Prášok ze slitiny GH3536 byl navržen speciálně pro aditivní výrobu s využitím optimalizace složení a techniky práškové atomizace pro dosažení lepších vlastností ve srovnání s běžnými niklovými slitinami. Klíčové vlastnosti prášku ze slitiny GH3536 zahrnují:

• Vysoká pevnost při teplotách až 760 °C (1400 °F)
• Odolnost proti oxidaci a korozi v drsném prostředí
• Výborná odolnost proti tepelné únavě a praskání
• Dobré potisknutelnosti a nízká poréznost u tištěných součástí
• Může být tvrzeno stárnutím pro optimalizaci pevnosti a duktility

Kombinací vlastností je GH3536 vhodný pro komponenty do letectví, výroby energie, ropného a plynárenského průmyslu a chemického zpracování, které jsou vystaveny extrémním teplotám a napětím. Z tohoto pokročilého prášku může těžit jak výroba nových součástí, tak oprava opotřebených komponent.

 

 

Složení práškového materiálu GH3536

GH3536 má komplexní složení navržené tak, aby poskytovalo Optimální rovnováhu vlastností. Jmenovité složení je uvedeno níže:

Element	Hmotnostní %
Nikl (Ni)	Balance
Chrom (Cr)	13.5 – 16.0
Kobalt (Co)	12.0 – 15.0
Wolfram (W)	5.0 – 7.0
Tantal (Ta)	3.0 – 5.0
Hliník (Al)	2.8 – 3.8
Titan (Ti)	0.5 – 1.5
Niob (Nb)	0.5 – 1.5
Hafnium (Hf)	0.2 – 0.8
Uhlík (C)	0.05 – 0.15
Bor (B)	0.01 – 0.03
Zirkon (Zr)	0.01 – 0.05

Nikl tvoří matici, zatímco prvky jako chrom, kobalt a hliník zvyšují odolnost proti oxidaci. Ohnivzdorné prvky tantal, wolfram, niob a hafnium přispívají k pevnosti při zvýšených teplotách. Titan a niob posilují slitinu tvorbou karbidů. Stopová množství uhlíku, bóru a zirkonia zvyšují kalení vylučováním.

Složení prášku je navrženo k omezení segregace a zachování uniformity složení během tisku, čímž se zajistí konzistentní vlastnosti finálního dílu. Sférický tvar prášku také zlepšuje tekutost a plnicí hustotu pro dobrou tisknutelnost.

Vlastnosti práškové slitiny GH3536

GH3536 má díky svému upravenému složení a optimalizovanému výrobnímu procesu výjimečnou kombinaci síly, tažnosti a odolnosti vůči životnímu prostředí. Klíčové vlastnosti jsou shrnuty níže:

Mechanické vlastnosti

Nemovitost	Tak, jak bylo vytištěno	Stárnoucí
Pevnost v tahu	1050 – 1250 MPa (152 – 181 ksi)	1275–1400 MPa (185–203 ksi)
Mez kluzu (posun 0,2 %)	900–1 100 MPa (131–160 ksi)	1150–1300 MPa (167–189 ksi)
Prodloužení	25 – 35%	16 – 22%
Tvrdost	32 – 38 HRC	36 – 43 HRC

Fyzické vlastnosti

Nemovitost	Typická hodnota
Hustota	8.3 g/cm³
Teplota tání	1310 ¡«C (2390 ¡«F)

Tepelné vlastnosti

Nemovitost	Teplota
Součinitel tepelné roztažnosti	12,8 x 10-6/¡«C při 20-100¡«C
Tepelná vodivost	11,4 W/m-K bei 20 °C
Měrná tepelná kapacita	0,43 J/g-1°C při teplotě 20 °C

Oxidační odolnost

• Odolává oxidaci na vzduchu až do ~980 °C. Tvoří se ochranná vrstva oxidu Cr2O3.
• Lepší odolnost vůči oxidaci než Inconel 718 a mnoho jiných Ni slitin.

Odolnost proti korozi

• Vynikající odolnost proti horké korozi a sulfidaci.
• Odolává mnohým organickým kyselinám, chloridům, leptadlům.

Ostatní vlastnosti

• Zachovává si pevnost a houževnatost i po dlouhodobém vystavení až do 760 ¡«C.
• Výjimečná životnost za tepelné únavy. Odolává šíření trhlin.
• Nízký koeficient tření a odolnost proti zadírání.

Pevnost GH3536 ve stárnutém stavu překonává pevnost obvyklých niklových super slitin jako například Inconel 718 a současně si zachovává značnou tažnost. Tato slitina je za vysokých teplot pevnější než mnoho druhů nerezových ocelí. Odolnost vůči oxidaci se blíží k odolnosti slitin niklu a chromu, jako například Inconel 601. Celkově vzato GH3536 nabízí výjimečně vyvážené vlastnosti pro kritické aplikace.

