Prášek slitiny GH3536 byl navržen speciálně pro aditivní výrobu s využitím optimalizace složení a techniky atomizace prášku, aby bylo dosaženo vynikajících vlastností ve srovnání s běžnými niklovými superslitinami. Mezi klíčové vlastnosti prášku slitiny GH3536 patří:

• Vysoká pevnost při teplotách až do 760 °C (1400 °F)
• Odolnost proti oxidaci a korozi v drsném prostředí
• Vynikající tepelná únavová životnost a odolnost proti růstu trhlin
• Dobrá tisknutelnost a nízká pórovitost tištěných dílů
• Lze kalit stářím pro optimalizaci pevnosti a tažnosti.

Díky kombinaci těchto vlastností je GH3536 vhodný pro komponenty v letectví, energetice, ropném a plynárenském průmyslu a při zpracování chemikálií, které jsou vystaveny extrémním teplotám a namáhání. Použití tohoto moderního prášku je výhodné jak při výrobě nových dílů, tak při opravách opotřebovaných součástí.

 

 

Složení prášku slitiny GH3536

GH3536 má komplexní složení navržené tak, aby poskytovalo optimální rovnováhu vlastností. Nominální složení je uvedeno níže:

Živel	Hmotnost %
nikl (Ni)	Zůstatek
Chrom (Cr)	13.5 – 16.0
Kobalt (Co)	12.0 – 15.0
Wolfram (W)	5.0 – 7.0
tantal (Ta)	3.0 – 5.0
hliník (Al)	2.8 – 3.8
titan (Ti)	0.5 – 1.5
niob (Nb)	0.5 – 1.5
hafnium (Hf)	0.2 – 0.8
uhlík (C)	0.05 – 0.15
Bór (B)	0.01 – 0.03
zirkonium (Zr)	0.01 – 0.05

Nikl tvoří matrici, zatímco prvky jako chrom, kobalt a hliník zvyšují odolnost proti oxidaci. Žáruvzdorné prvky tantal, wolfram, niob a hafnium přispívají k pevnosti při zvýšených teplotách. Titan a niob zpevňují slitinu tvorbou karbidů. Stopová množství uhlíku, boru a zirkonia zvyšují precipitační kalení.

Složení prášku je navrženo tak, aby se omezila segregace a zachovala jednotnost složení během tisku, což zajišťuje konzistentní vlastnosti výsledného dílu. Sférická morfologie prášku také zlepšuje tekutost a hustotu balení pro dobrou tisknutelnost.

Vlastnosti prášku slitiny GH3536

GH3536 vykazuje vynikající kombinaci pevnosti, tažnosti a odolnosti vůči životnímu prostředí díky svému složení na míru a optimalizovanému výrobnímu procesu. Klíčové vlastnosti jsou shrnuty níže:

Mechanické vlastnosti

Vlastnictví	Jak bylo vytištěno	Stáří
Pevnost v tahu	1050 - 1250 MPa (152 - 181 ksi)	1275 - 1400 MPa (185 - 203 ksi)
Mez kluzu (posun 0,2%)	900 - 1100 MPa (131 - 160 ksi)	1150 - 1300 MPa (167 - 189 ksi)
Prodloužení	25 – 35%	16 – 22%
Tvrdost	32 - 38 HRC	36 - 43 HRC

Fyzikální vlastnosti

Vlastnictví	Typická hodnota
Hustota	8,3 g/cm3
Bod tání	1310°C (2390°F)

Tepelné vlastnosti

Vlastnictví	Teplota
Koeficient tepelné roztažnosti	12,8 x 10-6/°C při 20-100°C
Tepelná vodivost	11,4 W/m-K při 20 °C
Měrné teplo	0,43 J/g-°C při 20°C

Odolnost proti oxidaci

• Odolává oxidaci na vzduchu až do ~980 °C. Vytváří se ochranné povlaky oxidu Cr2O3.
• Lepší odolnost proti oxidaci než Inconel 718 a mnoho dalších slitin Ni.

Odolnost proti korozi

• Vynikající odolnost proti korozi za tepla a sulfidaci.
• Odolává mnoha organickým kyselinám, chloridům a žíravinám.

Ostatní vlastnosti

• Zachovává si pevnost a tažnost po dlouhodobém vystavení teplotě až 760 °C.
• Vynikající životnost na tepelnou únavu. Odolává růstu trhlin.
• Nízký koeficient tření a odolnost proti zadírání.

Pevnost GH3536 ve zestárlém stavu převyšuje pevnost běžných niklových superslitin, jako je Inconel 718, při zachování robustní tažnosti. Slitina je při vysokých teplotách pevnější než mnohé nerezové oceli. Odolnost proti oxidaci se blíží odolnosti slitin niklu a chromu, jako je Inconel 601. Celkově GH3536 poskytuje výjimečně vyvážené vlastnosti pro kritické aplikace.

