Guía de polvo Inconel 625 para aplicaciones de fabricación aditiva
Índice
El Inconel 625 es una superaleación a base de níquel muy utilizada en los sectores aeroespacial, químico y energético por su alta resistencia a la corrosión y a la temperatura. Esta guía cubre Inconel 625 polvo propiedades, métodos de fabricación, aplicaciones industriales, procedimientos de tratamiento posterior y proveedores.
Introducción a la aleación Inconel 625 en polvo
El Inconel 625 es una aleación de alto rendimiento compuesta principalmente de níquel, cromo y molibdeno. Sus principales características son:
Cuadro 1: Inconel 625 polvo
| Propiedades | Detalles |
|---|---|
| Contenido en níquel | 58-63% |
| Densidad | 8,44 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1,260-1,340°C |
| Resistencia a la tracción | 1.240 MPa |
| Límite elástico | 550 MPa |
| Alargamiento | 30% |
| Resistencia a la corrosión | Excelente en entornos extremos |
| Trabajabilidad | Fácil de soldar y fabricar |
Estas propiedades permiten su uso en procesos químicos, componentes aeroespaciales y equipos de petróleo y gas. La fabricación aditiva amplía las posibilidades de las piezas personalizadas y complejas de Inconel 625.
Composición química
La composición de la aleación Inconel 625 consiste en:
Tabla 2: Química estándar de Inconel 625
| Elemento | Peso % | Papel |
|---|---|---|
| Níquel (Ni) | 58.0 – 63.0% | Elemento matriz |
| Cromo (Cr) | 20.0 – 23.0% | Resistencia a la oxidación |
| Molibdeno (Mo) | 8.0 – 10.0% | Fortalecimiento |
| Niobio (Nb) | 3.15 – 4.15% | Endurecimiento del precipitado |
| Hierro (Fe) | ≤ 5% | Elemento vagabundo |
| Carbono (C) | ≤ 0,10% | Límite de impurezas |
| Manganeso (Mn) | ≤ 0,5% | Residual |
| Silicio (Si) | ≤ 0,5% | Desoxidante |
| Fósforo (P) | ≤ 0,015% | Límite de impurezas |
| Azufre (S) | ≤ 0,015% | Límite de impurezas |
| Aluminio (Al) | ≤ 0,4% | Límite de impurezas |
La cuidadosa optimización del níquel, el cromo, el molibdeno y el niobio es clave para conseguir las propiedades mecánicas deseadas.
Propiedades principales del polvo de Inconel 625
Tabla 3: Propiedades del polvo de Inconel 625
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 8,44 g/cm3 |
| Punto de fusión | 1,260-1,340°C |
| Conductividad térmica | 9,8 W/m-K |
| Resistividad eléctrica | 134 μΩ-cm |
| Módulo de elasticidad | 207 GPa |
| Relación de Poisson | 0.29 |
| Resistencia a la tracción | 1.240 MPa |
| Límite elástico | 550 MPa |
| Alargamiento | 30% |
| Dureza | ~36 HRC |
Estos atributos permiten utilizar el Inconel 625 en aplicaciones de soporte de carga de hasta 700 °C en las que la resistencia a la fatiga térmica, la oxidación y la fluencia son críticas.
Método de producción de Inconel 625 Polvo
Tabla 4: Métodos de producción de polvo de Inconel 625
| Método | Descripción | Características |
|---|---|---|
| Atomización de gas | La boquilla de gas a alta presión desintegra la corriente de metal fundido | Polvo esférico ideal para AM |
| Atomización por plasma | Electrodos fundidos por arcos/torchas de plasma en gotas | Distribución controlada del tamaño del polvo |
| Electrodo giratorio | Desintegración centrífuga de metal fundido en rotación mediante arcos eléctricos | Distribución de partículas más estrecha |
Los procesos avanzados de atomización con gas permiten ajustar la forma del polvo, la química de la superficie, los defectos y la distribución del tamaño de las partículas adecuadas para la fabricación aditiva con el fin de minimizar la porosidad.
Aplicaciones del polvo de Inconel 625
La combinación de resistencia, tenacidad a la fractura, soldabilidad y resistencia a la corrosión hacen que el Inconel 625 sea adecuado para:
Cuadro 5: Aplicaciones del polvo de Inconel 625
| Industria | Componentes |
|---|---|
| Aeroespacial | Álabes de turbina, latas de combustión, toberas de cohetes |
| Petróleo y gas | Válvulas de cabeza de pozo, herramientas de fondo de pozo, tubos de perforación |
| Tratamiento químico | Recipientes de reactores, tubos de intercambiadores de calor |
| Generación de energía | Piezas de la sección caliente de turbinas de gas, toberas de combustible |
| Automoción | Turbinas de turbocompresores, componentes de escape |
| Marina | Sistemas de desalinización, hélices, accesorios |
En particular, la aditivación permite la producción rentable de series cortas de componentes personalizados de Inconel 625.
