Hastelloy X-pulver för additiv tillverkning (3D-utskrift)

Efterbearbetning av additivt tillverkade Hastelloy X-komponenter

Efter tryckning måste Hastelloy X-delar genomgå följande efterbehandlingssteg innan de tas i bruk:

Borttagning av stöd

• Offerstöden lossas med hjälp av trådgnistning eller kemisk upplösning där det är möjligt.

Stresslindring

• För att eliminera restspänningar från den skiktvisa uppbyggnaden, värm försiktigt under vakuum eller inert gas till 760-980°C i 1-2 timmar.

Isostatisk varmpressning

• HIP hela trycket vid 1120°C temperatur och 100-200 MPa tryck under 3-6 timmar för att stänga inre hålrum och mikroporositet.

Värmebehandling

• Lösningsglödgning mellan 1150-1210°C säkerställer jämviktsmikrostruktur och önskad hårdhet.

Ytbehandling

• Ytterligare ytbehandlingar omfattar slipning, fräsning, polering och kulblästring för att uppnå önskad ytjämnhet och finish.

Kvalitetstestning

• Testa delar som uppfyller specifikationerna för mått, materialintegritet, mikrostruktur och mekaniska egenskaper enligt gällande standarder. Utför skiktvis skanning.

Köparens guide - 3D-skrivare med pulverbädd för Hastelloy X

Viktiga skrivaraspekter vid arbete med reaktiva legeringar som Hastelloy X-pulver är bl.a:

Precision - noggranna processkontroller för dimensionsnoggrannhet och repeterbarhet vid tillverkning

Inert atmosfär - Skyddsgas med mycket hög renhet för att förhindra materialkontaminering

Automatisering - pulverhanteringssystem för att minimera exponering för syre

Kvalitetssäkring - inline-övervakning, återkoppling med sluten slinga av smältbassänger och mikrostruktur

Smart programvara - speciella skanningsstrategier som anpassas till termisk historia och geometri

Produktivitet - snabbare bygghastigheter genom högre lasereffekt och stora byggvolymer

Ledande modeller inkluderar:

• 3D Systems DMP Factory 500
• GE Additive Concept Laser Xline 2000R
• EOS M 400-4 4-lasersystem
• SLM Solutions Next Generation-serien
• Renishaw RenAM 500 Quad lasermaskin

Framtidsutsikter för Hastelloy X och Metal AM

Användningsområdena för Hastelloy X-komponenter kommer att utvidgas inom befintliga sektorer i takt med att additiv teknik ger nya möjligheter i kombination med ökad ekonomisk lönsamhet:

• Mer vanlig användning är direkt 3D-printning av förbränningskammare till raketer, delar till kommersiella jetmotorer, heta sektioner till industriella gasturbiner och hårdvara för kraftgenerering med förbättrade geometriska, kylnings- och viktmässiga fördelar.
• Ytterligare kemiutrustning som värmeväxlarinteriörer och processtankar med konforma kanaler som är tryckta som en kropp i stället för svetsade plåtsammansättningar.
• Konsolidering av modulenheter och traditionellt lödda fogar för flyg- och halvledarproduktionsutrustning som utsätts för vakuum och korrosiva atmosfärer med hög renhet.
• Kundanpassade, enhetliga bränsleinsprutningsenheter och kylplattor för effusion skräddarsydda för specifika termiska miljöer i vätskeframdrivningssystem och turbiner.
• Ökad användning av patientanpassade implantat som tandbroar och tandkronor som drar nytta av biokompatibiliteten.

Framtiden för AM i metall är i sig mycket positiv på grund av högre prisvärdhet tillsammans med snabbare bygghastigheter och genomloppstider. Tillverkningstillämpningar av tekniken fortsätter att expandera.

Vanliga frågor

F: Vad är Hastelloy X mest känt för när det gäller dess legeringsegenskaper?

A: Hastelloy X är mest känd för att behålla hög hållfasthet vid extrema temperaturer upp till 1150°C tillsammans med enastående korrosionsbeständighet som gör att den kan uthärda heta oxiderande och reducerande atmosfärer i krävande miljöer.

F: Vilka branscher använder Hastelloy X och dess relaterade superlegeringar mest?

S: Flyg- och rymdindustrin är den ledande användaren av Hastelloy X och utnyttjar dess värmebeständighet - över 50% användning. Därefter kommer kemisk bearbetning som förlitar sig på korrosionsbeständighet, följt av metallbearbetning och applikationer för föroreningskontroll.

F: Vad gör Hastelloy X bättre än andra Ni-baserade superlegeringar för extrema miljöer?

S: Strategiska tillsatser av järn, kobolt och molybden ger Hastelloy X den högsta hållfastheten bland nickellegeringar upp till 1150°C. Andra superlegeringar av nickel klarar antingen inte denna maxtemperatur eller blir så småningom utkonkurrerade när det gäller brotthållfasthetens varaktighet.

F: Vad är den typiska kostnaden per kg Hastelloy X-pulver som är lämpligt för AM-pulverbäddsprocesser?

S: Eftersom Hastelloy X är ett specialpulver som är skräddarsytt för krävande tillämpningar, varierar priset normalt mellan $500 och $1000 per kg. Detta är 5-10X kostnaden för rostfritt stål till exempel. Det finns ytterligare påslag för beställningar av lägre kvantiteter.

Fråga: Vilken 3D-utskriftsprocess fungerar bättre för Hastelloy X - DMLS eller EBM?

S: Både LPBF och EBM kan skriva ut helt täta Hastelloy X-komponenter. Laserbaserade processer kan erbjuda bättre ytfinish och dimensionell precision ner till ~50 mikrometer detalj. Men EBM:s snabbare bygghastighet gör att den är att föredra för produktionsapplikationer med högre volymer.

F: Vilken värmebehandling används för Hastelloy X-delar efter metall AM-konstruktion?

S: Den typiska värmebehandlingscykeln omfattar 1-2 timmars blötläggning mellan 1150°C och 1210°C efter en första avspänning på 1080°C. Detta homogeniserar elementen i matrisen och ger önskad fasbalans och egenskaper.

F: Är Hastelloy X svårare eller lättare att bearbeta än standard 304 eller 316 rostfritt stål?

S: Hastelloy X har nästan 50% lägre bearbetbarhet än vanliga rostfria stål i 300-serien på grund av dess högre hållfasthet och arbetshärdande egenskaper. Mer rigida inställningar och lämpliga verktyg krävs.

F: Kan man svetsa superlegeringen Hastelloy X med konventionella fusionssvetsmetoder?

S: Ja, Hastelloy X har utmärkt svetsbarhet via GTAW (gas tungsten arc welding), plasma- eller laserstråleteknik på grund av låg kolhalt och avsaknad av förstärkande utfällningar längs korngränserna som kan bilda spröda intermetalliska faser. Använd matchande tillsatslegering.

Q: Vilka branscher kommer att driva på framtida användning av metall AM med legeringar som Hastelloy X?

S: Flyg-, medicin-, fordons- och energiindustrin har några av de mest värdefulla tillämpningarna för tryckta metalldelar tillverkade av legeringar som balanserar egenskaper som temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet och hög hållfasthet där lättviktskonstruktioner ger betydande fördelar.