Vysokoteplotní slitinový prášek
Obsah
Prášky z vysokoteplotních slitin jsou materiály, které odolávají extrémně vysokým teplotám, aniž by se deformovaly nebo poškodily. Tyto pokročilé materiály jsou nezbytné pro aplikace v extrémních prostředích, jako jsou proudové motory, plynové turbíny, rakety, jaderné reaktory a další.
Přehled práškových vysokoteplotních slitin
Vysokoteplotní slitiny, známé také jako superslitiny, mají vynikající mechanickou pevnost, odolnost proti tepelné deformaci tečením, dobrou stabilitu povrchu a odolnost proti korozi a oxidaci při vysokých teplotách. Mezi klíčové vlastnosti patří:
- Odolnost vůči teplotám nad 1000 °C
- Zachovávají si pevnost, houževnatost a stabilitu při vysokých teplotách.
- Používá se pro velmi horké části proudových motorů a plynových turbín.
- Tvrdší než slitiny titanu a většina ocelí.
- Převážně slitiny na bázi niklu, kobaltu nebo železa.
Složení: Vysokoteplotní slitiny obsahují složité kombinace materiálů, jako je nikl, kobalt, železo, chrom, hliník, wolfram, molybden, tantal, niob atd., v různém procentuálním zastoupení. Přesné složení je přizpůsobeno potřebám aplikace.
Výroba: Prášek ze superslitiny se vyrábí pomocí plynové nebo vodní atomizace taveniny slitiny na jemný sférický prášek optimalizovaný pro aditivní výrobu nebo tepelné stříkání. Mezi další metody výroby prášku patří vakuové indukční tavení, vakuové obloukové tavení, izostatické lisování za tepla a další.
Běžné typy: Mezi oblíbené klasifikace patří superslitiny na bázi niklu, kobaltu a železa. Zde jsou uvedeny některé běžné druhy:
- Slitiny niklu - Inconel, Hastelloy, Waspaloy, slitiny Rene
- Kobaltové slitiny - Haynes, HS slitiny
- Slitiny železa - A286, oceli 9Cr
Klíčové vlastnosti: Prášky ze superslitin nabízejí výjimečné vlastnosti, jako jsou:
- Pevnost při vysokých teplotách - Pro nosné díly
- Odolnost proti tečení a únavě - rozhodující pro spolehlivost
- Odolnost proti oxidaci a korozi - Zabraňuje poškození
- Tepelná stabilita - stálý výkon za tepla
- Svařitelnost - pro výrobu a opravy
![Prášek z vysokoteplotní slitiny 1 prášek z vysokoteplotní slitiny](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/CoCr28Mo6-Powder.jpg)
Aplikace z Vysokoteplotní slitinový prášek
Díky své extrémní teplotní odolnosti se práškové vysokoteplotní slitiny používají k výrobě součástí pro nejžhavější části:
- Motory proudových letadel
- Pozemní plynové turbíny
- Zařízení na zplyňování uhlí
- Vesmírné rakety a jaderné reaktory
- Zařízení pro těžbu ropy a zemního plynu
Tryskové motory: Superslitiny tvoří více než 50% moderních součástí proudových motorů, jako jsou lopatky, spalovací komory a součásti přídavného spalování. Slitiny niklu, jako je Inconel 718 a René N5, vynikají v aplikacích proudových motorů tím, že odolávají obrovskému teplu a odstředivým silám.
Plynové turbíny: Slitiny na bázi železa a niklu odolávají velmi vysokým teplotám uvnitř horkých částí plynových turbín. Díly, jako jsou lopatky, trysky a spalovače, pracují při teplotách přes 1000 °C a spoléhají se na slitiny, jako jsou Inconel 738 a Haynes 230.
Uhelné elektrárny: Slitiny železa a niklu v zařízeních na zplyňování uhlí musí pracovat při teplotách vyšších než 850 °C v prostředí s vysokou korozí síry. Zde si se žárem poradí slitiny jako nerez 310 a Inconel 601.
Letectví: Z vysokoteplotních slitin niklu se vyrábí mnoho součástí raketových motorů a jaderných reaktorů pro kosmické aplikace. Vzorky zahrnují spalovací komory, trysky, palivové články a spojovací prvky vyrobené ze slitiny NB-36.
Ropa/plyn: Při vrtných pracích se často používá vysoce kobaltová slitina HS-188 pro součásti a nástroje používané v extrémně horkém a korozivním prostředí ropných vrtů.
