Nejlepší prášek Hastelloy X pro 3D tisk v roce 2024
Obsah
Hastelloy X je prášková slitina na bázi niklu s vynikající pevností při vysokých teplotách, odolností proti oxidaci a zpracovatelností. Tato příručka poskytuje ucelený přehled Prášek Hastelloy X včetně jeho vlastností, zpracování, použití, dodavatelů, nákladů a dalších informací.
Přehled o Hastelloy X prášek
Hastelloy X je patentovaná prášková slitina niklu, chromu, železa a molybdenu navržená pro vynikající výkon v extrémních prostředích až do 704 °C (1300 °F). Mezi klíčové vlastnosti patří:
- Pevnost při vysokých teplotách a odolnost proti tečení
- Vynikající odolnost proti oxidaci a korozi
- Dobrá svařitelnost a vyrobitelnost
- Odolnost proti praskání vlivem napětí
- Lze ztvrdit ve stáří tepelným zpracováním
Ve srovnání s jinými slitinami niklu má lepší mechanické vlastnosti díky přídavkům chromu, molybdenu a wolframu. Tato kombinace dává slitině Hastelloy X vynikající odolnost proti oxidaci, nauhličování a chlorování.
Hastelloy X se nejčastěji používá ve formě prášku pro aditivní výrobní procesy, jako je laserová fúze v práškovém loži (L-PBF) a nanášení směrovanou energií (DED). Jemné sférické prášky zajišťují hladkou tekutost, hustotu balení a roztíratelnost potřebnou pro vysoce kvalitní 3D tištěné díly.
Slitina se vyrábí také jako drát, plech, deska, trubka a odlitek. Práškově metalurgické díly Hastelloy X lze snadno dodatečně zpracovat izostatickým lisováním za tepla (HIP) a tepelným zpracováním pro další zlepšení vlastností.
Aplikace prášku Hastelloy X
Hastelloy X je díky své vynikající pevnosti při vysokých teplotách vhodný pro aplikace v extrémních podmínkách, včetně:
- Letectví a kosmonautika - spalovací nádoby, součásti raket, raketové trysky
- Výroba energie - Díly horké části plynových turbín
- Chemické zpracování - reformerové trubky, krakování, výměníky tepla
- Automobilový průmysl - díly turbodmychadel, výfukové ventily
Mezi další použití patří obložení jaderných palivových článků, díly pecí a formy na sklo. Díky dobré odolnosti vůči oxidaci může Hastelloy X v mnoha aplikacích nahradit dražší žáruvzdorné kovy.
Složení a specifikace
Prášek Hastelloy X má obvykle jmenovité složení (hmotnost %):
- Nikl: 47%
- Chrom: 22%
- Železo: 18%
- Molybden: 9%
- Kobalt: 2.5%
- Wolfram: 1%
Klíčové specifikace prášku Hastelloy X zahrnují:
Parametr | Specifikace |
---|---|
Velikost částic | 15-45 μm |
Obsah kyslíku | <1000 ppm |
Zdánlivá hustota | ≥4 g/cc |
Průtoková rychlost | ≥25 s/50g |
Chemické složení | Ni: rovnováha <br> Cr: 21-23% <br> Fe: 17-20% <br> Mo: 8-10% <br> Co: 2-3% <br> W: 0,6-1,21 TP3T |
Výrobní procesy pro díly z materiálu Hastelloy X
Prášek Hastelloy X lze použít k výrobě součástí pomocí několika aditivních a konvenčních výrobních technik.
Aditivní výrobní procesy
Laserová fúze v práškovém loži (L-PBF)
L-PBF je jedním z nejběžnějších aditivních výrobních postupů pro kovy. Laser selektivně taví a spojuje vrstvy prášku na základě 3D modelu a vytváří díl po vrstvách. Sférická morfologie a optimalizované rozložení velikosti prášku Hastelloy X je pro tento proces ideální.
Hlavní výhody dílů z materiálu L-PBF Hastelloy X:
- Složité geometrie a lehké konstrukce
- Minimální odpad materiálu
- Vysoká hustota a mechanické vlastnosti
- Dobrá povrchová úprava
- Krátké dodací lhůty pro prototypy a výrobu
Usměrněná depozice energie (DED)
DED využívá cílený zdroj tepla, jako je laser, elektronový paprsek nebo plazmový oblouk, k roztavení kovového prášku nebo drátu, který se pak nanáší a vytváří vrstvu po vrstvě.
