Nickellegering X750 pulver

Bearbetning och tillverkning

Nickel Alloy X750-pulver kan bearbetas till färdiga komponenter med olika metoder:

Gjutning

• Investeringsgjutning är vanligt förekommande. Keramiska formar möjliggör gjutning vid 1427-1538°C (2600-2800°F). Producerar mycket sunda gjutgods.
• Sandgjutning kan också utföras, men då krävs extra tillförsel av flytande metall för att få en bra hållfasthet. Speciella sandbindemedel kan krävas.
• Gjutning av skalformar ger produkter som är jämförbara med investeringsgjutning. Tunna rullar kan tillverkas.
• Stranggjutning i grafitformar används ofta för att tillverka ämnen för vidare bearbetning.

Tabell 11: Specifikationer för gjutning

Typiska gjutdefekter som varmrivning, mikroporositet och segregering kan förekomma men kan minimeras genom korrekt gjutning/risning, formkonstruktion och gjutning/skakning.

Bearbetning av deformation

Varmbearbetning utförs mellan 1177-1260°C (2150-2300°F) följt av luftkylning. Varmbearbetning sker under 1038°C (1900°F). Kallbearbetning kan kräva mellanliggande glödgning.

Vanliga metoder inkluderar:

• Smidning: Processen med sluten form ger bästa egenskaper
• Valsning: Både plan- och formvalsning utförs. Minsta tjockleksreduktion 30%
• Extrudering: Utmärkta egenskaper uppnås i sektioner upp till 8 in dia
• Dragning: Kraftig tråd/stång kan dras. Mellanliggande mjukgörning kan behövas.

Tabell 12: Viktiga specifikationer

Processer för sammanfogning

Alla standardmetoder kan effektivt sammanfoga X750-delar. Matchande legeringar är att föredra för optimala egenskaper.

Svetsning: Gasvolframbåge (GTAW) och gasmetallbågsvetsning (GMAW) används mest. Motstånds- och laserstrålesvetsning används också ibland. Tillsatsmaterial med matchande sammansättning används. Fogarna uppvisar utmärkt hållfasthet. Korrekt värmebehandling före och efter svetsning är avgörande för att undvika sprickbildning.

Lödning: Vakuumlödning ger den bästa kombinationen av hållfasthet och temperaturbeständighet. Olika silverlegeringar används och lödning sker vid 1900-2000°F (1038-1093°C). Viktigt att kontrollera avstånd, flussmedel och atmosfär.

Tabell 13: Rekommendationer för sammanfogning

Behandlingar efter bearbetning

Lösningsvärmebehandling och åldringshärdning används för att utveckla optimala egenskaper:

Lösning Behandling - Utförs vid 1149-1260°C (2100-2300°F) följt av luft- eller vattenkylning. Möjliggör efterföljande åldershärdning.

Åldershärdning - Åldras vid 1325-1425°F (± 25°F) i 10-50 timmar följt av luftkylning. Uppnår utskiljningshärdning för maximala hållfasthetsnivåer.

Valfri stabiliseringsbehandling innebär 850-1200°F under 1-16 timmar för att stabilisera mot framtida förändringar av egenskaperna.

Tabell 14: Specifikationer för efterbehandling

Pulverproduktion

Nickel Alloy X750-pulver produceras kommersiellt med gasatomiserings- och vattenatomiseringsmetoder. Partikelstorleksfördelningen kontrolleras noggrant med hjälp av specialiserade munstycken och kalibrerad siktning. Inertgas med hög renhet används för att förhindra kontaminering.

Tabell 15: Produktionsmetoder för pulver

Både gas- och vattenatomiserade pulver har en sfärisk partikelmorfologi som är idealisk för additiv tillverkning, formsprutning av metall och andra pulvermetallurgiska applikationer.

Konstruktionsdata

Viktiga parametrar för konstruktionsdata för Nickel Alloy X750 sammanfattas nedan för referens under konstruktions- och komponentdesignaktiviteter:

Tabell 16: Parametrar för konstruktionsdata för nickellegering X750

Strukturella belastningsförhållanden

För konstruktionsberäkningar vid extrema temperaturer, använd:

• Draghållfasthet: 140-190 ksi
• Sträckgräns för tryck: 170-220 ksi
• Modulförhållande, E (legering X750)/E (stål): 1.0

Vid rumstemperatur upp till 500°F - Måttlig korrosionshastighet på mindre än 0,002 in/år förväntas.

Upp till 1900°F - Utmärkt motståndskraft mot varmkorrosion och oxidation. Använd parabolisk hastighetskonstant kp = 3,4 x 10-8 mg2/cm4/s.

Kryp- och utmattningshållfasthet

Alloy X750 uppvisar utmärkt krypmotstånd. Brotthållfasthet högre än 80 ksi i 100.000 timmar vid 980°C (1300°F).

