Przegląd proszku Inconel
Proszek Inconel odnosi się do form metalurgii proszków na bazie niklu i chromu. nadstopy znak towarowy pod nazwą Inconel. Proszki Inconel są wykorzystywane do produkcji addytywnej, formowania wtryskowego metali i innych zastosowań metalurgii proszków.
Niektóre kluczowe właściwości proszku Inconel obejmują:
- Wysoka wytrzymałość i twardość w podwyższonych temperaturach
- Doskonała odporność na korozję i utlenianie
- Dobra spawalność i skrawalność
- Wysoka wytrzymałość na pełzanie
- Zachowuje wytrzymałość i twardość w temperaturach kriogenicznych
Proszki Inconel są dostępne w różnych gatunkach stopów, takich jak Inconel 625, 718 i 939 o różnym składzie i właściwościach. Mogą być wykorzystywane do produkcji komponentów do zastosowań w przemyśle lotniczym, chemicznym, naftowym i gazowym, motoryzacyjnym i energetycznym.
Głównymi formami produktu są rozpylane gazowo kuliste proszki oraz aglomerowane i spiekane proszki. Specyfikacje obejmują rozkład wielkości cząstek, szybkość przepływu, gęstość pozorną i skład.
Rodzaje proszku Inconel
Proszek Inconel 625
Inconel 625 to stop niklowo-chromowo-molibdenowy o doskonałej odporności na korozję i wysokich właściwościach wytrzymałościowych.
Typowy skład (waga %)
| Nikiel | Chrom | Molibden | Niob | Żelazo | Inne |
|---|---|---|---|---|---|
| 58 min | 20-23 | 8-10 | 3.15-4.15 | 5 maks | 1 maks |
Kluczowe właściwości:
- Zachowuje wytrzymałość na rozciąganie i pełzanie w wysokich temperaturach do 980°C
- Odporność na korozję wżerową i szczelinową w środowisku chlorkowym i innych środowiskach agresywnych
- Odporność na utlenianie do 980°C
Zastosowania:
- Komponenty lotnicze, takie jak osłony silnika, odwracacze ciągu
- Komponenty morskie, takie jak wały, elementy złączne
- Sprzęt do przetwarzania chemicznego
- Wydobycie i rafinacja ropy naftowej i gazu
Proszek Inconel 718
Inconel 718 to utwardzany wydzieleniowo stop niklowo-chromowy o wyjątkowych właściwościach rozciągania, zmęczenia i pełzania w temperaturach do 700°C.
Typowy skład (waga %):
| Nikiel | Chrom | Żelazo | Niob | Molibden | Tytan | Aluminium | Inne |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50-55 | 17-21 | Bal. | 4.75-5.5 | 2.8-3.3 | 0.65-1.15 | 0.2-0.8 | 1 maks |
Kluczowe właściwości:
- Zachowuje wytrzymałość w temperaturach do 700°C
- Doskonała odporność na korozję
- Dobra spawalność
- Wysoka wytrzymałość zmęczeniowa i ciągliwość
Zastosowania:
- Komponenty lotnicze, takie jak tarcze turbin, przekładki, wały
- Obudowy silników rakietowych, ramy, elementy złączne
- Reaktory jądrowe
- Kriogeniczne zbiorniki magazynowe
Proszek Inconel 939
Inconel 939 to utwardzany wydzieleniowo nadstop na bazie niklu, zaprojektowany z myślą o zwiększonej wytrzymałości na pełzanie w wysokich temperaturach.