Specifikace prášku z vysokoteplotní slitiny
Prášek ze superslitiny má rozmanitou škálu materiálů a složení přizpůsobených pro práci při různých teplotních mezích od 800 °C do více než 1000 °C. Zde jsou některé běžné druhy a specifikace:
Slitina | Základní materiál | Maximální teplota (°C) | Funkce |
---|---|---|---|
Inconel 625 | Nikl | 1000°C | Vynikající odolnost proti korozi až do 980 °C |
Hastelloy X | Nikl+železo+chrom | 1150°C | Odolává oxidaci a sulfidaci |
Haynes 230 | Nikl+chrom+volfram | 1100°C | Odolává teplotním šokům a cyklování |
Incoloy 800 | Železo+nikl+chrom | 1150°C | Zvládá nauhličování |
René 41 | Nikl+chrom | 1100°C | Slitina pro proudové motory s dobrou tažností |
Normy výrobku: Klíčové specifikace oblíbených slitin:
- Inconel 718 - AMS 5662, ASTM B637
- Hastelloy C276 - ASME SB574
- Incoloy 800H - AMS 5540A
- Haynes 214 - AMS 5759, AMS 5382
Velikosti prášku: Různé velikostní frakce optimalizované pro různé procesy AM:
- Laserová fúze v práškovém loži: 15-45 mikronů
- Tryskání pojiva: 300+ mikronů
- Řízené ukládání energie: 45-150 mikronů
Srovnání práškových materiálů ze superslitin
Různé možnosti vysokoteplotních slitin mají své silné a slabé stránky:
Parametr | Slitiny niklu | Kobaltové slitiny | Slitiny železa |
---|---|---|---|
Maximální teplota | 1000-1150°C | 1000-1150°C | 700-1000°C |
Náklady | Nejvyšší | Střední třída | Nejnižší |
Síla | Silný | Nejsilnější | Silný |
Odolnost proti oxidaci | Nejlepší | Velmi dobré | Mírný |
Tepelná únava | Vynikající | Velmi dobré | Omezený |
Příklady | Inconel, Waspaloy | HS-188, Haynes 25 | 310 nerez, Fecralloy |
Niklové slitiny tak obecně překonávají ostatní v odolnosti vůči extrémním teplotám a korozi. Slitiny kobaltu však nabízejí největší surovou pevnost, zatímco slitiny železa poskytují cenově výhodné možnosti.
Dodavatelé Vysokoteplotní slitinový prášek
Mnoho dodavatelů moderních materiálů nabízí různé typy prášků superslitin. Mezi hlavní výrobce patří:
Dodavatel | Značky slitin | Výrobní metody | Stanovení cen |
---|---|---|---|
Sandvik | Osprey, Nikrotalloy | Rozprašování plynu | $$$$ |
Praxair | Contalloy, Thermalloy | Vakuové indukční tavení | $$$ |
Prášky AMC | Feroslitiny | Rozprašování vody | $-$$ |
Tekna | Slitiny Ultramet | Sféroidizace plazmy | $$$ |
Special Metals Corp | Inconel, slitiny René | Více metod | $$$$ |
Ceny se pohybují v závislosti na typu slitiny, distribuci velikosti částic, sféricitě, množství, úrovni čistoty a dalších parametrech. Malé laboratorní množství může stát více než $500/kg. Velké komerční dávky se pohybují v průměru kolem $100-300/kg pro běžné slitiny.
Výhody a nevýhody vysokoteplotního prášku ze slitiny
Klady | Nevýhody |
---|---|
Odolává extrémním teplotám nad 1000 °C | Velmi drahé, více než 3× dražší než oceli |
zachovávají pevnost a odolávají deformaci při tečení | Citlivé na drobné nečistoty nebo vady |
Výjimečná odolnost proti korozi a oxidaci | Náchylnost k praskání v důsledku deformace při nesprávném chlazení |
Tepelná stabilita a vodivost | Obtížné obrábění nebo zpracování běžnými metodami |
Různé legující prvky zajišťují vlastnosti na míru | Vyžaduje pokročilé metody výroby prášku a aditivní výroby. |
Lze shrnout, že vynikající tepelné vlastnosti superslitin odůvodňují jejich vysokou cenu pro velmi horké aplikace. Jejich výroba tradičními metodami však zůstává náročná.
![Prášek z vysokoteplotní slitiny 11 prášek z vysokoteplotní slitiny](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/10/GH3230-Powder.jpg)
Nejčastější dotazy
Otázka: Proč superslitiny odolávají tak extrémním teplotám?
Odpověď: Pečlivé kombinace niklu, kobaltu, chromu, hliníku, wolframu atd. dodávají pevnost, odolávají tečení a zhoršování vlastností při vysokých provozních teplotách nad 85% jejich bodů tání.
Otázka: Jaké metody aditivní výroby fungují s prášky ze superslitin?
Odpověď: Laserová fúze v práškovém loži a usměrněná energetická depozice jsou vhodné pro zpracování práškových slitin s vysokou teplotou. Tryskání pojiva je životaschopné, ale může vyžadovat další kroky spékání a infiltrace.
Otázka: Jak se opravují nebo upevňují součásti z vysokoteplotních slitin?
Odpověď: Poškozené součásti lze renovovat pájením, svařováním a tepelným nástřikem s použitím odpovídajícího superslitinového přídavného materiálu. Díly lze také zachránit lisováním za tepla.
Otázka: Jsou vysokoteplotní slitiny recyklovatelné?
Odpověď: Ano, šrot a prášky ze superslitin lze regenerovat a znovu zpracovat pomocí vakuového indukčního tavení a atomizace na čerstvé práškové suroviny pro výrobu AM. To přináší významné úspory nákladů.
Otázka: Jaké jsou typické aplikace vysokoteplotních slitin na bázi železa?
Odpověď: Levnější superslitiny železa se hojně používají ve spalovacích ohřívačích, etylenových pecích, v plášti jaderného paliva, v zařízeních pro generátory elektrické energie a v zařízeních pro chemickou rafinaci.
Sdílet na
Facebook
Cvrlikání
LinkedIn
WhatsApp
E-mailem
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
O Met3DP
Přehrát video
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
![malé kovové 3dp logo](https://met3dp.com/wp-content/uploads/2023/09/metal-3dp-logo-small.png)
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731