Aplikace prášku ze slitiny GH3536

Kombinace pevnosti, odolnosti vůči okolním vlivům, možnosti tisku a snadného následného zpracování činí GH3536 vhodným pro:

Letecké komponenty

• Lopatky turbíny, lopatky, spalovače
• Konstrukční díly, podvozek
• trysky raketových motorů, trysky pohonných jednotek
• Horké struktury hypersonických vozidel

Výroba elektřiny

• Díly horké části plynových turbín
• Výměníky tepla, rekuperátory
• Tepelné štíty, tepelné jímky

Ropa a plyn

• Nástroje pro vrtání, díly pro ústí vrtů
• Ventily, čerpadla pro korozivní prostředí

Automobilový průmysl

• Kola a skříně turbodmychadel
• Součásti výfuku

Chemické zpracování

• Ventily, čerpadla, reakční nádoby
• Trubky výměníku tepla

Nástroje

• Vstřikovací formy s konformním chlazením
• Lisovací formy, nástroje pro lisování za tepla

Ostatní

• Topná tělesa
• Kontejnery na radioaktivní odpad
• Speciální spojovací materiál a pružiny

GH3536 může nahradit stávající díly vyrobené z méně výkonných materiálů a zvýšit tak jejich životnost a účinnost. Prášek je také ideální pro výrobu nových konstrukcí, které nejsou možné při běžné výrobě. Umožňuje jak výrobu nových dílů, tak opravy/rekonstrukce opotřebovaných součástí.

Tisk práškové slitiny GH3536

Prášek GH3536 lze úspěšně vytisknout pomocí laserové fúze v práškovém loži (L-PBF) a fúze v práškovém loži s elektronovým paprskem (E-PBF). Sférická morfologie prášku zajišťuje dobrou tekutost a balení. Mezi klíčové aspekty patří:

Proces tisku

• Použitelné technologie práškového lože s laserem a elektronovým paprskem.
• Parametry procesu vyžadují vývoj pro nové stroje.
• Atmosféra inertního plynu v komoře (argon nebo dusík).

Specifikace prášku

• Rozsah velikosti částic 10-45 μm, typicky D50 ~25 μm.
• Zjevná hustota 2,5-3,5 g/cm3.
• Průtok 25-35 s (Hallův průtokoměr).

Doporučení pro tisk

• Předehřátí základní desky na ~150 °C snižuje tepelné namáhání.
• Typické rychlosti skenování jsou 400-1000 mm/s.
• Rozteč poklopů 0,08-0,12 mm pro dobrou hustotu.
• 100% čerstvý prášek pro opakované použití.

Následné zpracování

• Ulevuje od stresu: 1080 °C/2h, chlazení vzduchem.
• Zrání: 760 °C/8-16 hodin, chlazení na vzduchu.
• Izostatické lisování za tepla může dále snížit pórovitost.

Při optimalizaci parametrů je možné dosáhnout hustoty přes 99,8%. Mikrostruktura se skládá z jemných, rovnoměrných zrn vhodných pro kritické aplikace.

Specifikace prášku GH3536

Prášek slitiny GH3536 je komerčně dostupný ve standardním rozdělení velikostí a třídách shrnutých níže. Lze vyrobit i zakázkové varianty.

Distribuce velikosti prášku
D10	10 μm
D50	25 μm
D90	45 μm

Třídy prášku	Jmenovitý průtok	Zdánlivá hustota
Třída I	25 s	2,5 g/cm3
Třída II	28 s	2,8 g/cm3
Třída III	32 s	3,2 g/cm3

Další specifikace:

• Sférická morfologie se satelitní frakcí pod 1%.
• Obsah kyslíku pod 100 ppm.
• Nepřidávají se žádná pojiva ani maziva.

Každá šarže prášku je opatřena certifikátem analýzy s podrobnými údaji o složení, vlastnostech částic, průtoku a dalších parametrech.

Manipulace s GH3536 a jeho skladování

Zachování kvality prášku při manipulaci a skladování:

• Uzavřené nádoby s práškem skladujte v chladném a suchém prostředí. Doporučuje se použití vysoušedla.
• Nevystavujte prášek vlhkosti, která může způsobit shlukování a problémy se sypáním.
• Omezte teplotní výkyvy během přepravy a skladování.
• Nádoby otevírejte pouze v rukavicovém boxu s inertní atmosférou nebo v argonové komoře.
• Otevřené nádoby ihned zpracujte, abyste omezili oxidaci. Nepoužívejte znovu vystavený prášek.
• Používejte vhodné osobní ochranné prostředky a zabraňte vdechnutí nebo kontaktu s kůží a očima.

Při správném zacházení má prášek GH3536 trvanlivost delší než jeden rok od data výroby. Doporučuje se řízení zásob FIFO.

