металлический порошок из суперсплавов

металлический порошок из суперсплавов позволяют производить высокопрочные и жаростойкие детали из сплавов, не имеющие аналогов в обычных металлах. В этом руководстве представлены составы суперсплавов, спецификации порошков, данные о свойствах, ценовые показатели и сравнения, которые помогут принять решение о закупке порошковой металлургии.

Введение в металлические порошки суперсплавов

Основные возможности порошков суперсплавов:

• Выдерживают экстремальные температуры до 85% точек плавления
• Сохраняют прочность, коррозионную стойкость и стабильность в суровых условиях.
• Создание инновационных сложных геометрических форм деталей с помощью AM

Общие классификационные группы:

• На основе никеля - инконель, васпалой, сплавы Рене
• На основе кобальта - сплавы Haynes, HS
• На основе железа - варианты A286, 901, 304

В данном руководстве приведены соображения, которые необходимо учитывать при выборе порошка суперсплава:

• Композиции сплавов и методы получения порошков
• Механические свойства, методы испытаний и таблицы данных
• Характеристики распределения частиц по размерам
• Морфологические характеристики и консистенция порошка
• Модели ценообразования, основанные на объемах заказов
• Устойчивость к окислению и коррозии
• Плюсы и минусы: порошок и цельный брусок
• Вопросы и ответы по контролю качества и применению

Давайте рассмотрим порошки суперсплавов подробнее...

металлический порошок из суперсплавов Композиции

Таблица 1 Приведены номинальные составы распространенных суперсплавов на основе никеля и кобальта с некоторыми различиями между производителями порошков.

Сплав	Основные легирующие элементы
Инконель 718	Ni, Fe, Nb, Mo, Al
Инконель 625	Ni, Cr, Mo, Nb
Рене 41	Ni, Co, Cr, Mo, Ti, Al
Васпалой	Ni, Co, Cr, Mo, Ti, Al
Haynes 282	Co, Cr, W, Mo, Ti, Al

Небольшие добавки бора, углерода, циркония и кремния также изменяют структуру зерна, укрепляют границы и улучшают поведение при высоких температурах за счет образования осадка.

Механические свойства и методы испытаний

Таблица 2 Здесь показаны типичные минимальные механические свойства, которым отвечают распространенные порошки суперсплавов, а фактические значения варьируются в зависимости от геометрии, последующей обработки и термообработки.

Сплав	Предел текучести	Прочность на разрыв	Метод испытания
Инконель 718	1035 МПа	1275 МПа	ASTM E8
Рене 41	760 МПа	1035 МПа	ASTM E8
Haynes 282	830 МПа	1035 МПа	ASTM E8

Внимательно изучите протоколы испытаний, чтобы убедиться, что закупаемые партии порошка соответствуют требованиям сертификации и условиям применения.

суперсплавы металлический порошок Размер частиц спецификации

Таблица 3 Показаны категории распределения частиц по размерам, обычно используемые для классификации порошков суперсплавов:

Диапазон размеров	Типичная сетка
Субмикронный	-100 +325 меш
Fine	-140 +325 сетка
Экстра тонкий	-200 +325 сетка

Другие ключевые характеристики частиц:

• Сферическая морфология
• Гладкие поверхности без спутников
• Контролируемое распределение размеров
• Скорость потока >30 с в воронке Холла

Для печати средние размеры 25-45 микрон обеспечивают хороший баланс разрешения и текучести. Настройте его в зависимости от возможностей конкретной машины и необходимого минимального размера элементов.

металлический порошок из суперсплавов Ценообразование

Таблица 4 содержит приблизительные оценки цен на порошок суперсплава в типичных рыночных условиях:

Количество заказов	Оценка цены
10 кг	$450+/кг
100 кг	$275+/кг
500 кг	$225+/кг
1000+ кг	Скидки под ключ

• Специальные сплавы отличаются высокими базовыми ценами
• Крупные заказы в диапазоне 500-1000+ кг позволяют получить скидки >50% по сравнению с прейскурантными ценами за счет рычага оптовых закупок
• Фактические рыночные цены, привязанные к колебаниям цен на исходное сырье

Устойчивость к окислению и коррозии

Суперсплавы сохраняют исключительную стабильность даже при воздействии экстремальных условий:

Таблица 5

Сплав	Типичная температура эксплуатации.	Коррозионная стойкость
Инконель 718	700°C	Отличный
Рене 41	760°C	Отличный
Haynes 282	1095°C	Отличный

Тщательно разработанные композиции с никелем, хромом и алюминием образуют прочные пассивирующие оксидные барьеры, защищающие поверхности от воздействия вплоть до очень высоких значений температуры плавления.

Такие элементы, как молибден, еще больше повышают устойчивость к точечной и щелевой коррозии.

Плюсы и минусы: порошок и цельный брусок

Таблица 6

	Преимущества	Недостатки
Металлический порошок суперсплава	Сложные формы	Более высокая стоимость
Превосходные свойства	Постобработка
Снижение веса	Оптимизация параметров
Твердый пруток из суперсплава	Более низкая стоимость	Пределы формы
Доступность	Намного тяжелее
Обрабатываемость	Материальные отходы

В целом, порошок суперсплава оправдывает затраты на изготовление сложных деталей небольшого объема, для которых важны улучшенные свойства. Стандартные формы прокатного стана обеспечивают доступность простых форм в условиях высокой производительности.

Вопросы и ответы

Таблица 7 - Общие вопросы:

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ	Отвечать
Нужно ли мне просматривать отчеты о тестировании?	Да, тщательно проверяйте все сертификаты, чтобы убедиться в качестве порошка.
С порошка какого размера следует начинать?	25-45u - надежная отправная точка
Какие факторы влияют на согласованность?	Метод производства сырого порошка влияет на изменчивость
Сколько порошка нужно купить на первое время?	Начните с малых масштабов, чтобы проверить контроль процесса печати

Таблица 8 - Советы по применению:

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ	Отвечать
Какую постобработку следует использовать для турбинных лопаток горячего сечения?	Горячее изостатическое прессование для удаления пор и повышения усталостных характеристик
Какой сплав обеспечивает максимальный предел текучести при высоких температурах?	Рассмотрим сплавы Rene 41 или Haynes 282
Как свести к минимуму эффект анизотропии деталей?	Использование термической обработки при повышенных температурах для снятия напряжений
Что лучше для криогенных деталей - порошок или литье?	Порошок позволяет создавать сложные конформные каналы в отличие от литья

узнать больше о процессах 3D-печати