Prášek GH3625 (prášek Inconel 625)

Přehled

Prášek GH3625 je slitinový prášek používaný pro metalurgii. aditivní výroba procesy, jako je selektivní laserové spékání (SLS) a přímé laserové spékání kovu (DMLS). Jedná se o niklovou superslitinu, která nabízí vysokou pevnost, odolnost proti korozi a výborné vlastnosti při vysokých teplotách.

GH3625 je navržen speciálně pro aditivní výrobu složitých, hutných dílů s výjimečnými mechanickými vlastnostmi, srovnatelnými s kovanými materiály. Umožňuje výrobu lehkých komponentů se složitými geometrie pro letecké, automobilové, lékařské a průmyslové aplikace.

Tato příručka nabízí podrobný přehled o práškovém materiálu GH3625, včetně jeho složení, vlastností, použití, specifikace, ceny, výhod a omezení. Nabízí srovnání s jinými běžnými slitinami, jako jsou Inconel 718 a Stellite 21, aby ukázal výkon a vhodnost materiálu GH3625 pro různé účely. Sekce nejčastěji kladených otázek řeší klíčové dotazy ohledně tohoto materiálu.

GH3625 složení prášku

GH3625 obsahuje složitou chemickou kompozici navrženou tak, aby poskytovala kombinaci vysoké pevnosti, odolnosti proti tepelné únavě, oxidaci a korozi. Zde je přehled jejího složení:

Element	Hmotnostní %
Nikl	Balance
Chromium	15-17%
Kobalt	10%
Molybden	8-10%
Tantal	5-6%
Hliník	1.2-1.7%
Titan	0.5-1.2%
Bor	0.01%

Nikl představuje základ této super slitiny, která zajišťuje tažnost a houževnatost. Prvky jako chrom, kobalt a molybden přispívají pevnosti při vysokých teplotách prostřednictvím zpevňování pevného roztoku.

Tantale poskytuje zesílení pevného roztoku a tvoří karbidové částice při vytvrzování precipitací. Hliník a titan tvoří fázi gama-první Ni3(Al,Ti), aby poskytly výborné mechanické vlastnosti pro vysoké teploty. Bor zvyšuje pevnost hranice zrna.

Vyvážené složení dává prášku GH3625 vynikající svařitelnost ve srovnání s nerezovými ocelemi s vytvrzováním vylučováním. Lze jej snadno dodatečně zpracovat zhutněním za tepla a tlaku (HIP), tepelným zpracováním a obráběním.

Vlastnosti prášku GH3625

Prášek GH3625 má následující fyzikální a mechanické vlastnosti, které ho činí vhodným pro náročné aplikace:

Vlastnosti prášku GH3625

Nemovitost	Hodnota
Hustota	8,1–8,5 g/cm³
Teplota tání	1260-1335¡«S
Tepelná vodivost	11-12,5 W/(m.K)
Součinitel tepelné roztažnosti	12,5–13,5 x 10<sup>-6</sup>/K
Modul pružnosti	156–186 GPa
Poissonův poměr	0.29-0.33
Pevnost v tahu	1050-1280 MPa
Mez kluzu (posun 0,2 %)	860–1050 MPa
Prodloužení	8-15%
Tvrdost	32-38 HRC

Vysoký bod tavení, tepelná vodivost a nízký koeficient teplotní roztažnosti zajišťuje dobrou rozměrovou stabilitu, a to i při vysokých pracovních teplotách až 1000 °C v omezeném čase.

Slitina má vynikající tažnost a mez kluzu srovnatelnou s kovanými materiály, spolu s dobrou duktilitou a houževnatostí lomu. Vykazuje vysokou tvrdost, odolnost proti opotřebení, zadírání a oděru.

Díky svým vlastnostem GH3625 překonává nerezové oceli, kobaltové slitiny a dokonce i stárnutím tvrzené niklové super slitiny ve vysokoteplotní pevnosti. Nabízí také lepší svařitelnost než Inconel 718.

Aplikační povolení GH3625 Powder

Kombinací vysoké pevnosti, tvrdosti, houževnatosti a tepelné stability je GH3625 vhodný pro:

Aplikace GH3625

Průmysl	Komponenty
Letectví a kosmonautika	Lopatky turbíny, součásti spalovací komory, lopatky rozváděcího kola
Automotivní	Lopatky turbodmychadla, potrubní rozvody, ventily
Nafta a plyn	Díly hlavy vrtu, nástroje do otvorů vrtů, ventily
Výroba energie	Výměníky tepla, komponenty hořáků
Chemické zpracování	Oběžná kola čerpadel, ventily, reakční nádoby
Medical	Dentální implantáty, protézy, chirurgické nástroje

Schopnost 3D tisku složitých geometrií umožňuje slučování více částí do jednoho komponentu a struktur lehkých mříží. To umožňuje rychlejší tisk komponentů z jednoho kusu oproti montáži více sekcí.

GH3625 se používá k tisku lopatek, oběžných kol, desek, disků, trubek s kanály přizpůsobenými chlazení a dalších důležitých komponentů pracujících při vysokých tlacích a teplotách.

GH3625 Práškové specifikace

Prášek GH3625 pro procesy AM je k dispozici v různých velikostech, tvarech a formulacích od různých výrobců prášků.