Bezpečnostní údaje pro GH3536

Jelikož se jedná o práškovou slitinu obsahující nikl a další prvky, je třeba při manipulaci dodržovat standardní bezpečnostní opatření:

• Používejte osobní ochranné prostředky: práškový respirátor, rukavice, ochranné brýle, ochranný oděv.
• Při manipulaci se vyvarujte kontaktu s kůží nebo vdechování prachu.
• Řádně uzemněte všechna zařízení pro manipulaci s práškem. Doporučuje se používat rukavice s inertním plynem.
• Při čištění používejte odlučování prachu. Zamezte vzniku prachu ve vzduchu.
• Přebytečný prášek a zbytky po čištění vhodně zlikvidujte.
• Další bezpečnostní informace naleznete v bezpečnostním listu.

Nikl v prášku je klasifikován jako podezřelý karcinogen. Dodržujte všechny zákony a předpisy pro bezpečné zacházení s kovovým práškem.

Kontrola prášku GH3536

Aby bylo zajištěno, že prášek GH3536 splňuje požadavky na použití, lze použít následující kontrolní postupy:

Distribuce velikosti částic

• Laserová difrakční analýza (ISO 13320)
• Sítová analýza (ASTM B214)

Morfologie a mikrostruktura

• Skenovací elektronová mikroskopie
• Optická mikroskopie montovaných a leštěných vzorků

Složení prášku

• Hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ASTM E1097)
• Tavení inertního plynu pro O a N (ASTM E1019)

Hustota prášku

• Zdánlivá hustota (Hallův průtokoměr)
• Hustota výčepního zařízení (ASTM B527)

Tekutost prášku

• Hallův průtokoměr (ASTM B213)
• Analyzátor prášku Revolution

Přijetí šarže

• Odběr vzorků podle normy ASTM B215
• Ověřte, zda prášek splňuje specifikace týkající se velikosti, složení a morfologie.

U každé šarže prášku by se mělo provést testování, aby se ověřila shoda s platnými normami ASTM. Tím se zajistí konzistentní a vysoce kvalitní prášková surovina pro tisk.

Nejčastější dotazy

Otázka: V čem je GH3536 lepší než jiné Ni superslitiny pro AM?

Odpověď: GH3536 má vyšší pevnost než pracovní slitiny, jako je Inconel 718, při zachování tažnosti. Složení prášku a proces atomizace minimalizují segregaci a pórovitost.

Otázka: Vyžaduje GH3536 po tisku lisování za tepla (HIP)?

Odpověď: HIP může dále snížit vnitřní pórovitost, ale není nutná k dosažení vysokých hustot (>99,5%) s optimalizovanými parametry AM. HIP může umožnit vyšší provozní teploty.

Otázka: Jaké následné zpracování je nutné po vytištění GH3536?

Odpověď: Po tisku lze použít jednoduchou tepelnou úpravu pro snížení napětí. Pro dosažení optimální pevnosti se doporučuje tepelné ošetření stárnutím.

Otázka: Jaké jsou dodací lhůty pro nákup prášku GH3536?

Odpověď: Malé šarže mohou být odeslány za 2-4 týdny. U velkých objemů výroby počítejte s 3-5 měsíci v závislosti na dostupnosti.

Otázka: Obsahuje GH3536 hliník nebo titan, které by mohly způsobit problémy při tisku?

Odpověď: Koncentrace Al a Ti jsou vyvážené, aby se zabránilo oxidaci prášku nebo nadměrné reakci s taveninou během tisku.

Otázka: Jaká velikost částic se doporučuje pro tisk GH3536?

A: Distribuce s D10 10 μm, D50 25 μm a D90 45 μm poskytuje dobrou rovnováhu mezi tekutostí a tiskem.

Otázka: Lze GH3536 použít pro tisk dílů s přesahy a složitými geometriemi?

Odpověď: Ano, GH3536 prokázala vynikající tisknutelnost dílů s úhlem přesahu přesahujícím 45°.

Závěr

Prášek z niklové superslitiny GH3536 nabízí výjimečnou kombinaci vysoké pevnosti, teplotní odolnosti, oxidační odolnosti, tisknutelnosti a odezvy po zpracování pro náročné aplikace aditivní výroby v leteckém a kosmickém průmyslu, energetice, ropném a plynárenském průmyslu, automobilovém průmyslu a chemickém průmyslu. Přizpůsobené složení, optimalizované vlastnosti prášku a potenciál pro tepelné zpracování umožňují vyladit vlastnosti pro nové konstrukce, které nejsou možné při konvenční výrobě. Při správném zacházení a tiskových postupech umožňuje GH3536 vytvářet komplexní, vysoce výkonné kovové díly kombinující nízkou hmotnost a odolnost jako nikdy předtím.