superalloys metal powder

Table des matières

superalloys metal powder Les superalliages permettent la fabrication additive de composants en alliage à haute résistance, résistants à la chaleur, sans commune mesure avec les métaux conventionnels. Ce guide couvre les compositions des superalliages, les spécifications des poudres, les données sur les propriétés, les informations sur les prix et les comparaisons afin d'éclairer les décisions d'approvisionnement en métallurgie des poudres.

superalloys metal powder

Introduction aux superalliages poudre métallique

Principales capacités des poudres de superalliage :

  • Résiste à des températures extrêmes allant jusqu'à 85% du point de fusion
  • Conserver la solidité, la résistance à la corrosion et la stabilité dans les environnements difficiles
  • Faciliter l'innovation en matière de géométries de pièces complexes grâce à l'AM

Groupes de classification communs :

  • A base de nickel - Inconel, Waspaloy, alliages de René
  • À base de cobalt - Haynes, HS alloys
  • A base de fer - variantes A286, 901, 304

Ce guide présente les éléments à prendre en compte lors de la sélection d'une poudre de superalliage :

  • Compositions d'alliages et méthodes de production de poudres
  • Propriétés mécaniques, méthodes d'essai et fiches techniques
  • Spécifications relatives à la distribution de la taille des particules
  • Caractéristiques morphologiques et consistance de la poudre
  • Modèles de tarification basés sur les volumes de commandes
  • Résistance à l'oxydation et à la corrosion
  • Avantages et inconvénients : barre en poudre ou barre solide
  • FAQ sur le contrôle de la qualité et les applications

Explorons les poudres de superalliage en particulier...

superalloys metal powder Compositions

Tableau 1 indique les compositions nominales des superalliages courants à base de nickel et de cobalt, avec quelques variations entre les fabricants de poudres.

AlliagePrincipaux éléments d'alliage
Inconel 718Ni, Fe, Nb, Mo, Al
Inconel 625Ni, Cr, Mo, Nb
René 41Ni, Co, Cr, Mo, Ti, Al
WaspaloyNi, Co, Cr, Mo, Ti, Al
Haynes 282Co, Cr, W, Mo, Ti, Al

De faibles ajouts de bore, de carbone, de zirconium et de silicium permettent également d'adapter la structure du grain, de renforcer les limites et d'améliorer le comportement à haute température par la formation de précipités.

Propriétés mécaniques et méthodes d'essai

Tableau 2 indique les propriétés mécaniques minimales typiques des poudres de superalliage courantes, les valeurs réelles variant en fonction de la géométrie de fabrication, du post-traitement et du traitement thermique.

AlliageLimite d'élasticité Résistance à la tractionMéthode d'essai
Inconel 7181035 MPa1275 MPaASTM E8
René 41760 MPa1035 MPaASTM E8
Haynes 282830 MPa1035 MPaASTM E8

Examinez attentivement les rapports d'essai pour vous assurer que les lots de poudre achetés répondent aux exigences de certification et aux besoins de l'application.

poudre de métal superalliages Spécification de la taille des particules

Tableau 3 montre les catégories de distribution de la taille des particules généralement utilisées pour classer les poudres de superalliage :

Gamme de taillesMaille typique
Submicron-100 +325 mesh
Bien-140 +325 mailles
Extra fin-200 +325 mailles

Autres caractéristiques clés des particules :

  • Morphologie sphérique
  • Surfaces lisses sans satellite
  • Distribution contrôlée de la taille
  • Débit >30s dans l'entonnoir de Hall

Pour l'impression, des tailles moyennes de 25 à 45 microns offrent un bon équilibre entre la résolution et la fluidité. Ajuster en fonction des capacités spécifiques de la machine et des dimensions minimales requises.

superalloys metal powder Tarification

Tableau 4 fournit des estimations approximatives du prix des poudres de superalliage dans des conditions de marché typiques :

Quantité commandéeEstimation du prix
10 kg$450+/kg
100 kg$275+/kg
500 kg$225+/kg
1000+ kgRemises sur les sous-clés
  • Les alliages spéciaux font l'objet d'une tarification de base plus élevée
  • Les commandes importantes (500-1000+ kg) permettent d'obtenir des remises de >50% par rapport aux prix catalogue grâce à l'effet de levier de l'achat en vrac.
  • Prix réels du marché liés aux fluctuations des prix des matières premières

Résistance à l'oxydation et à la corrosion

Les superalliages conservent une stabilité exceptionnelle même lorsqu'ils sont exposés à des environnements extrêmes :

Tableau 5

AlliageTempératures de service typiquesRésistance à la corrosion
Inconel 718700°CExcellent
René 41760°CExcellent
Haynes 2821095°CExcellent

Des compositions soigneusement élaborées avec du nickel, du chrome et de l'aluminium forment des barrières d'oxyde passivantes tenaces qui protègent les surfaces contre les attaques jusqu'à des proportions très élevées des points de fusion.

Des éléments comme le molybdène renforcent encore la résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses.

Avantages et inconvénients : barre en poudre ou barre solide

Tableau 6

AvantagesInconvénients
Poudre métallique de superalliageFormes complexesCoût plus élevé
Propriétés supérieuresPost-traitement
Réduction du poidsOptimisation des paramètres
Barre solide en superalliageCoût inférieurLimites de forme
DisponibilitéBeaucoup plus lourd
UsinabilitéDéchets de matériaux

En général, la poudre de superalliage justifie les primes pour les composants complexes de faible volume où les propriétés avancées sont vitales. Les formes de broyage standard offrent un prix abordable pour les formes simples dans les cas d'utilisation à forte production.

superalloys metal powder

FAQ

Tableau 7 - Questions courantes :

FAQRépondre
Dois-je examiner les rapports d'essai ?Oui, il faut examiner minutieusement tous les certificats pour s'assurer de la qualité de la poudre.
Quelle est la taille des particules de poudre avec lesquelles je dois commencer ?25-45u est un point de départ solide
Quels sont les facteurs qui influencent la cohérence ?La méthode de production de la poudre brute a un impact sur la variabilité
Quelle quantité de poudre dois-je acheter au départ ?Commencer à petite échelle pour valider le contrôle du processus d'impression

Tableau 8 - Conseils spécifiques à l'application :

FAQRépondre
Quel post-traitement dois-je utiliser pour les pales de turbine à section chaude ?Pressage isostatique à chaud pour éliminer les pores et améliorer la résistance à la fatigue
Quel est l'alliage qui maximise la limite d'élasticité à haute température ?Envisager les alliages Rene 41 ou Haynes 282
Comment puis-je minimiser les effets d'anisotropie des pièces ?Utiliser des traitements thermiques à température élevée pour réduire les contraintes.
Quelle est la meilleure solution pour les pièces cryogéniques - poudre ou moulage ?La poudre permet d'obtenir des canaux complexes et conformes, contrairement aux pièces moulées.

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