WAAM-Nickellegierungen im Vergleich: Inconel 625 oder 718 wählen

MX3D hat einen Auswahlleitfaden für Bauteile aus zwei Nickelsuperlegierungen im Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) veröffentlicht. Inconel 625 eignet sich für korrosive Umgebungen und einfache Verarbeitung, Inconel 718 für hohe Lasten bei erhöhter Temperatur, braucht aber eine lange Wärmebehandlung. Die Wahl bestimmt Einsatzgrenzen, Kosten und Lieferzeit.

Kontext WAAM trägt Metalldraht mit einem Lichtbogen Lage für Lage auf und erzeugt so große endkonturnahe Bauteile, die anschließend zerspant werden.

Wie erhalten die beiden Legierungen ihre Festigkeit?

Beide sind Nickel-Chrom-Legierungen, härten aber unterschiedlich. Inconel 625 setzt auf Mischkristallverfestigung: etwa 9% Molybdän und Niob versteifen die Matrix, Ausscheidungen sind nicht nötig. Verarbeitet wird es mit Standarddraht ERNiCrMo-3. Inconel 718 enthält nur rund 3% Molybdän und ist auf Titan-, Aluminium- und Niobzusätze angewiesen, die bei der Wärmebehandlung feine verfestigende Ausscheidungen bilden. Die Drahtklasse ist ERNiFeCr-2.

Wie sehen die mechanischen Werte aus?

MX3D nennt typische Werte für gedrucktes Material nach der Nachbehandlung. Ausgelagertes 718 erreicht etwa 1.215 MPa Zugfestigkeit und über 1.010 MPa Streckgrenze bei 20 bis 25% Dehnung. Gedrucktes 625 liegt nach Spannungsarm- oder Weichglühen bei rund 680 MPa Zugfestigkeit und 400 MPa Streckgrenze, dehnt sich aber bis etwa 40% und nimmt rund 200 J auf, bevor es versagt. Im Abscheidezustand ist 718 vergleichsweise weich und gewinnt seine Festigkeit erst durch die volle Wärmebehandlung. Der Beitrag weist zudem darauf hin, dass Anisotropie bei großen WAAM-Bauteilen eine Rolle spielt und mehrachsige Bahnplanung in MetalXL sie verringern kann.

Welche Umgebung spricht für welche Legierung?

Entscheidend ist meist der Einsatzfall. Der Molybdängehalt macht 625 sehr beständig gegen Chlorid-Lochfraß, Spaltkorrosion und Sauergas, was zu Meerwasser und aggressiven Chemikalien passt, bei einer Temperaturgrenze von etwa 980 °C. Legierung 718 behält Streckgrenze und Kriechfestigkeit bis etwa 700 °C und ist daher die Standardwahl für Turbomaschinen und Antriebsbauteile. Gegen allgemeine Oxidation sind beide beständig.

Was ändert sich bei Fertigung, Kosten und Lieferzeit?

Legierung 625 ist gutmütig: Sie neigt kaum zu Heißrissen und braucht vor der Zerspanung nur ein Spannungsarm- oder Weichglühen. Legierung 718 verlangt beim Auftragen engere Temperaturführung, um Mikrorisse zu vermeiden, danach eine Hochtemperatur-Lösungsglühung und eine zweistufige Auslagerung mit rund 18 Stunden Ofenzeit. Bei großen Teilen kann die Ofenkapazität zum Engpass werden. Der Draht ist teurer, ausgelagertes 718 ist schwerer zu zerspanen, Werkzeugverschleiß und Zykluszeiten steigen, damit auch Kosten und Lieferzeit. MX3D rät, zuerst zu prüfen, ob überhaupt eine Nickelsuperlegierung nötig ist, und weist darauf hin, dass zerstörungsfreie Prüfung für beide gilt.

Was das bedeutet

Für Fertiger, die WAAM-Bauteile aus Nickelwerkstoffen erwägen, ist die Legierungswahl zugleich eine Routenentscheidung. Legierung 625 hält die Prozesskette kurz und passt zu Reparatur-, Schiffbau- oder Chemieteilen. Legierung 718 bringt Ofenzugang, Know-how in der Temperaturführung und schwierigere Zerspanung mit, was Angebot, Qualifizierungsaufwand und Lieferzeit beeinflusst. Die Zahlen stammen aus dem Leitfaden eines Dienstleisters und beschreiben typisches Material, keine Auslegungswerte; projektspezifische Prüfungen und Lieferantendaten bleiben nötig.

Häufige Fragen

Welches Inconel eignet sich in WAAM besser für heiße Strukturbauteile?

Laut MX3D Inconel 718, da es Festigkeit und Kriechbeständigkeit bis etwa 700 °C behält. Dafür sind Lösungsglühen und zweistufige Auslagerung nötig.

Wann ist Inconel 625 die bessere Wahl?

Wenn Korrosion das Hauptrisiko ist, etwa durch Chloride, Meerwasser oder Sauergas. Es lässt sich zudem leichter drucken und zerspanen und braucht nur Spannungsarm- oder Weichglühen.

Warum ist 718 teurer und langsamer?

Der Draht kostet mehr, das Auftragen braucht strengere Temperaturführung, die Wärmebehandlung hat lange Ofenzyklen, und das ausgelagerte Material ist schwerer zu zerspanen.