Especificaciones del polvo de Inconel 625
Tabla 6: Especificaciones del polvo de Inconel 625
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Pureza | >99,9% |
| Tamaño de las partículas | 15-45 micras |
| Morfología | Muy esférica |
| Etapas | Solución sólida γ-Ni + γ"-Ni3Nb |
| Contenido de oxígeno | <300 ppm |
| Densidad aparente | Típicamente >4 g/cm3 |
| Caudal | Caudalímetro Hall >23 seg/50g |
El control estricto de la calidad del polvo y la optimización para la AM consiguen una impresión densa y un rendimiento superior del material fabricado.
Proveedores globales
Entre los principales proveedores de polvo de Inconel 625 para AM se incluyen:
Tabla 7: Inconel 625 fabricantes de polvo
| Empresa | Ubicación |
|---|---|
| Sandvik | Alemania |
| Praxair | Estados Unidos |
| Aditivo para carpinteros | Estados Unidos |
| AP&C | Canadá |
| Erasteel | Suecia |
| Tekna | Canadá |
Estos especialistas de primera calidad ofrecen polvo atomizado de Inconel 625 con tamaño de partícula, forma, química y población de defectos controlados y adaptados a las aplicaciones de fabricación aditiva.
Inconel 625 Precio del polvo
Cuadro 8: Dinámica de precios del polvo de Inconel 625
| Parámetro | Detalles |
|---|---|
| Cantidad | El precio por kg cae por encima de ~50 kg |
| Calidad | Las calidades superiores para AM cuestan entre 2 y 4 veces más que el polvo convencional |
| Distribución | Distribuciones de partículas más ajustadas más caras |
| Factores de forma | Una esfericidad/suavidad elevadas aumentan el precio |
En general, el polvo de Inconel 625 oscila entre $50/kg y $150/kg para variedades especializadas optimizadas para la fusión de lecho de polvo láser o la impresión por deposición de energía dirigida.
Ventajas e inconvenientes de Inconel 625 Polvo
Cuadro 9: Ventajas y retos del polvo de Inconel 625
| Pros | Contras |
|---|---|
| Resiste entornos extremos | Menor alargamiento/resistencia que las aleaciones de níquel |
| Cinco veces más resistente a la fractura que el acero | Susceptible al agrietamiento por deformación-edad |
| La mitad de densidad que el acero | Caro en comparación con el acero inoxidable |
| Resiste la corrosión en caliente y las picaduras | Temperaturas de transformación muy elevadas |
| Posibilidad de desarrollar aleaciones a medida | Tendencia a la porosidad en las piezas AM |
| Geometrías complejas a partir de la consolidación AM | Requiere un procesamiento posterior exhaustivo |
| Reduce los plazos de entrega y los costes de las tiradas cortas | Proveedores industriales de gran volumen limitados |
Con unos parámetros de diseño e impresión adecuados, Inconel 625 permite fabricar componentes más ligeros, resistentes e integrados en aplicaciones exigentes.
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué distribución granulométrica es óptima para imprimir Inconel 625?
A: Un polvo de Inconel 625 con tamaños de partícula que oscilan entre 15 y 45 micras permite una alta densidad de empaquetamiento y limita la porosidad durante la impresión.
P: ¿Qué causa el agrietamiento en las piezas de Inconel 625 fabricadas aditivamente?
A: Las grandes tensiones residuales derivadas de los gradientes térmicos extremos durante la impresión provocan grietas. Las optimizaciones del proceso, como el precalentamiento y el poscalentamiento, y la provisión de soportes estructurales son esenciales.
P: ¿Qué acabado cabe esperar en los componentes de Inconel 625 tal como se imprimen?
A: La rugosidad de la superficie en bruto suele oscilar entre 5 y 15 micras. El mecanizado adicional, el rectificado, el electropulido y otros acabados producen superficies más lisas.
P: ¿Qué método de posprocesamiento se recomienda para las piezas de Inconel 625 fabricadas mediante aditivos?
A: Se recomienda el tratamiento térmico, el prensado isostático en caliente y el acondicionamiento de la superficie para aliviar las tensiones, aumentar la densidad y mejorar el acabado superficial.
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