Nikkellegering X750 poeder

Verwerking en productie

Poeder van nikkellegering X750 kan op verschillende manieren worden verwerkt tot afgewerkte componenten:

Gieten

• Investeringsgieten wordt vaak gebruikt. Keramische mallen maken gieten bij 1427-1538°C (2600-2800°F) mogelijk. Produceert zeer solide gietstukken.
• Zandgieten kan ook, maar dan is extra toevoer van vloeibaar metaal nodig om degelijkheid te krijgen. Er kunnen speciale zandbinders nodig zijn.
• Schelpvormgieten levert producten op die vergelijkbaar zijn met verlorenwasgieten. Er kunnen dunne rollen worden geproduceerd.
• Continugieten in grafietmallen wordt veel gebruikt voor het produceren van knuppels voor verdere verwerking.

Tabel 11: Giet specificaties

Typische gietdefecten zoals warmscheuren, microporositeit en ontmenging kunnen voorkomen, maar kunnen geminimaliseerd worden door de juiste gating/risering, matrijsontwerp en giet-/shakeoutpraktijken.

Deformatieverwerking

Hete bewerking wordt uitgevoerd tussen 2150-2300°F (1177-1260°C) gevolgd door luchtkoeling. Warme bewerking wordt uitgevoerd onder 1900°F (1038°C). Bij koude bewerking kan tussengloeien nodig zijn.

Gebruikelijke methoden zijn onder andere:

• Smeden: Proces met gesloten matrijs produceert de beste eigenschappen
• Walsen: Zowel vlak als vormwalsen uitgevoerd. Minimale diktevermindering 30%
• Extrusie: Uitstekende eigenschappen in secties tot 8 in dia
• Tekenen: Zware draad/staaf kan worden getrokken. Tussentijds zachter maken kan nodig zijn.

Tabel 12: Belangrijkste specificaties

Verbindingsprocessen

Alle standaardmethoden kunnen effectief X750 onderdelen verbinden. Bijpassende legeringen verdienen de voorkeur voor optimale eigenschappen.

Lassen: Gas wolfraam booglassen (GTAW) en gasmetaal booglassen (GMAW) worden het meest toegepast. Weerstandslassen en laserstraallassen worden ook af en toe toegepast. Er worden vulstaven van dezelfde samenstelling gebruikt. Verbindingen vertonen een uitstekende sterkte. De juiste warmtebehandeling voor en na het lassen is essentieel om scheuren te voorkomen.

Solderen: Vacuümsolderen geeft de beste combinatie van sterkte en temperatuurbestendigheid. Er worden verschillende zilverhardsoldeerlegeringen gebruikt waarbij het hardsolderen plaatsvindt bij 1038-1093°C (1900-2000°F). Cruciaal voor het controleren van spelingen, vloeimiddelen en atmosfeer.

Tabel 13: Aanbevelingen voor deelname

Behandelingen na verwerking

Oploswarmtebehandeling en veroudering worden gebruikt om optimale eigenschappen te ontwikkelen:

Oplossing Behandeling - Uitgevoerd bij 2100-2300°F (1149-1260°C) gevolgd door afschrikken met lucht of water. Maakt latere veroudering doorharding mogelijk.

Veroudering - Verouder bij 1325-1425°F (± 25°F) gedurende 10-50 uur gevolgd door luchtkoeling. Bereikt precipitatieharding voor maximale sterkte.

Optionele stabilisatiebehandeling omvat 850-1200°F gedurende 1-16 uur om te stabiliseren tegen toekomstige veranderingen in eigenschappen.

Tabel 14: Specificaties voor post-processing

Poederproductie

Het poeder van nikkellegering X750 wordt commercieel geproduceerd door middel van gasverstuiving en waterverstuiving. De verdeling van de deeltjesgrootte wordt nauwkeurig gecontroleerd door middel van gespecialiseerde sproeiers en gekalibreerd zeven. Er wordt zeer zuiver inert gas gebruikt om verontreiniging te voorkomen.

Tabel 15: Poederproductiemethoden

Zowel gas- als watervernevelde poeders vertonen een bolvormige deeltjesmorfologie die ideaal is voor additieve productie, metaalspuitgieten en andere poedermetallurgietoepassingen.

Ontwerpgegevens

De belangrijkste parameters voor ontwerpgegevens van nikkellegering X750 zijn hieronder samengevat ter referentie tijdens engineering en het ontwerpen van componenten:

Tabel 16: Ontwerpgegevensparameters voor nikkellegering X750

Structurele belastingsomstandigheden

Gebruik voor bouwkundige berekeningen bij extreme temperaturen:

• Treksterkte: 140-190 ksi
• Samendrukbare rekgrens: 170-220 ksi
• Modulaire verhouding, E (legering X750)/E (staal): 1.0

Bij kamertemperatuur tot 500°F - Matige corrosiesnelheid van minder dan 0,002 in/jaar verwacht.

Tot 1900°F - Uitstekende weerstand tegen hete corrosie en oxidatie. Gebruik parabolische snelheidsconstante kp = 3,4 x 10-8 mg2/cm4/s.

Kruip- en vermoeiingsweerstand

Alloy X750 heeft een uitstekende kruipweerstand. Breuksterkte hoger dan 80 ksi gedurende 100.000 uur bij 1300°F (980°C).