Aplikace GH3536 Alloy Powder

Kombinace pevnosti, odolnosti vůči prostředí, snadné výroby a postprodukční úpravy činí GH3536 vhodným pro:

Aerospace komponenty

• Turbínové lopatky, lopatky, spalovací komory
• Konstrukční díly podvozku
• Trysky raketových motorů, řiďovače
• Hypersonické vozidlové horké struktury

Výroba energie

• Komponenty horké sekce plynové turbíny
• Výměníky tepla, rekuperátory
• Tepelný štíty, termopošvy

Ropný a plynový průmysl

• Vrtné nástroje, části těžního uzávěru
• Ventily, čerpadla pro korozivní aplikace

Automotivní

• Turbokompresorová kola a pouzdra
• Výfukové komponenty

Chemické zpracování

• Ventily, pumpy, reakční nádoby
• Trubkování výměníku tepla

Nástroje

• Vstřikovací formy se souběžným chlazením
• Nástroje pro lití pod tlakem, nástroje pro ražení za tepla

Ostatní

• Výhřevné články
• Kontejnery s radioaktivním odpadem
• Speciální spojovací materiály a pružiny

GH3536 může nahrazovat existující části vyrobené z materiálů nižší výkonnosti, a zvyšovat tak odolnost a efektivitu. Prášek je rovněž ideální pro výrobu nových konstrukcí, které nelze vyrobit běžnou výrobou. Lze s ním vyrábět nové části a také opravovat/repasovat opotřebované díly.

Tisk prášku GH3536 slitiny

Prášek GH3536 je možné úspěšně tisknout pomocí procesů laserové fúze práškového lože (L-PBF) a elektronové fúze práškového lože (E-PBF). Sférický tvar prášku zajišťuje dobrou tekutost a plnění. Klíčové faktory, které je nutné zvážit, jsou:

Tiskařský proces

• Aplikovatelné technologie práškových lůžek pomocí laseru a elektronového paprsku.
• Parametry procesu vyžadují vývoj pro nové stroje.
• Atmosféra komory s inertním plynem (argon nebo dusík).

Specifikace prášku

• Rozsah velikosti částic 10-45 Ã×m, D50 ~25 Ã×m typické.
• Zdánlivá hustota: 2,5 - 3,5 g/cm3
• Průtok 25–35 s (Hallův průtokoměr).

Doporučení pro tisk

• Předehřívání základních desek na ~150 °C snižuje tepelné namáhání.
• Rychlost skenování se typicky pohybuje od 400 do 1000 mm/s.
• Mezera mezi šrafováním 0,08–0,12 mm pro dobré zhuštění.
• 100% čerstvý prášek pro opětovné použití.

Postprodukce

• tlumení stresu: 1080 p/2 hod., chlazení vzduchem.
• Stárnutí: 760 °C/8-16 hodin, chlazení vzduchem.
• Žárem podporované izostatické lisování může dále snížit pórovitost.

Díky optimalizaci parametrů jsou možné hustoty přesahující 99,8 %. Mikrostruktura se skládá z jemných a uniformních zrn vhodných pro kritické aplikace.

Specifikace prášku GH3536

Slitina GH3536 je k dostání jako prášek v následujících standardních velikostech tříd. Mohou být také vyrobeny vlastní varianty.

Distribuce velikosti prášku
D10	10 cm
D50	25 μm
D90	45 in

Třídy prášků	Nominální průtok	Zdánlivá hustota
Třída I	25 vteřin	2,5 g/cm3
Třída II.	28 sekund	2,8 g/cm3
Třída III.	32 s	3,2 g/cm3

Jiné specifikace:

• Sféroidní morfologie se satelitní frakcí pod 1%.
• Obsah kyslíku pod 100 ppm.
• Bez přidaných pojidel nebo lubrikantů.

Každá dávka prášku je opatřena certifikátem analýzy podrobně popisujícím složení, vlastnosti částic, průtok a další parametry.

Zpracování a skladování GH3536

Udržujte kvalitu prášku během manipulace a skladování:

• Uchovávejte uzavřené nádoby s práškem v chladném a suchém prostředí. Doporučuje se použít sušidlo.
• Chraňte prášek před vlhkostí, jelikož ta může způsobovat hrudkování a problémy s průtokem.
• Během přepravy a skladování omezujte teplotní výkyvy.
• Otevírejte pouze v ochranné atmosféře v úložišti vzácných kovů nebo argonové komoře.
• Otevřené nádoby okamžitě zpracujte, abyste omezili oxidaci. Nepožívejte znovu vystavený prášek.
• Použijte vhodné OOPP (osobní ochranné pracovní prostředky) a vyhněte se vdechování nebo kontaktu s kůží a očima.

Při správném skladování má prášek GH3536 trvanlivost přesahující jeden rok od data výroby. Doporučuje se řízení zásob FIFO.