För cykliska utmattningsförhållanden, använd:

• Utmattningshållfasthet vid 106 cykler (endurance) på 95-100 ksi
• Reduktionsfaktor 1,0 för maskinbearbetad ytfinish i stället för tillverkningsfärdig

Miljön har liten effekt på utmattningshållfastheten. Använd utmattningsreduktionsfaktor = 0,95 för luftmiljö.

Bearbetning av nickellegering X750

Nickellegering X750 har utmärkt bearbetbarhet i glödgat tillstånd och kan bearbetas med de flesta vanliga verkstadsmetoder och verktyg.

Spånbrytare rekommenderas för effektiv spånkontroll. Stela uppställningar krävs för att minimera vibrationer. Skärverktyg med positiv skärvinkel och vassa skäreggar ger längsta möjliga livslängd.

Låg värmeledningsförmåga leder till värmekoncentration och därför bör rikligt med kylvätska användas.

Tabell 17: Bearbetningsmetoder

Bearbetning och tillverkning

Nickel Alloy X750-pulver kan bearbetas till delar med olika metoder:

Additiv tillverkning

Additiv tillverkning (AM), även känd som 3D-printing, använder nickellegeringspulvret som råmaterial för att bygga upp komponenter lager för lager. Några AM-tekniker som är lämpliga för X750 inkluderar:

Direkt metallsintring med laser (DMLS)

• Pulvret smälts selektivt med en högeffektslaser
• Producerar helt täta delar med fin mikrostruktur
• Utmärkt måttnoggrannhet och ytfinhet
• Möjlighet till komplexa geometrier

Smältning med elektronstråle (EBM)

• Pulvret smälts med en elektronstråle i vakuum
• Uppnår nästan full densitet med god styrka
• Lägre ytfinhet jämfört med laserprocesser
• Snabba bygghastigheter tack vare högre strålstyrka

Binder Jetting

• Flytande bindemedel som selektivt deponeras för att sammanfoga pulverpartiklar
• Kostnadseffektiv process med hög produktivitet
• Kräver efterbearbetning som sintring och infiltration
• Större detaljer möjliga med god geometrisk frihet

Kall spray

• Pulverpartiklar accelereras till överljudshastigheter och träffar ett substrat
• Kinetisk energi binder partiklar till ytan
• Tjocka beläggningar och friformsformer kan byggas upp
• Minimal uppvärmning bevarar basmaterialets egenskaper

Tabell 11: Additiva tillverkningsprocesser för Nickel Alloy X750

Parametrar som lasereffekt, strålstorlek, luckavstånd och skanningsstrategi kan optimeras för att kontrollera detaljdensitet, ytkvalitet, mikrostruktur och mekanisk prestanda.

Värmebehandlingar som varm isostatisk pressning (HIP) och åldring kan tillämpas efter bearbetning för att ytterligare förbättra förtätning och materialegenskaper.

Gjutning

X750-legeringen kan också induktionssmältas och gjutas till göt, billets och stänger med hjälp av processer som:

• Induktionssmältning i vakuum
• Omsmältning med elektroslagg
• Investeringsgjutning

Gjutna produkter fungerar som råmaterial för efterföljande nedbrytningsoperationer som smide, valsning och strängpressning. De kan också bearbetas direkt till komponenter med exakt form.

Bearbetning av deformation

Olika deformationstekniker kan tillämpas på råmaterial av gjutna nickellegeringar:

Smide

• Pressning eller hamring av gjutgöt mellan formar
• Förbättrar hållfastheten genom kornflöde och arbetshärdning
• Nära nettoformer kan uppnås

Rullande

• Komprimering och minskning av tjockleken mellan rullarna
• Producerar ark, remsor och plattor
• Kontrollerar kornstrukturen och förbättrar egenskaperna

Extrudering

• Forcering genom en dörröppning
• Formar långa sektioner med fast tvärsnitt
• Tät produkt med enhetliga fina korn

Ritning

• Dragning genom en matris med hjälp av dragkraft
• Minskar tvärsnittet på stänger, rör eller trådar
• Ökad styrka och hårdhet

Legeringen glödgas periodvis under bearbetningen för att återställa segheten och undvika sprickbildning. Slutlig värmebehandling och åldring följer för att uppnå önskade egenskaper.

Vanliga frågor

F: Vad är Nickel Alloy X750?

A: X750 är en utskiljningshärdbar nickel-kromlegering med utmärkt hållfasthet upp till 700°C (1300°F), enastående korrosions- och oxidationsbeständighet och goda tillverkningsegenskaper.

F: Vilka är de typiska applikationerna för X750?

A: Komponenter till gasturbiner, turboladdare, kärnbränsleelement, kemisk processutrustning, livsmedelskärl - överallt där man behöver kunna arbeta vid höga temperaturer i tuffa miljöer.

F: Är Nickel Alloy X750 svetsbar?

S: Ja, X750 har god svetsbarhet för en utskiljningshärdad legering med hög hållfasthet. Gasvolframbågssvetsning och gasmetallbågsvetsning kan ge bra svetsar. Spänningsavlastande värmebehandling används ofta efter svetsning.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser