Prášek Hastelloy X pro aditivní výrobu (3D tisk)

Prášek Hastelloy X je prášek superslitiny na bázi niklu s výjimečnou pevností při vysokých teplotách a vynikajícími vlastnostmi odolnosti proti oxidaci a korozi.

Kovový prášek Velikost Množství Cena/kg
Hastelloy X 15-45um 1 kg 107
10 kg 79
100 kg 70

Nízké MOQ

Poskytněte nízké minimální množství objednávky, abyste splnili různé potřeby.

OEM a ODM

Poskytujte přizpůsobené produkty a designové služby, které splňují jedinečné potřeby zákazníků.

Přiměřená zásoba

Zajistěte rychlé zpracování objednávek a poskytněte spolehlivé a efektivní služby.

Spokojenost zákazníků

Poskytujte vysoce kvalitní produkty s jádrem spokojenosti zákazníků.

sdílet tento produkt

Obsah

Přehled Hastelloy X Powder

Prášek Hastelloy X je superslitinový prášek na bázi niklu s výjimečnou pevností při vysokých teplotách a vynikající odolností vůči oxidaci a korozi. Zachovává si mechanické vlastnosti až do 1150 °C, takže je vhodný pro kritické součásti leteckých motorů, průmyslových plynových turbín, chemického zpracování a manipulaci s roztaveným kovem.

Prášek Hastelloy X lze použít k výrobě dílů z této vysoce výkonné slitiny prostřednictvím výrobních procesů aditiv pro fúzi práškového lože, jako je fúze laserového lože (LPBF) a fúze prášku v loži elektronovým paprskem (EBM). To umožňuje tisk složitých geometrií přímo z CAD dat bez omezení tradičního odlévání a obrábění.

Ve srovnání s konvenčními niklovými superslitinami má Hastelloy X vynikající pevnost při tečení díky strategickým přidáním dalších prvků, jako je kobalt a molybden. Odolává oxidační, redukční a neutrální atmosféře až do extrémních teplot a prodlužuje životnost součástí.

Díky aditivní výrobě mohou konstruktéři konstruovat lehčí díly Hastelloy X s konformními chladicími kanály a integrovanými sestavami, které dříve nebyly možné. Tato příručka pokrývá složení prášku Hastelloy X, údaje o vlastnostech, aplikace, parametry tiskárny a dodavatele, aby bylo možné využít výhod této slitiny.

Složení prášku Hastelloy X

Hastelloy X je slitina Ni-Cr-Fe-Co-Mo se stopovými přísadami dalších prvků pro zlepšení specifických vlastností. Nominální složení v hmotnostních procentech je:

Živel Ni Cr Fe Co Mo W Mn Si
Hmotnost % bal. 21.5 18.5 12.5 9.0 0.6 0.5 0.5
  • Nikl je hlavním základním prvkem poskytujícím FCC krystalovou matrici. Snižuje koeficient tepelné roztažnosti.
  • Chrom pomáhá s odolností proti oxidaci a korozi prostřednictvím ochranné vrstvy oxidu chromu tvořícího se na povrchu.
  • Železo, kobalt a molybden zpevňují materiál mechanismy pevného roztoku. Kobalt také udržuje tažnost.
  • Wolfram dále zlepšuje pevnost za vysokých teplot prostřednictvím tvorby karbidů.
  • Stopové prvky jako mangan a křemík zvyšují slévatelnost a zpracovatelnost za tepla.

Úpravy nad rámec tohoto standardního složení mají za cíl přizpůsobit slitinu specifickým požadavkům, jako je vyšší pevnost nebo zpracovatelnost nebo minimalizovat určité prvky.

Vlastnosti prášku Hastelloy X

Hastelloy X má vynikající kombinaci pevnosti při vysokých teplotách, odolnosti proti korozi, zpracovatelnosti a svařitelnosti. Klíčové atributy jsou:

Vlastnictví Hodnota
Hustota 8,22 g/cm3
Bod tání 1350°C
Pevnost v tahu 760 MPa (při 20 °C)<br>140 MPa (při 1090 °C)
Prodloužení % 50% (při 20 °C)
Tepelná vodivost 11,3 W/mK
Koeficient tepelné roztažnosti 13,0 μm/m-°C
Modul pružnosti 196-214 GPa
Poissonův poměr 0.29-0.32
  • Udrží 55% pevnosti při pokojové teplotě až do 900 °C. Mez pevnosti při tečení přesahuje 100 MPa po dobu více než 1000 hodin při 980 °C.
  • Odolává horké korozi a oxidaci ve vysokorychlostních plynech až do extrémních teplot. Tvoří se ochranná vrstva oxidu Cr2O3.
  • Zpracovatelnost je dobrá díky zpracovatelnosti 45-55% za studena a zpracovatelnosti za vysokých teplot za tepla. Obrobitelnost je hodnocena jako 35% z nerezové oceli 303.
  • Vykazuje vynikající svařitelnost. Nízký obsah uhlíku minimalizuje srážení karbidu během svařování.