Bezpečnostní údaje pro GH3536

Při manipulaci s práškem slitiny obsahující nikl a další prvky je třeba dodržovat standardní bezpečnostní opatření:

• Používejte OOPP: Prach, vhodný respirátor, rukavice, ochrana očí, ochranný oděv.
• Při manipulaci zabraňte kontaktu s pokožkou nebo vdechnutí prachu.
• Všechno zařízení pro manipulaci s práškovými látkami, musí být řádně uzemněné. Doporučuje se použít inertní plynové speciální boxy.
• Při úklidu používejte suché vysávání. Vyvarujte se víření prachu.
• Přebytečný prášek a smetí likvidujte řádným způsobem.
• Další informace o bezpečnostních opatřeních naleznete v dokumentu SDS.

Niklový prášek je klasifikován jako pravděpodobný karcinogen. Řiďte se všemi zákony a předpisy pro bezpečné nakládání s kovovými prášky.

Inspekce GH3536 Powder

Abyste zajistili, že prášek GH3536 splňuje požadavky použití, lze použít následující kontrolní postupy:

Distribuce velikosti částic

• Laserová granulometrická analýza (ISO 13320)
• Analýza sítem (ASTM B214)

Morfologie & amp; Mikrostruktura

• Skenovací elektronová mikroskopie
• Optická mikroskopie na preparátech na broušených a leštěných vzorcích

Složení prášku

• Indukčně vázaná plazmová hmotnostní spektrometrie (ASTM E1097)
• Fúze inertních plynů pro O a N (ASTM E1019)

Objemová hustota

• Zdánlivá hustota (Hall průtokoměr)
• Hustota udusání (ASTM B527)

Tečení prášků

• Hlubinné průtokoměry (ASTM B213)
• Revoluční analyzátor prášků

Přijetí várky

• Odběr vzorků podle normy ASTM B215
• Ověř, zda prášek splňuje specifikace velikosti, složení a tvaru

Testy by měly být prováděny pro každou šarži prášku, aby bylo ověřeno, že vyhovuje příslušným normám ASTM. To zajišťuje konzistentní, vysoce kvalitní výchozí materiál ve formě prášku pro tisk.

Časté dotazy

Q: Čím je GH3536 lepší pro AM než jiné nad slitiny s niklem?

A: GH3536 má vyšší pevnost než pracovní slitiny jako Inconel 718 a přitom si udržuje tvárnost. Složením prášku a procesem atomizace se minimalizuje segregace a pórovitost.

Otázka: Vyžaduje GH3536 po tisku izostatické lisování za tepla (HIP)?

A: HIP může dále snížit vnitřní pórovitost, ale pro dosažení vysokých hustot (>99,5 %) s optimalizovanými parametry AM není vyžadován. HIP může umožnit vyšší provozní teploty.

Otázka: Jaké následné zpracování je nutné po vytištění GH3536?

A: Po vytisknutí lze použít tepelné ošetření pro jednoduché uvolnění napětí. Pro optimální pevnost se doporučuje ošetření teplem stárnutím.

Otázka: Jaké jsou dodací lhůty pro nákup prášku GH3536?

A: Malé množství lze expedovat za 2-4 týdny. U velkých objemů výroby počítejte s 3-5 měsíci v závislosti na dostupnosti.

Otázka: Obsahuje GH3536 hliník nebo titán, které by mohly způsobit problémy při tisku?

A: Koncentrace Al a Ti jsou vyvažované, aby se zamezilo oxidaci prachu nebo nadměrné reakci s roztavenou lázní během tisku.

Q: Jaká je doporučená distribuce velikostí částic pro tisk GH3536?

A: Distribuce s hodnotou D10 10 ×m, D50 25 ×m a D90 45 ×m poskytuje dobrou rovnováhu mezi tekutostí a tisknutím.

Otázka: Lze GH3536 použít pro tisk dílů s převisy a komplexní geometrií?

A: Ano, GH3536 prokázal vynikající tisknutelnost pro díly s převisy převyšujícími úhel převisu 45¡« převýšení

Závěr

Slitina prášku superalloy GH3536 nabízí výjimečnou kombinaci vysoké pevnosti, teplotní odolnosti, odolnosti vůči oxidaci, tisknutelnosti a odezvy na následné zpracování pro náročné aplikace aditivní výroby v leteckém a kosmickém průmyslu, energetice, ropném a plynárenském průmyslu, automobilovém průmyslu a v chemickém průmyslu. Zajištěné složení, optimalizované vlastnosti prášku a možnost tepelného zpracování umožňují přizpůsobit vlastnosti nových konstrukcí, což není možné u konvenční výroby. Při správných postupech manipulace a tisku umožňuje GH3536 komplexní, vysokovýkonné kovové díly, které kombinují nízkou hmotnost a odolnost jako nikdy předtím.