インコネル625パウダー
目次
インコネル625粉 は、優れた強度、耐食性、1000℃までの高温性能で知られるニッケル-クロム-モリブデン合金粉末を指します。この特性の組み合わせにより、インコネル 625 は、航空宇宙部品から化学処理装置まで、要求の厳しい用途に対応する汎用性の高い超合金となっています。
このガイドでは、インコネル 625 粉末の種類、ガスアトマイズ法、組成の詳細、主な特性と特徴、製造方法、用途、価格、サプライヤーのほか、粉末状のこの高性能金属合金を使用する際の利点、欠点、FAQ について説明します。
インコネル625パウダーの種類
インコネル625粉末の一般的な種類には、以下のものがあります:
タイプ | 構成 | 特徴 |
---|---|---|
ガスアトマイズド | 63% Ni, 21.5% Cr, 9% Mo Bal.鉄 | AMに理想的な球状の均一粒子 |
プラズマ噴霧 | ガスアトマイズと同じ | やや小さく、球状の粒子 |
ミルド/合金 | 同組成 | 不規則な形状で、パウダーをブレンドして作られる |
バインダー・ジェット・グレード | 同じ+バインダーと流動剤 | バインダージェット3Dプリンティングプロセス用 |
ガスアトマイズとプラズマのタイプは、精密な粒子径制御と形状を示し、焼結後に高い最終密度を達成するためのレーザー粉末床融合プロセスのような付加製造に好まれる。
生産方法
方法 | 説明 | 典型的な出力 |
---|---|---|
ガス噴霧 | 高圧不活性ガスにより、回転するインコネル溶融ストリームを微細な液滴に分解し、急速凝固により合金粉末を形成します。 | AM用途に最適な優れた球状モルフォロジー |
プラズマ霧化 | ガスアトマイゼーションに似ているが、プラズマエネルギーを使用して、より高温でより微細な溶融物の分解を行う。 | 45ミクロン以下の非常に球状の粒子が可能。 |
真空誘導溶解 | 精密な組成のインゴットを粉砕し、粉末にする | 圧密後の空隙率が高い不規則な形状の粒子 |
ガスアトマイズは、調整可能な粒度分布と、一貫した合金化学のための合理的なスループット量の間でバランスを取ります。プラズマ法は、より厳しい粒子公差でより小さな出力バッチを可能にします。
の性質 インコネル625パウダー
コンポジションと生産に由来する利点は以下の通りである:
プロパティ | 特徴 | 意義 |
---|---|---|
高強度 | 引張強さ 110,000 PSI (758 MPa) | 変形することなく高荷重に耐える |
耐食性 | クロムとモリブデンを高含有し、表面に保護酸化被膜を形成。 | 産業プラントで一般的な湿潤酸性環境でも確実に機能します。 |
耐酸化性 | 最小65%ニッケルは1000℃まで特性を維持 | エンジン排気、化学反応、極端なプロセス熱に故障なく対応 |
溶接性 | 優れた接合と補修のために配合された組成物 | 大型アセンブリーへの組み込みが容易 |
生体適合性 | 非磁性で疲労強度に優れる | 整形外科用の膝関節や股関節などのインプラントに適している。 |
耐久性、加工性、耐薬品性のバランスの取れた設計により、高温で苛酷な作業環境において、鋼のような一般的な金属と比較して、潜在的な用途が飛躍的に拡大します。
インコネル625パウダーの用途
業界はレバレッジ特性を利用している:
セグメント | 一般的な用途 | 機能 |
---|---|---|
航空宇宙 | タービンブレード、エンジン部品 | 持続的な極端な熱/圧力サイクルに耐える |
化学処理 | 熱交換器チューブ、バルブ、ポンプ | 様々な化学環境における耐食性 |
石油・ガス | 坑口設備、オフショア船舶部品 | 性能に加え、溶接による現場での修理が容易 |
医療用インプラント | 整形外科用関節、歯根 | 解剖学的負荷に合わせた生体適合強度 |
マリンハードウェア | ナット、ボルト、ファスナー、ドライブシャフト | 耐塩水性/耐海水腐食性 |
積層造形 | 上記産業にわたる複雑な形状 | 合金の多様性によって向上するAMの設計自由度 |
ワンオフのミッションクリティカルな航空宇宙用継手とバッチスケールの商業用海洋部品の両方を作成することで、インコネル 625 の適応性が示され、これらの主要部門全体で複雑で堅牢な加工製品を統合することができます。
仕様 の インコネル625パウダー
スタンダード | グレードの定義 | 化学の必要条件 |
---|---|---|
ASTM B446 | インコネル625粉末のグレード:標準、微粉、超微粉 | Ni、Cr、Mo、Ti、Al、C、Siのパーセンテージを定義する。 |
AMS 5666 | アニール/熱間静水圧プレスのバリエーション | アニール "状態でのC、Al、Tiの制限を指定する。 |
ASME SB-443 | パイプ/チューブ合金の化学組成 | ASTM B446に似ているが、NbとCoの限界値も管理している。 |
炭素、硫黄、ケイ素のような微量元素は、原子炉や特殊な汚染リスク評価を伴う液体酸素システムのような、より要求の厳しい用途では、より厳格な管理を実施しなければならない。
サプライヤーと価格
サプライヤー | 主な成績 | 価格見積もり |