Tištěné vlastnosti Hastelloy X

Mechanické vlastnosti dílů AM Hastelloy X závisí na orientaci konstrukce, parametrech zpracování a tepelném zpracování. Izotropní vlastnosti jsou dosažitelné v žíhaném stavu. Příklad údajů:

Vlastnictví As-tištěné EBMF Potištěný LPBF
Pevnost v tahu 330 - 470 MPa 500 – 660 MPa
Mez kluzu (0,2%) 230 MPa 320 MPa
Prodloužení po přetržení 37% 35%

Aplikace Hastelloy X

Hastelloy X vidí velké využití v:

Letectví: Spalovací komory, rozstřikovací tyče, trubky, pouzdra, spojovací prvky a pouzdra v leteckých motorech a pozemních turbínách na výrobu energie vzhledem k jejich extrémní teplotní odolnosti a odolnosti vůči okolnímu prostředí.

Chemické zpracování: Trubky reformátoru, krakovací hady, výměníky tepla, části ventilů vystavené zpracování uhlovodíků a smíšené průmyslové atmosféře při zvýšených teplotách, které hledají odolnost proti korozi.

Zpracování roztaveného kovu: Kelímky, pláště termočlánků, spojovací prvky a součásti čerpadel/ventilů, které přicházejí do styku s roztaveným sklem, hliníkem, zinkem, olovem, mědí, ocelí a superslitinami během operací odlévání, povlakování a tavení.

Kontrola znečištění: Potrubí, komíny, pračky, ventilátory, klapky odvádějící horké kyselé výfukové plyny ve spalovnách odpadu a uhelných elektrárnách, které způsobují oxidaci a korozi.

Kovoobrábění: Formy pro tváření za tepla, vytlačovací nádoby a nástroje držící superslitiny, titan a žáruvzdorné kovy při vysokých teplotách během termomechanického zpracování, kde je zásadní odolnost vůči teplu a opotřebení.

Díly Hastelloy X vyrobené aditivní výrobou

Mezi výhody aditivní výroby součástí v Hastelloy X patří:

  • Výroba složitých chladicích kanálů a bionických geometrií zlepšujících funkčnost
  • Konsolidace sestav pro snížení počtu dílů
  • Úprava slitin pro další vylepšení vlastností
  • Zrychlená iterace návrhu a díly na vyžádání
  • Snížení dodacích lhůt a skladových zásob
  • Konstrukce složitých sendvičových konstrukcí s mřížemi
  • Odlehčení komponent pomocí optimalizace topologie

Procesní parametry pro tisk Hastelloy X Powder

LPBF a EBM zahrnují nanášení tenkých vrstev kovového prášku o tloušťce ~20-100 mikronů a selektivní tavení oblastí na základě 3D CAD dat pomocí laserového nebo elektronového paprsku. Klíčové parametry pro Hastelloy X zahrnují:

Nastavení LPBF

Parametr Rozsah
Výkon laseru (W) 195 – 380 W
Rychlost skenování (mm/s) 600-1550 mm/s
Velikost paprsku (μm) 50-200 μm
Tloušťka vrstvy (μm) 20-50 μm
Rozteč poklopů (μm) 80-140 um
Ochranný plyn Argon

Nastavení EBM

Parametr Rozsah
Výkon paprsku (W) 2,0-3,5 kW
Rychlost paprsku (m/s) 1000-3000 m/s
Velikost paprsku (μm) 200
Tloušťka vrstvy (μm) 50-200 μm
Odsazení čáry (μm) 100
Teplota předehřátí (°C) 1000°C

Hustoty součásti nad 99% je dosaženo v obou procesech po uvolnění pnutí a izostatickém lisování za tepla. Jsou možné minimální velikosti prvků ~100-200 mikronů.