Mezi výhody DED s Hastelloy X patří:
- Možnost opravovat a přidávat funkce do stávajících dílů
- Větší objemy než u procesů s práškovým ložem
- Nízká pórovitost a zbytkové napětí
- Možnost kombinace různých materiálů nebo gradientů
Tryskání pojiva
Při tryskání pojiva se kapalné pojivo selektivně tiskne na kovové práškové lože a vytváří se tak zelený díl. Zelené díly Hastelloy X se poté spékají, aby se částice spojily do hustého finálního dílu.
Výhody dílů Hastelloy X s pojivem:
- Velmi vysoká rychlost tisku ve srovnání s laserovými procesy
- Nejsou potřeba žádné podpůrné konstrukce
- Možnost sestavení velkých objemů
- Nižší náklady na zařízení než u laserových procesů
Konvenční výrobní procesy
Prášek Hastelloy X lze také zpracovat na plně husté díly pomocí:
- Vstřikování kovů (MIM) - smíchání jemného prášku s pojivem, vstřikování a následné spékání.
- Izostatické lisování za tepla (HIP) - působení vysoké teploty a izostatického tlaku plynu na prášek za účelem jeho konsolidace.
- Práškové kování - zhutňování a zahřívání prášku ve formě za účelem tvarování a zhuštění.
Tyto konvenční přístupy práškové metalurgie umožňují výrobu složitých dílů v síťovém tvaru s minimálním množstvím obrábění. Izotropní vlastnosti poskytují spolehlivý výkon.
Jak vybrat prášek Hastelloy X?
Vlastnosti prášku
Při výběru prášku Hastelloy X je třeba zvážit tyto klíčové vlastnosti:
Velikost částic - Ovlivňuje tekutost prášku, povrchovou úpravu a hustotu. Obvykle se pohybuje v rozmezí 15-45 μm. Jemnější je lepší pro rozlišení, ale může mít špatnou tekutost.
Morfologie - Sférické prášky s hladkým povrchem zajišťují nejlepší tok a roztírání. Nepravidelné tvary ztěžují manipulaci.
Zdánlivá hustota - Vyšší hustota zlepšuje zatížení práškového lože, tepelnou vodivost a konečnou hustotu dílu. Doporučují se hodnoty ≥4 g/cc.
Průtoková rychlost - Důležité pro hladké roztírání prášku na stavební desku. Průtoky 25-35 s/50 g ukazují na dobrou tekutost.
Obsah kyslíku - Nižší obsah kyslíku vede k lepší hustotě a mechanickým vlastnostem. Měla by být <1000 ppm.
Chemické složení - Musí odpovídat zadanému rozsahu složení Hastelloy X pro vlastnosti.
Pověst dodavatele a systémy kvality
Pro spolehlivý a konzistentní prášek jsou nezbytní renomovaní dodavatelé s důkladnou kontrolou kvality:
- Přísná chemická analýza a testování vlastností prášku
- Prášek vyrobený v kontrolovaných podmínkách
- Důsledný odběr vzorků a testování šarží
- Řízení procesů a SOP pro manipulaci, skladování a přepravu
- Certifikace kvality jako ISO 9001, ISO 13485
Hastelloy X prášek Náklady
Cena prášku Hastelloy X se pohybuje mezi $60-100 USD/kg. Ceny závisí na množství objednávky, kvalitě/charakteristikách prášku, značce dodavatele a zeměpisné poloze. Větší objednávky mají obvykle nižší náklady na jednotku.
Ceník prášku Met3dp Hastelloy X:
Kovový prášek | Velikost | Množství | Cena/kg |
Prášek Hastelloy X | 15-45um | 1 kg | $107 |
Prášek Hastelloy X | 15-45um | 10 kg | $79 |
Prášek Hastelloy X | 15-45um | 100 kg | $70 |
Jak si vybrat Dodavatel prášku Hastelloy X?
Mezi klíčové faktory při výběru dodavatele prášku Hastelloy X patří:
Reputace - Zkušené společnosti s prokazatelným úspěchem a spokojenými zákazníky. Podívejte se na reference a případové studie.
Kvalita - Přísná kontrola kvality, odběr vzorků, testování, certifikace a dokumentace.
Odbornost - Hluboké znalosti metalurgie a výroby prášků. Schopnost přizpůsobit prášky v případě potřeby.
Konzistence - Robustní procesy zajišťují, že každá šarže splňuje specifikace.
Inventura - Dostupnost skladem v malých i velkých množstvích umožňuje vyhnout se dlouhým dodacím lhůtám.
Zákaznický servis - Reakce na dotazy, technická podpora a poradenství.