Typowy skład (waga %):
| Nikiel | Kobalt | Chrom | Wolfram | Tytan | Aluminium | Inne |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Bal. | 19-23 | 14.7-17 | 3.8-4.9 | 0.9-1.5 | 1.3-1.7 | 1,5 maks |
Kluczowe właściwości:
- Doskonała wytrzymałość na pełzanie do 1095°C
- Odporność na utlenianie w pracy ciągłej do 980°C
- Odporność na korozję w gorących gazach
- Zachowuje wytrzymałość na rozciąganie w podwyższonych temperaturach
Zastosowania:
- Elementy turbiny gazowej, takie jak puszki komory spalania, przejścia
- Śrubowanie turbiny parowej, obudowa
- Sprzęt do obróbki cieplnej
- Części silników lotniczych
Właściwości proszku Inconel
Właściwości fizyczne
| Nieruchomość | Opis |
|---|---|
| Gęstość | Zakres od 8,1 do 8,4 g/cc |
| Temperatura topnienia | 1315-1370°C |
| Przewodność cieplna | 11-12,4 W/mK przy 24°C |
| Rozszerzalność cieplna | 12,5-13,5 x 10-6/°C przy 20-100°C |
| Ciepło właściwe | 0,435 J/g/°C przy 20°C |
| Rezystywność elektryczna | 1,24-1,4 μΩ.m przy 20°C |
Właściwości mechaniczne
| Nieruchomość | Opis |
|---|---|
| Wytrzymałość na rozciąganie | 760-1275 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 550-1100 MPa |
| Wydłużenie | 15-35% |
| Twardość | 25-50 HRC |
| Moduł sprężystości | 205-210 GPa |
| Współczynnik Poissona | 0.29-0.31 |
| Wytrzymałość zmęczeniowa | 310-690 MPa |
Właściwości chemiczne
- Doskonała odporność na korozję w różnych kwasach, zasadach i wodzie morskiej
- Dobra odporność na utlenianie i nawęglanie do 1095°C
- Odporność na kwasy siarkowy, fosforowy i organiczny
Zastosowania i wykorzystanie proszku Inconel
| Przemysł | Komponenty |
|---|---|
| Lotnictwo i kosmonautyka | Komponenty silnika, części płatowca, elementy złączne, tuleje |
| Ropa i gaz | Rurki wiertnicze, zawory, części głowicy odwiertu, pompy |
| Chemiczny | Zbiorniki reaktora, wymienniki ciepła, skraplacze, rurociągi |
| Motoryzacja | Zawory, elementy układu wydechowego, części turbosprężarki |
| Moc | Części turbin gazowych, części do obsługi węgla/popiołu |
| Medyczny | Implanty chirurgiczne, protetyka |
Specyfikacje proszku Inconel
Rozkład wielkości
| Siatka | Mikrometry |
|---|---|
| -140 | mniej niż 106 |
| -100 | 150-106 |
| -325 | mniej niż 45 |
| -500 | mniej niż 32 |
Gęstość pozorna
- Typowy zakres to 2,5-4,5 g/cc
Przepływ
- Pomiar swobody przepływu proszku
- Wyrażone w s/50g
- Wartości 25-35 s/50 g oznaczają swobodny przepływ.
Skład
- Zgodność ze specyfikacją AMS dla gatunku stopu
- Analiza obejmuje Ni, Cr, Fe, Nb, Mo, Ti, Al
Zanieczyszczenie
- Zawartość tlenu poniżej 0,1%
- Niski poziom siarki, selenu, ołowiu
Dostawcy i ceny
| Dostawca | Dostępne stopnie | Średni przedział cenowy |
|---|---|---|
| Sandvik | 625, 718, 939 | $50-$150/kg |
| Met3dp | in625, in718, in939, in738 | $75-$200/kg |
| Carpenter Powder | 625, 718, 939 | $60-$180/kg |
| Hoganas | 625, 718 | $70-$250/kg |
- Ceny różnią się w zależności od gatunku stopu, jakości, wielkości partii
- Korzyści skali dla dużych wolumenów produkcji
- Dodatkowe przetwarzanie, takie jak prasowanie izostatyczne na gorąco, odgazowanie zwiększa koszty
Jak wybrać proszek Inconel
Czynniki do rozważenia
Gatunek stopu
- Dopasowanie stopu do temperatury roboczej i wymaganych właściwości
- 625 dla odporności na korozję, 718 dla wytrzymałości w 700°C, 939 dla wytrzymałości na pełzanie w 1095°C
Rozmiar proszku
- Drobniejszy proszek dla lepszej rozdzielczości i wykończenia powierzchni
- Większy proszek dla wyższych szybkości osadzania
Metoda produkcji
- Atomizacja gazowa, proces plazmowy z obracaną elektrodą (PREP) lub inny
Standardy jakości
- Analiza chemiczna, kształt cząstek, poziomy zanieczyszczeń
- Certyfikat ISO 9001 lub AS9100
Wielkość partii i czas realizacji
- Obniżki cen przy dużych wolumenach
- Planuj z wyprzedzeniem zamówienia niestandardowe
Metoda aplikacji
- Wybór proszku kompatybilnego z określonym procesem AM lub MIM
Przetwarzanie końcowe
- Dodatkowa obróbka cieplna, HIP może zmienić właściwości
Zalecenia
- W przypadku produkcji addytywnej, proszek mniejszy niż 45 mikronów
- W przypadku MIM należy wybrać większy rozkład wielkości cząstek
- Pobierz próbki i wydruki testowe przed zakupem dużych ilości.