Dodavatelé prášku Hastelloy X pro AM

Společnost Označení produktu Velikost částic
Met3DP Hastelloy X prášek 15-45 μm
Přísada pro tesaře Sférický prášek Hastelloy X MicroMelt 10-45 μm
AP&C Hastelloy X45 AM prášek D10 45 μm
America Makes Hastelloy X plynový atomizovaný prášek D50 17 μm
Kovové prášky Vlastní slitiny Hastelloy X Alloy 10-53 um
Vybavení společnosti Atlantic Hastelloy X 3D tiskový prášek 22-71 um

Cena Hastelloy X Powder

Jako specializovaný prášek ze superslitiny pro vysoce výkonné aplikace jsou ceny prášku Hastelloy X vyšší:

  • Cena kovového práškového materiálu je $500-$1000 za kg
  • Dodací lhůty pro zakázkové objednávky se mohou pohybovat od 2 do 16 týdnů

Ceník prášku Met3DP Hastelloy X:

Kovový prášek Velikost Množství Cena/kg
Hastelloy X 15-45um 1 kg 107
10 kg 79
100 kg 70

Mechanické zkušební normy

Mezi klíčové zkušební metody používané k hodnocení vlastností materiálu a prášků Hastelloy X v tahu, únavě, lomové houževnatosti a tečení patří:

Standard Název Organizace
ASTM E8 Zkoušky tahem kovových materiálů ASTM
ASTM E23 Testování nárazem vrubové tyče ASTM
ISO 6892 Zkoušky pevnosti v tahu kovových materiálů ISO
AMS 2633A Tepelné zpracování dílů Hastelloy X SAE

Následné zpracování aditivně vyrobených dílů Hastelloy X

Po vytištění musí díly Hastelloy X před uvedením do provozu projít následujícími kroky následného zpracování:

Odstranění podpory

  • Obětní podpěry se oddělují pomocí řezání drátem EDM nebo chemického rozpouštění tam, kde je to možné.

Odstraňování stresu

  • Chcete-li odstranit zbytková napětí z nahromadění vrstev, zahřívejte jemně ve vakuu nebo inertním plynu na 760-980 °C po dobu 1-2 hodin.

Izostatické lisování za tepla

  • HIP celý tisk při teplotě 1120 °C a tlaku 100-200 MPa po dobu 3-6 hodin, aby se uzavřely vnitřní dutiny a mikroporéznost.

Tepelné zpracování

  • Rozpouštěcí žíhání mezi 1150-1210°C zajišťuje rovnovážnou mikrostrukturu a požadovanou tvrdost.

Povrchové zpracování

  • Dodatečné povrchové úpravy zahrnují broušení, frézování, leštění a brokování pro dosažení požadované drsnosti povrchu a konečné úpravy.

Testování kvality

  • Testované díly splňují specifikace pro rozměry, integritu materiálu, mikrostrukturu a mechanické vlastnosti podle platných norem. Proveďte vrstvené skenování.

Průvodce kupujícího – 3D tiskárny Hastelloy X Powder Bed

Mezi kritické úvahy tiskárny pro práci s reaktivními slitinami, jako je prášek Hastelloy X, patří:

Přesnost – přísné procesní kontroly pro rozměrovou přesnost a opakovatelnost při stavbách

Inertní atmosféra – velmi čistý ochranný plyn, který zabraňuje kontaminaci materiálu

Automatizace – systémy pro manipulaci s práškem pro minimalizaci expozice kyslíku

Zajištění kvality – inline monitorování, uzavřená smyčka zpětné vazby tavných lázní a mikrostruktury

Chytrý software – speciální skenovací strategie přizpůsobené teplotní historii a geometrii

Produktivita – rychlejší sestavování díky vyššímu výkonu laseru a velkému objemu sestavování

Mezi přední modely patří:

  • 3D Systems DMP Factory 500
  • Aditivní laser GE Xline 2000R
  • Systém EOS M 400-4 se 4 lasery
  • Řada SLM Solutions Next Generation
  • Laserový stroj Renishaw RenAM 500 Quad

Výhled do budoucna pro Hastelloy X a Metal AM

Aplikace pro komponenty Hastelloy X se rozšíří v rámci stávajících sektorů, protože aditivní techniky umožní novější možnosti v kombinaci se zvyšující se ekonomickou životaschopností:

  • Častěji se používají přímo 3D tisk spalovací komory raket, součásti komerčních proudových motorů, horké sekce průmyslových plynových turbín a hardware pro výrobu energie díky lepším geometrickým výhodám, chlazení a hmotnosti.
  • Dodatečné chemické vybavení, jako jsou vnitřky výměníků tepla a procesní nádrže s konformními kanály vytištěnými jako jedno tělo, nikoli jako svařované plechové sestavy.
  • Konsolidační modulové sestavy a tradičně pájené spoje pro letecký průmysl a zařízení na výrobu polovodičů, která jsou náchylná na vakuum a vysoce čisté korozivní atmosféry.
  • Přizpůsobené, sjednocené sestavy vstřikovačů paliva a výtokové chladicí desky přizpůsobené specifickým tepelným prostředím v kapalných pohonných systémech a turbínách.
  • Větší zavádění implantátů přizpůsobených pacientovi, jako jsou zubní můstky a korunky, využívající výhody biokompatibility.

