Порошок Hastelloy X для аддитивного производства (3D-печати)

Постобработка деталей из хастеллоя X, изготовленных аддитивным способом

После печати детали из сплава Hastelloy X должны пройти следующие этапы обработки перед вводом в эксплуатацию:

Удаление опоры

• Жертвенные опоры отсоединяются с помощью проволочной электроэрозионной резки или химического растворения, если это возможно.

Снятие стресса

• Для устранения остаточных напряжений, возникающих при послойном наращивании, осторожно нагрейте под вакуумом или в инертном газе до 760-980°C в течение 1-2 часов.

Горячее изостатическое прессование

• Проведите HIP-печать при температуре 1120°C и давлении 100-200 МПа в течение 3-6 часов, чтобы закрыть внутренние пустоты и микропористость.

Термообработка

• Отжиг в растворе при температуре 1150-1210°C обеспечивает равновесную микроструктуру и необходимую твердость.

Обработка поверхности

• Дополнительные виды обработки поверхности включают шлифование, фрезерование, полировку и упрочнение для достижения требуемой шероховатости и чистоты поверхности.

Испытание качества

• Проверка соответствия деталей техническим условиям по размерам, целостности материала, микроструктуре и механическим свойствам в соответствии с действующими стандартами. Проведение послойного сканирования.

Руководство покупателя - 3D-принтеры с порошковым покрытием из сплава Hastelloy X

При работе с реактивными сплавами, такими как порошок Hastelloy X, необходимо учитывать следующие критические моменты:

Точность - жесткий контроль технологического процесса для обеспечения точности размеров и повторяемости при сборке

Инертная атмосфера - защитный газ очень высокой чистоты для предотвращения загрязнения материала

Автоматизация - системы обработки порошка для минимизации воздействия кислорода

Обеспечение качества - поточный мониторинг, замкнутая обратная связь по бассейнам расплава и микроструктуре

Smart Software - специальные стратегии сканирования, адаптирующиеся к тепловой истории и геометрии

Производительность - Более высокая скорость сборки за счет более высокой мощности лазера и больших объемов сборки

Ведущие модели включают:

• 3D Systems DMP Factory 500
• GE Additive Concept Laser Xline 2000R
• Четырехлазерная система EOS M 400-4
• Серия SLM Solutions Next Generation
• Лазерный станок Renishaw RenAM 500 Quad

Перспективы развития сплава Хастеллой Х и металла AM

Области применения компонентов из хастеллоя X будут расширяться в существующих секторах, поскольку аддитивные технологии открывают новые возможности в сочетании с растущей экономической целесообразностью:

• Более распространено прямое использование 3D-печати камер сгорания ракет, деталей коммерческих реактивных двигателей, горячих секций промышленных газовых турбин и оборудования для производства электроэнергии с учетом улучшенных геометрических характеристик, охлаждения и веса.
• Дополнительное химическое оборудование, например, внутренние части теплообменников и технологических резервуаров с конформными каналами, напечатанными как единый корпус, а не как сварные узлы из листового металла.
• Консолидация модульных сборок и традиционных паяных соединений для аэрокосмического и полупроводникового оборудования, подверженного воздействию вакуума и агрессивных сред высокой чистоты.
• Индивидуальные, унифицированные узлы топливных форсунок и охлаждающие пластины для эффузионного охлаждения, разработанные с учетом специфических тепловых условий в жидкостных силовых установках и турбинах.
• Все большее распространение получают имплантаты, адаптированные под пациента, такие как зубные мосты и коронки, использующие преимущества биосовместимости.

Будущее металлического AM очень позитивно, так как он становится все более доступным по цене, а также ускоряет скорость изготовления и время выполнения заказа. Сферы применения технологии в производстве продолжают расширяться.

Вопросы и ответы

Вопрос: Чем наиболее известен сплав Hastelloy X с точки зрения его свойств?

О: Хастеллой X наиболее известен тем, что сохраняет высокую прочность при экстремальных температурах до 1150°C, а также превосходной коррозионной стойкостью, позволяющей ему выдерживать горячие окислительные и восстановительные атмосферы в сложных условиях.

В: В каких отраслях промышленности больше всего используются сплавы Hastelloy X и родственные им суперсплавы?

О: Аэрокосмическая промышленность является ведущим потребителем хастеллоя X, используя его жаропрочность - более 50%. Далее следует химическая промышленность, полагающаяся на коррозионную стойкость, затем металлообработка и контроль загрязнения окружающей среды.

В: Что делает Hastelloy X лучше других суперсплавов на основе никеля для работы в экстремальных условиях?

О: Стратегические добавки железа, кобальта и молибдена придают сплаву Hastelloy X самую высокую прочность среди никелевых сплавов вплоть до 1150°C. Другие никелевые суперсплавы либо не дотягивают до этой максимальной температуры, либо в конечном итоге превосходят ее по длительности прочности на разрыв.

Вопрос: Какова типичная стоимость одного кг порошка Hastelloy X, пригодного для процессов AM с порошковым слоем?

О: Поскольку Hastelloy X является специализированным порошком, предназначенным для сложных применений, его цена обычно варьируется от $500 до $1000 за кг. Это в 5-10 раз выше, чем, например, стоимость нержавеющей стали. При заказе меньшего количества существует дополнительная наценка.

Вопрос: Какой процесс 3D-печати лучше подходит для хастеллоя X - DMLS или EBM?

О: И LPBF, и EBM могут печатать полностью плотные компоненты из сплава Hastelloy X. Процессы на основе лазера могут предложить лучшую обработку поверхности и точность размеров вплоть до ~50 микрон. Однако более высокая скорость печати EBM делает ее более предпочтительной для крупносерийного производства.

Вопрос: Какая термообработка используется для деталей из сплава Hastelloy X после изготовления методом AM?

О: Типичный цикл термообработки включает 1-2 часа выдержки при температуре от 1150°C до 1210°C после предварительного снятия напряжения при 1080°C. Это гомогенизирует элементы в матрице, обеспечивая необходимый фазовый баланс и свойства.

Вопрос: Hastelloy X труднее или легче поддается обработке, чем стандартные марки нержавеющей стали 304 или 316?

О: Хастеллой X имеет почти 50% более низкую степень обрабатываемости по сравнению с обычными нержавеющими сталями 300-й серии из-за более высокой прочности и характеристик упрочнения. Требуется более жесткая настройка и соответствующая оснастка.

Вопрос: Можно ли сваривать сверхпрочный сплав Hastelloy X обычными методами сварки плавлением?

О: Да, хастеллой X демонстрирует отличную свариваемость при дуговой сварке вольфрамовым электродом (GTAW), плазменной или лазерной сварке благодаря низкому содержанию углерода и отсутствию упрочняющих преципитатов по границам зерен, которые могут образовывать хрупкие интерметаллические фазы. Используйте подходящий присадочный сплав.

Вопрос: Какие отрасли промышленности будут способствовать внедрению в будущем технологии AM с использованием таких сплавов, как Hastelloy X?

О: Аэрокосмическая, медицинская, автомобильная и энергетическая отрасли являются одними из самых дорогостоящих сфер применения печатных металлических деталей, изготовленных из сплавов, в которых сбалансированы такие свойства, как термостойкость, коррозионная стойкость и высокая прочность, а легкие конструкции дают значительные преимущества.