---|---|---|
サンドビック・オスプレイ | ASTM B446によるガスアトマイズ | $40〜$100/kg |
カーペンター・パウダー製品 | 複数のサイズバリエーション | 1kgあたり$60~$250 |
プラクセア・サーフェス・テクノロジー | 熱間静水圧プレス、プラズマ仕様 | 1kgあたり$150~$500以上 |
パウダーアロイ株式会社 | ガスアトマイズ、ブレンド粉砕 | $35〜$150/kg |
一般的な積層造形用途に適した一般的なガスアトマイズ粉末の$35/kgから、認定された機械的性能が必須の航空宇宙エンジンやオフショア石油・ガス遠隔監視装置のような高荷重用途に使用される特殊な熱間静水圧プレスの$500/kgまで、コストの幅は広い。
オプションと価格を比較するときは、合金の種類だけでなく、仕様を購入することを忘れないでください。
長所と短所
長所 | 短所 |
---|---|
極めて過酷な環境にも耐える | 一般的なステンレス鋼の5倍以上のコスト |
数百℃の温度範囲で特性を保持 | それほど極端でないプロセス条件には、より低温の材料オプションがあります。 |
最適化された印刷用パウダーとして入手可能 | AMに関する包括的な認証コードと基準の欠如 |
広範囲の腐食性化学薬品に耐える | 反応性のリスクがあるため、厳重な取り扱いが必要である。 |
加工性、溶接性、作業性を兼ね備える | 塩化物応力腐食割れを起こしやすく、不浸透性ではない。 |
企業は、海上石油掘削施設やジェットエンジンのタービンブレードのような困難な操業環境に対応する優れた性能ウィンドウと、特殊合金を管理するサプライチェーンリスクとのバランスを取らなければならない。
制限と考慮事項
インコネル 625 粉末を使用する際の制限事項:
- チタン不純物を0.4%以下に管理し、望ましい相均一性を実現
- 完全な特性を得るためには、通常、積層造形後に後加工が必要である。
- 熱処理サイクルによって結晶粒が粗大化し、延性が低下することがある。
- 500~700℃での長期暴露における炭化物析出のリスク
- 熱間等方圧プレスは最大の密度を提供するが、引張延性を多少犠牲にする。
- サプライヤーの品質システムの厳密性を検証することで、汚染管理リスクを回避する。
エンジニアは有限要素モデリングを活用し、負荷に対する設計を検証します。また、空気不純物センサーから仕上げ研削の方向性まで、防止制御がさらに性能を最適化します。
よくあるご質問
質問 | 答え |
---|---|
使用されている粒度範囲は? | 一般的なレーザー粉末床溶融法では15~45ミクロン |
一般的なかさ密度は? | 4g/cc前後 +/- 0.5g/cc |
融点は? | 1290~1350℃の範囲 |
どのような後処理方法が最良の材料特性をもたらすのか? | 熱間静水圧プレスが望ましいが、用途による。 |
一般的な引張強さと降伏強さとは? | 引張125,000 psi (862 MPa)、降伏110,000 psi (758 MPa) |
取り扱いにはどのような安全上の注意が必要ですか? | 微粉末の反応性から不活性ガス環境が望ましい |
どのような汚染リスクを監視すべきか? | 不純物元素は主に硫黄、ケイ素、アルミニウム、チタン |
パウダーの賞味期限は無制限ですか? | 一般的に、酸素/湿気から密閉して1年後に再試験することを推奨する。 |
広範な航空宇宙とエネルギーの採用は能力を示すが、特殊合金の管理には相応の品質管理と危険性評価のスケーリングが必要である。
結論
アディティブ マニュファクチャリングによって合金のカスタマイズの自由度が高まる中、インコネル 625 は、複雑なタービン部品の 3D プリントから 60 フィートスタックの化学反応炉チャンバーの溶接まで、比類のない製造プロセスの互換性を提供します。しかし、特殊なニッケル合金へのアクセスを維持することは、新興市場が限られた生産リソースを引き伸ばす中で、サプライチェーンのリスク管理に課題をもたらします。そのため、企業は、ミッションクリティカルな石油掘削装置や、ニッケル含有量以上のものはほとんど共有されていないにもかかわらずライフサイクルで根本的に異なる苦境にさらされる患者移植用ジョイントの信頼できる性能を確保するために、取り扱いのベストプラクティスと品質保証試験レジメンを体系化する必要があります。必要な専門知識が産業規模で労働者の能力に浸透すれば、調達管理と分散製造方法により、インコネル粉末の入手可能性は拡大する可能性が高い。しかし、極端な動作温度から不純物触媒の痕跡に至るまで、それぞれのユニークな用途の背景を考慮することによってのみ、エンジニアは、製品の複雑性が部門を超えて高まる中、競争力のある特殊金属の入手可能性をうまく利用しながら、この材料ファミリーの可能性を最大化することができる。インコネル625の次の60年は、設計者、冶金学者、印刷技師、検査技師が協力し、環境と安全の問題が深刻化しているにもかかわらず、組成を24時間365日の稼働時間を維持する部品に変換することにかかっている。
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