Budoucnost metal AM je sama o sobě velmi pozitivní díky větší cenové dostupnosti spolu s rychlejšími rychlostmi výstavby a dobou obratu. Výrobní aplikace této technologie se neustále rozšiřují.

Nejčastější dotazy

Otázka: Čím je Hastelloy X nejznámější, pokud jde o vlastnosti slitiny?

Odpověď: Hastelloy X je nejznámější pro zachování vysoké pevnosti při extrémních teplotách až do 1150 °C spolu s vynikající odolností proti korozi, která mu umožňuje vydržet horké oxidační a redukční atmosféry v náročných prostředích.

Otázka: Jaká průmyslová odvětví používají Hastelloy X a související superslitiny nejvíce?

Odpověď: Aerospace je předním spotřebitelem Hastelloy X, který využívá jeho tepelnou odolnost – více než 50%. Další je chemické zpracování spoléhající se na odolnost proti korozi, následované zpracováním kovů a aplikacemi pro kontrolu znečištění.

Otázka: V čem je Hastelloy X lepší než jiné superslitiny na bázi Ni pro extrémní prostředí?

Odpověď: Strategické přídavky železa, kobaltu a molybdenu dávají Hastelloy X nejvyšší pevnost mezi slitinami niklu až do 1150 °C. Jiné niklové superslitiny buď nedosahují této maximální teploty, nebo případně překonají dobu trvání pevnosti v přetržení.

Otázka: Jaká je typická cena za kg prášku Hastelloy X vhodného pro procesy s práškovým ložem AM?

Odpověď: Protože je Hastelloy X speciální prášek přizpůsobený náročným aplikacím, jeho ceny se běžně pohybují od $500 do $1000 za kg. To jsou například 5-10násobné náklady na nerezovou ocel. Pro objednávky v nižším množství existuje další přirážka.

Otázka: Který proces 3D tisku funguje lépe pro Hastelloy X – DMLS nebo EBM?

Odpověď: LPBF i EBM mohou tisknout plně husté komponenty Hastelloy X. Procesy založené na laseru mohou nabídnout lepší povrchovou úpravu a rozměrovou přesnost až do detailu ~50 mikronů. Ale díky vyšší rychlosti sestavení je EBM preferován pro aplikace s vyšším objemem výroby.

Otázka: Jaké tepelné zpracování se používá pro díly Hastelloy X po kovové AM konstrukci?

Odpověď: Typický cyklus tepelného zpracování zahrnuje 1-2 hodiny namáčení mezi 1150 °C až 1210 °C po prvním uvolnění napětí při 1080 °C. To homogenizuje prvky v matrici a poskytuje požadovanou fázovou rovnováhu a vlastnosti.

Otázka: Je Hastelloy X tvrdší nebo snadněji obrobitelný než standardní třídy nerezové oceli 304 nebo 316?

Odpověď: Hastelloy X má téměř 50% nižší stupeň obrobitelnosti ve srovnání s běžnými nerezovými oceli řady 300 kvůli své vyšší pevnosti a charakteristikám mechanického zpevnění. Vyžaduje pevnější nastavení a vhodné nástroje.

Otázka: Můžete svařovat superslitinu Hastelloy X pomocí konvenčních metod tavného svařování?

Odpověď: Ano, Hastelloy X vykazuje vynikající svařitelnost pomocí plynového wolframového obloukového svařování (GTAW), plazmových nebo laserových paprskových technik díky nízkému obsahu uhlíku a absenci zpevňujících precipitátů podél hranic zrn, které mohou vytvářet křehké intermetalické fáze. Použijte odpovídající výplňovou slitinu.

Otázka: Která průmyslová odvětví budou řídit budoucí přijetí metal AM pomocí slitin jako Hastelloy X?

Odpověď: Letecký, lékařský, automobilový a energetický průmysl mají některé z nejhodnotnějších aplikací pro tištěné kovové díly vyrobené ze slitin, které vyvažují vlastnosti, jako je teplotní odolnost, odolnost proti korozi a vysoká pevnost, kde lehké konstrukce poskytují významné výhody.

Získejte nejnovější cenu