Gebruik voor cyclische vermoeiingsomstandigheden:

• Duurzaamheid (106 cycli) vermoeiingssterkte van 95-100 ksi
• Reductiefactor van 1,0 voor machinaal bewerkte oppervlakteafwerking in plaats van as-fabricaat

De omgeving heeft een klein effect op de vermoeiingssterkte. Gebruik vermoeiingsreductiefactor = 0,95 voor luchtomgeving.

Nikkellegering X750 bewerken

Nikkellegering X750 heeft een uitstekende bewerkbaarheid in de gegloeide toestand en kan worden bewerkt met de meeste standaard werkplaatsmethoden en gereedschappen.

Spaanbrekers aanbevolen voor effectieve spaanbeheersing. Stijve opstellingen nodig om trillingen te minimaliseren. Positief hellende snijgereedschappen met scherpe snijkanten zorgen voor de langste levensduur.

Lage thermische geleidbaarheid leidt tot warmteconcentratie, dus moet er overvloedig koelvloeistof worden gebruikt.

Tabel 17: Bewerkingsmethoden

Verwerking en productie

Het poeder van nikkellegering X750 kan op verschillende manieren worden verwerkt tot onderdelen:

Additieve productie

Additive manufacturing (AM), ook bekend als 3D printen, gebruikt het poeder van de nikkellegering als grondstof om componenten laag voor laag op te bouwen. Enkele AM technieken die geschikt zijn voor X750 zijn:

Direct metaallasersinteren (DMLS)

• Poeder wordt selectief gesmolten door een krachtige laser
• Produceert volledig dichte onderdelen met fijne microstructuur
• Uitstekende maatnauwkeurigheid en oppervlakteafwerking
• Complexe geometrieën mogelijk

Elektronenbundelsmelten (EBM)

• Poeder wordt gesmolten door een elektronenbundel in vacuüm
• Bereikt bijna volledige dichtheid met goede sterkte
• Lagere oppervlakteafwerking in vergelijking met laserprocessen
• Snelle opbouw dankzij hoger bundelvermogen

Binder jetting

• Vloeibaar bindmiddel dat selectief wordt aangebracht om poederdeeltjes samen te voegen
• Kosteneffectief proces met hoge productiviteit
• Vereist nabewerking zoals sinteren en infiltratie
• Grotere onderdelen mogelijk met goede geometrische vrijheid

Koude nevel

• Poederdeeltjes versneld tot supersonische snelheden en botsen op een substraat
• Kinetische energie bindt deeltjes aan oppervlak
• Dikke coatings en vrije vormen kunnen worden opgebouwd
• Minimale verwarming behoudt de eigenschappen van het basismateriaal

Tabel 11: Additieve productieprocessen voor nikkellegering X750

Parameters zoals laservermogen, bundelgrootte, arceerafstand en scanstrategie kunnen worden geoptimaliseerd om de dichtheid van het onderdeel, oppervlaktekwaliteit, microstructuur en mechanische prestaties te regelen.

Warmtebehandelingen zoals heet isostatisch persen (HIP) en veroudering kunnen na de verwerking worden toegepast om de verdichting en materiaaleigenschappen verder te verbeteren.

Gieten

De X750-legering kan ook inductief worden gesmolten en gegoten tot ingots, knuppels en staven met behulp van processen zoals:

• Vacuüm-inductie smelten
• Elektroslak omsmelten
• Investeringsgieten

Gietproducten dienen als grondstof voor latere bewerkingen zoals smeden, walsen en extruderen. Ze kunnen ook rechtstreeks worden bewerkt tot nettovormige componenten.

Deformatieverwerking

Verschillende vervormingstechnieken kunnen worden toegepast op grondstoffen van gietnikkellegeringen:

Smeden

• Gegoten blokken tussen matrijzen persen of hameren
• Verbetert de sterkte door korrelstroming en werkharding
• Bijna-netvormen kunnen worden bereikt

Rolling

• Samenpersen en dikte verminderen tussen rollen
• Produceert platen, stroken en platen
• Controleert de korrelstructuur en verbetert de eigenschappen

Extrusie

• Forceren door een matrijsopening
• Vormt lange profielen met vaste doorsnede
• Dicht product met uniforme fijne korrels

Tekening

• Door een matrijs trekken met trekkracht
• Verkleint de doorsnede van staven, buizen of draden
• Verhoogde sterkte en hardheid

De legering wordt tijdens het bewerken periodiek gegloeid om de vervormbaarheid te herstellen en scheurvorming te voorkomen. Daarna volgt een laatste warmtebehandeling en veroudering om de gewenste eigenschappen te verkrijgen.

Veelgestelde vragen

V: Wat is nikkellegering X750?

A: X750 is een precipitatiehardende nikkel-chroomlegering met uitstekende sterkte tot 700°C (1300°F), uitstekende corrosie- en oxidatiebestendigheid en goede fabricage-eigenschappen.

V: Wat zijn de typische toepassingen voor X750?

A: Onderdelen voor gasturbines, onderdelen van turboladers, splijtstofelementen voor kerncentrales, chemische verwerkingsapparatuur, vaten voor voedselverwerking - overal waar hoge temperaturen in ruwe omgevingen nodig zijn.

V: Is nikkellegering X750 lasbaar?

A: Ja, X750 heeft een goede lasbaarheid voor een precipitatiegeharde legering met hoge sterkte. Gasbooglassen en gasbooglassen kunnen goede lassen produceren. Na het lassen wordt vaak een spanningsverlichtende warmtebehandeling toegepast.

ken meer 3D-printprocessen