленных газовых турбинах. В проекте ракетного двигателя Kepler-3 из IN718 на MetalFab напечатаны сопло, корпус турбины и сверхзвуковая турбина: по две детали каждого вида за одно построение на 4 лазерах, чуть больше 20 часов на 6 деталей. Огневые испытания двигателя прошли в мае и июне 2025 года.

Ещё один пример - крыльчатка радиальной газовой турбины из IN718 размером ⌀405 × 150 мм. Её рассчитали на газ 900 °C и 22 000 об/мин, внутри лопаток провели каналы охлаждения, а масса снизилась на 35 % против прежней цельной конструкции. Деталь такого размера из IN718 раньше получали литьём или фрезерованием цельной заготовки. Для работы с порошком IN718 пригодятся станция просеивания порошка и взрывозащищённый пылесос, другое оборудование - в разделе Взрывозащищённое оборудование.

После печати детали Kepler-3 из IN718 освобождают от порошка, снимают напряжения, проводят растворение и двухступенчатое старение, отрезают от плиты электроэрозией и обрабатывают ответственные сопрягаемые поверхности. Печать позволила получить сложные изгибы лопаток турбины без фрезерования IN718 и выдержать малые зазоры между ротором и корпусом.

Крыльчатку из IN718 делали гибридным способом вместе со станкостроителем: печать на MetalFab и последующая обработка на станке. Такой путь убирает обычное отделение детали от опорной плиты электроэрозией и шлифовку плиты, сокращает массивные поддержки, которые потом уходят в стружку, и расход порошка. Четыре лазера на всю область печатают крыльчатку ⌀405 мм за одно построение.

Additive Industries работает с 2012 года, штаб-квартира и производство - в Эйндховене, филиал в Северной Америке - в Камарилло. Новые порошки компания проводит через собственную шкалу готовности процесса PRL, а Additive Industries IN718 выпускает с паспортами для аргона и азота. Производство сертифицировано по ISO 9001. Другие материалы - в разделе Никелевый порошок для 3D-принтера. Если останутся вопросы, наши специалисты помогут.