Distribuční síť - Sklady ve vaší blízkosti zamezují dlouhým dodacím lhůtám a zpožděním.
Ceny - Přiměřené ceny pro požadované objemy objednávek a vlastnosti prášku.
Podmínky - Flexibilní platební podmínky, náklady/časy přepravy a možnosti nákupu.
Mezi přední světové dodavatele prášku Hastelloy X patří. Met3DP, Sandvik, Carpenter Technology, Praxair a AP&C. Pomáhá porovnat více dodavatelů podle těchto kritérií a najít nejvhodnějšího pro vaše potřeby a rozpočet.
Instalace a provoz systémů práškové AM Hastelloy X
Instalace a provoz systémů pro aditivní výrobu kovů, které jsou schopny zpracovávat prášek Hastelloy X, vyžaduje pozornost:
Systémové požadavky - Napájení, dodávky inertního plynu, chlazení, ventilace. Systémy L-PBF, jako je EOS M400, potřebují výkon ~65 kW.
Podmínky zařízení - Teplota 20-25 °C. Relativní vlhkost 30-70%. Minimální výkyvy teploty a vlhkosti.
Personál - Vyškolená obsluha systému. Samostatný tým pro následné zpracování. Podpora údržby systému.
Manipulace se surovinami - Rukavicové boxy, zařízení na prosévání prášku, systémy na recyklaci prášku. Minimalizujte kontakt prášku se vzduchem a vlhkostí.
Pracovní postupy - Optimalizace parametrů, nastavení sestavení, následné zpracování, kontrola kvality. Digitální pracovní postup od návrhu po hotový díl.
Požadavky na monitorování - Sestavte monitorovací kamery. Analyzátory zbytkového kyslíku. Upozornění na překročení limitů parametrů.
Bezpečnost - Uzavřené systémy. Osobní ochranné prostředky obsluhy. Limity expozice pro kovové prášky. Opatření proti požáru a výbuchu.
Údržba - Pravidelná údržba podle pokynů výrobce. Laser, optika, systém manipulace s práškem, senzory.
Kalibrace - Pravidelná kalibrace laserového měřiče výkonu, zařízení pro měření tloušťky vrstvy prášku a senzorů O2.
Optimalizace parametrů - Dosáhněte vlastností materiálu optimalizací výkonu laseru, rychlosti, rozteče šraf, tloušťky vrstvy a orientace konstrukce.
Pro bezpečnou a opakovatelnou výrobu vysoce kvalitních dílů z materiálu Hastelloy X je nezbytná důsledná kontrola a monitorování těchto aspektů.
Metody následného zpracování dílů Hastelloy X AM
Hotové díly Hastelloy X z aditivní výroby vyžadují následné zpracování, aby bylo dosaženo konečných vlastností a kvality:
Odstranění podpory - U některých procesů, jako je L-PBF, je nutné odstranit podpěry z vnitřních dutin a převisů, často pomocí řezání elektroerozivním drátem.
Odstraňování stresu - Tepelné zpracování pod teplotou žíhání roztokem pro snížení zbytkových napětí z procesu výroby. Rozsah 450-760 °C.
Izostatické lisování za tepla (HIP) - Použití vysokotlaké atmosféry inertního plynu při vysoké teplotě k uzavření vnitřních dutin a zhutnění mikrostruktury.
Povrchová úprava - Obrábění, broušení, pískování nebo leštění vnějších povrchů za účelem zlepšení drsnosti, přesnosti a estetiky povrchu.
Závěrečné čištění dílů - Vibrační úprava, čištění v alkalických roztocích nebo rozpouštědlech odstraňuje volné částice prášku a povrchové nečistoty.
Zpracování roztoku - Zahřátí nad teplotu solvusu slitiny a následné rychlé ochlazení/ochlazení za účelem rozpuštění sekundárních fází a zlepšení mechanických vlastností.
Stárnutí/tvrdnutí srážením - Tepelné zpracování, které umožní, aby se v mikrostruktuře slitiny vytvořily jemné zpevňující precipitáty.
Správné následné zpracování je klíčové pro dosažení vlastností materiálu a výkonu požadovaného aplikací. Použité metody závisí na procesu AM, geometrii konstrukce a funkčních požadavcích konečného použití.
Kontrola kvality a testování prášku a dílů Hastelloy X
Při práci s práškovou surovinou Hastelloy X a tištěnými díly je zásadní důkladná kontrola kvality a testování:
Testování prášku - Chemické složení, distribuce velikosti částic, rychlost toku, zdánlivá hustota, morfologie, nečistoty. Zajistí, aby prášek splňoval specifikace.