- Ścisła współpraca z dostawcą proszku w celu dopasowania produktu do wymagań części.
- Starannie kontroluj obsługę i przechowywanie, aby uniknąć zanieczyszczenia lub zmiany proszku.
Plusy i minusy proszku Inconel
Zalety
- Wysoka wytrzymałość w podwyższonych temperaturach
- Doskonała odporność na korozję i utlenianie
- Dobra spawalność i skrawalność
- Zachowuje wytrzymałość w temperaturach kriogenicznych
- Może być używany do wytwarzania złożonych geometrii za pomocą AM
- Przetwarzanie metalurgii proszków tworzy spójne, drobne mikrostruktury
Wady
- Droższe niż stale i stopy aluminium
- Wyzwania związane z pracą i przetwarzaniem
- Podatność na pękanie pod wpływem naprężeń termicznych
- Trudne do rzucenia bez specjalnych technik
- Ograniczona liczba dostawców wysokiej jakości proszku
Najczęściej zadawane pytania
Do czego służy proszek Inconel?
Proszek Inconel jest wykorzystywany do produkcji komponentów o wyjątkowych właściwościach mechanicznych w wysokich temperaturach i odporności na korozję z wykorzystaniem produkcji addytywnej lub formowania wtryskowego metali. Powszechne zastosowania znajdują się w przemyśle lotniczym, chemicznym, energetycznym, naftowym i gazowym oraz motoryzacyjnym.
Jaka jest różnica między proszkami Inconel 625, 718 i 939?
Główne różnice dotyczą składu, co skutkuje różnymi możliwościami temperaturowymi:
- Inconel 625 ma doskonałą odporność na korozję do 980°C
- Inconel 718 oferuje najwyższą wytrzymałość do 700°C
- Inconel 939 został zaprojektowany z myślą o wytrzymałości na pełzanie w ekstremalnych temperaturach do 1095°C
Jaki rozmiar cząstek jest najlepszy dla AM?
Zakres wielkości cząstek od 15 do 45 mikronów jest zalecany do produkcji dodatków z proszków Inconel metodą fuzji w złożu proszkowym. Drobniejsze cząstki poniżej 15 mikronów mogą powodować problemy z przepływem i rozprowadzaniem. Cząstki powyżej 45 mikronów mogą zmniejszyć rozdzielczość i wykończenie powierzchni.
Czy proszek Inconel wymaga specjalnego przechowywania lub obsługi?
Tak, proszki Inconel łatwo się utleniają i pochłaniają wilgoć, co może zmienić ich właściwości i charakterystykę przepływu. Wymagają przechowywania w szczelnych pojemnikach z gazem obojętnym lub próżnią. Techniki obsługi powinny minimalizować kontakt z powietrzem.
Jaka obróbka końcowa jest wymagana po AM z Inconel?
Procesy końcowe, takie jak prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP), obróbka cieplna i obróbka skrawaniem są zwykle wymagane po produkcji addytywnej z użyciem proszków Inconel. Pomagają one poprawić mikrostrukturę i właściwości materiału, aby spełnić wymagania aplikacji.
Czy proszek Inconel nadaje się do ponownego użycia po AM?
Tak, proszek Inconel może być odzyskany po produkcji dodatków i ponownie użyty. Ponownie użyty proszek należy jednak zmieszać ze świeżym proszkiem pierwotnym w stosunku 30% lub mniejszym, aby zachować stałą jakość.