Sledování parametrů - Monitorování tloušťky vrstvy, rychlosti lopatek natavovacího stroje, výkonu laseru, vzdálenosti mezi šrafami, rychlosti skenování atd. v průběhu procesu pro zajištění optimální konstrukce.
Vizuální kontrola - Zkontrolujte, zda nejsou na povrchu vady, praskliny, deformace, delaminace mezi vrstvami, v případě potřeby použijte penetrační barvivo.
Rozměrová kontrola -Měření kritických rozměrů pro kontrolu shody s modelem CAD pomocí souřadnicových měřicích strojů nebo 3D skenerů.
Měření hustoty - Ověřte, zda bylo dosaženo teoretické hustoty ≥99,5% pro mechanickou integritu. Pomocí Archimédovy metody nebo rentgenového CT skenování.
Zkouška drsnosti povrchu - Kvantifikujte povrchovou úpravu dílů ve stavu po sestavení a po zpracování. Optická profilometrie nebo stylusové přístroje.
Mechanické zkoušky - Zkoušky tahu, únavy, lomové houževnatosti, tvrdosti a Charpyho rázové zkoušky podle platných norem ASTM.
Charakterizace mikrostruktury - Optická analýza, analýza SEM a EBSD zjišťují pórovitost, praskliny, morfologii zrn, precipitáty a dislokace.
Chemická analýza - ICP-OES nebo XRF spektroskopie ověřuje správnost konečného složení slitiny.
Nedestruktivní testování - Ultrazvuková, radiografická kontrola, kontrola vířivými proudy, kontrola kritických součástí pomocí magnetických částic.
Údaje z tohoto rozsáhlého testování ověřují vlastnosti a kvalitu. Díly, které nevyhoví některé z kontrol, mohou vyžadovat opětovné sestavení nebo další dodatečné zpracování.
Výhody a nevýhody Hastelloy X vs. alternativy
Hastelloy X prášek
Klady
- Vynikající vysokoteplotní mechanické vlastnosti až do ~700 °C
- Lepší odolnost proti oxidaci než u nerezových ocelí nebo Inconelu 718.
- Vyšší pevnost než Inconel 625 a zároveň odolnost proti oxidaci
- Dobrá svařitelnost ve srovnání s jinými superslitinami na bázi Ni
- Nižší cena než u žáruvzdorných slitin, jako je tantal nebo wolfram.
Nevýhody
- Horší vysokoteplotní vlastnosti oproti Inconelu 718 při teplotách nad ~650 °C
- Křehnutí při vystavení síře nebo olovu při vysokých teplotách
- Obtížněji obrobitelné než austenitické nerezové oceli
- Vyšší náklady než u nerezových ocelí
Inconel 625 prášek
Klady
- Vynikající odolnost proti korozi v širokém spektru prostředí
- Vysoká pevnost při pokojové teplotě a 600 °C
- Dobrá odolnost proti oxidaci až do 980 °C
- Nižší cena než Hastelloy X nebo Inconel 718
Nevýhody
- Menší pevnost při vysokých teplotách než Hastelloy X
- Náchylnost na tvorbu důlků v některých prostředích
- Podléhá tepelně únavovým trhlinám
Inconel 718 prášek
Klady
- Zachovává si pevnost až do 704 °C, lépe než Hastelloy X při velmi vysokých teplotách.
- Vysoká odolnost proti tečení a únavě
- Dobrá odolnost proti korozi v mnoha prostředích
Nevýhody
- Nízká odolnost proti oxidaci při teplotách nad 600 °C
- Náchylné na praskání po svařování
- Obtížněji svařitelné než Hastelloy X
316L prášek z nerezové oceli
Klady
- Vynikající odolnost proti korozi v různých prostředích
- Snadno svařitelné a obrobitelné
- Dobrá biokompatibilita pro lékařské použití
- Nižší náklady než u niklových superslitin
Nevýhody
- Omezená schopnost pracovat při vysokých teplotách, nesmí překročit ~315 °C
- náchylnost k důlkové a štěrbinové korozi v některých prostředích
- Nižší tvrdost a odolnost proti opotřebení
Pro nejlepší kombinaci vyrobitelnosti, pevnosti a odolnosti proti oxidaci až do 704 °C poskytuje Hastelloy X výhody oproti těmto alternativám pro mnoho aplikací.
Použití a aplikace dílů Hastelloy X od společnosti AM
Aditivní výroba umožňuje vyrábět složité komponenty Hastelloy X přizpůsobené náročným aplikacím:
Aerospace
- Spalovací nádoby a vložky
- Lopatky a trysky leteckých motorů
- Raketové motory a pohonné komponenty
- Turbočerpadla a ventily kosmických lodí
Plynové turbíny
- Spalovací zařízení, přechody a části horkých plynových cest
- Palivové trysky
- Tepelné štíty
- Lopatky, lopatky a stínítka
Chemické zpracování
- Trubky reformátorové pece
- Trubky pro krakování ethylenu
- Výměníky procesních plynů FGD
- Vstřikovací tryska katalyzátoru pro fluidní katalytické krakování
Automobilový průmysl
- Součásti výfukového systému
- Kola a skříň turbodmychadla
- Tepelně stínící díly
Formy na sklo
- Přesné formy na skleněné čočky a hranoly
- Formy na foukání skla
Jaderné
- Plášť a součásti palivového článku
Jedinečné přednosti materiálu Hastelloy X umožňují ve srovnání s běžnými materiály a výrobou lehčí a výkonnější komponenty v těchto extrémních podmínkách.
Instalace a údržba dílů Hastelloy X AM
Správná instalace a údržba je klíčem k dosažení očekávané životnosti komponentů Hastelloy X AM v náročných aplikacích:
Příprava povrchu - U dílů, jako jsou lopatky turbín, pečlivě vyleštěte povrchy a odstraňte veškerý prášek, který zůstal ve štěrbinách, abyste zabránili zrychlenému napadení během provozu.
Rozměrová kontrola - Zajistěte, aby kritická rozhraní a rozměry po následném zpracování odpovídaly specifikacím a díly při montáži správně pasovaly.
Bezpečnostní opatření při manipulaci - Při montáži dbejte na to, aby nedošlo k zadření závitů a povrchů. Používejte správné metody utahování.
Ochrana proti korozi - Na styčné plochy naneste vhodné ochranné nátěry jako inhibitory koroze. Při nanášení nátěru maskujte chladicí otvory.
Způsob instalace - Při instalaci dílu postupujte podle pokynů výrobce. Zohledněte rozdíly v tepelné roztažnosti způsobené mikrostrukturou AM.
Provozní podmínky - Při provozu nepřekračujte mezní hodnoty teploty, tlaku, průtoku, otáček a zatížení.
Monitorování - Využívejte senzory a online monitorování ke sledování stavu dílů a včasné identifikaci problémů.
Údržba - Pravidelné kontroly opotřebení, prasklin, poškození korozí, deformace, oxidace. V případě potřeby vyměňte.
Postupy čištění - Při údržbě používejte správné techniky čištění dílů bez poškození povrchu.
Správná instalace v kombinaci s monitorováním, údržbou a výměnou v případě potřeby umožní dosáhnout plného potenciálu komponent AM Hastelloy X pro dlouhodobý výkon.
Často kladené otázky o prášku Hastelloy X
Otázka: Jaký rozsah velikosti částic je nejlepší pro procesy AM, jako je L-PBF?
Odpověď: Doporučuje se velikost částic v rozmezí 15-45 mikronů. Jemnější prášky kolem 15 μm poskytují dobré rozlišení a povrchovou úpravu, zatímco velikosti do 45 μm zlepšují tok prášku a hustotu balení.
Otázka: Vyžaduje prášek Hastelloy X před AM sušení nebo ošetření plazmou?
Odpověď: Prášek Hastelloy X se obvykle rozprašuje v inertním plynu, takže před tiskem není nutné žádné další sušení nebo plazmová úprava. S práškem by se mělo správně manipulovat, aby se zabránilo absorpci přebytečné vlhkosti ze vzduchu během skladování/přepravy.
Otázka: Jaké jsou běžné postupy tepelného zpracování pro Hastelloy X?
Odpověď: Typické tepelné zpracování je 2 hodiny žíhání roztokem při 1150 °C s následným ochlazením na vzduchu, poté 20 hodin srážecího kalení při 760 °C a ochlazení na vzduchu. Tím se Hastelloy X zpevňuje srážením gama prvků.
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
Sférický prášek ze slitiny železa a niklu Invar 36: bezkonkurenční stabilita v extrémních podmínkách
Přečtěte si více "
Listopad 23, 2024
Žádné komentáře
Sférický disilicid molybdenu v prášku: spolehlivé řešení pro extrémní tepelná prostředí
Přečtěte si více "
Listopad 23, 2024
Žádné komentáře
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.
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731