Typy prášku GH3625

Specifikace	Podrobnosti
Distribuce velikosti částic	15–45 xm, 15–53 xm, 53–150 xm
Tvar částice	Koule, satelit, mnohohran
Úpravy slitin	S B, C, Zr, Nb, Ta
Metoda výroby	Plynová atomizace, plazmová atomizace

Plynová a plazmová atomizace vytváří sférické prášky, které jsou optimální pro procesy SLS/DMLS. Satelitní prášky mají vyšší utlápěcí hustotu a lepší sypnost prášků.

Jemné prášky 15-45 Ã×m poskytují vysoké rozlišení a povrchovou úpravu, zatímco větší 53-150 Ã×m umožňují rychlejší rychlosti sestavení. Pro úpravu vlastností materiálu jsou používány různé přísady slitinových prvků, např. boru, uhlíku, zirkonia, niobu a tantalu.

GH3625 Práškové standardy

Standard	Popis
ASTM F3056	Standardní specifikace pro niklovou slitinu pro aditivní výrobu
AMS7016	Niklový prášek pro vysoce teplotní provoz
ASME B46.1	Požadavky na povrchovou texturu

Prášek pro GH3625 je kvalifikovaný na základě limitů složení, distribuce velikosti částic, morfologie, tekutosti, zdánlivé hustoty a mikrostruktury dle normy ASTM F3056. Vyžaduje se další testování dle standardů aplikace.

Ceny prášku GH3625

Prášek GH3625 je dražší než prášková nerezová ocel z důvodů složitého složení a chráněné povahy. Zde jsou typické cenové rozsahy:

Cena prachu GH3625

Zrnitost	Cenové rozpětí
GH3625	90-200 Kč za kg
GH3625 + Bor	110–250 Kč za kg
GH3625 + Carbon	100–220 Kč za kg

Ceny se liší podle množství objednávky, distribuce velikosti částic, tvaru, způsobu výroby, dodavatele a dalších požadavků na charakterizaci prášku nebo kvalifikaci.

Klady a zápory GH3625 Powder

GH3625 má následující výhody, které z ní dělají populární volbu:

Výhody GH3625

• Vynikající pevnost a tvrdost až do 1000 °C
• Dobrá odolnost vůči korozi a oxidaci
• Svařitelné pro dodatečné zpracování
• Vyšší tažnost než Inconel 718
• Lze jej zpevnit stárnutím tepelným zpracováním
• Složité geometrie umožněné AM
• Rychlejší a levnější než odlévání
• Snížení počtu součástek prostřednictvím konsolidace

GH3625 Nevýhody

• Dražší než nerezová ocel
• Nižší pevnost než Inconel 718 nad 550¡«C
• Náchylný na stárnutí napětím
• Vyžaduje horké izostatické lisování (HIP)
• Těžko strojitelné – zařízení pro strojírenské technologie
• Omezená data o dlouhodobém výkonu dodavatele

Správný výběr parametrů procesu AM a následné zpracování zmírňuje některá omezení prášku GH3625.

Srovnání GH3625 s Inconel 718 a Stellite 21

GH3625 zaujímá mezi Inconel 718 a Stellite 21 výhodnou pozici v oblasti vlastností a nákladů:

Srovnání slitiny

Nemovitost	GH3625	Inconel 718	Stellite 21
Cena	Střední	Vysoká	Nízký
Hustota	Vysoká	Střední	Vysoká
Síla	Střední	Velmi vysoký	Střední
Tvrdost	Vysoká	Střední	Velmi vysoký
Odolnost proti opotřebení	Střední	Nízký	Velmi vysoký
Odolnost proti korozi	Střední	Vysoká	Střední
Oxidační odolnost	Střední	Vysoká	Střední
Tepelná stabilita	až 1000 °C	Až 700 °C	Až do 900 ¡«C
Schweißbarkeit	Dobré	Špatné	Střední
Vyrobitelnosti	Střední	Náročné	Snadné

GH3625 v oblasti odolnosti proti opotřebení a korozi dosahuje stejných nebo lepších parametrů než slitiny kobaltu Stellite 21, a to při nižších nákladech. Její pevnost se blíží pevnosti slitiny Inconel 718 až do 550 °C a vykazuje lepší svařitelnost a zpracovatelnost.

Díky tomu je výhodnou alternative k mnoha aplikacím vyžadujícím výkon ve srovnání s těmito standardními slitinami. Schopnost tisknout složité geometrie 3D jí dává také přednost.

GH3625 Prášek – Často kladené otázky

O: Čím je prášek GH3625?

A: GH3625 je metalický prášek ze slitiny niklu, který byl navržen speciálně pro aditivní výrobní procesy jako je selektivní laserové spékání (SLS) a přímé laserové spékání kovů (DMLS). Poskytuje vynikající kombinaci pevnosti při vysoké teplotě, tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a korozi.

Otázka: K čemu se používá prášek GH3625?

Prášek GH3625 se používá k 3D tisku kritických komponent, jako jsou lopatky turbín, sběrná potrubí, oběžná kola, tepelné výměníky, které vyžadují vysoké mechanické vlastnosti, rozměrovou stabilitu a tepelnou odolnost až do 1000 °C. Nachází uplatnění v letectví a kosmonautice, automobilovém průmyslu, energetice, chemickém zpracování a ve zdravotnictví.

Q: Které postupy 3D tisku kovu používají prášek GH3625?

A: Selektivní laserové spékání (SLS) a přímé laserové spékání kovu (DMLS) jsou 3D tiskové postupy fúze práškového lože, které se běžně používají s práškem GH3625. Vázání pojivem je také vhodné pro GH3625.

Q: Jaké jsou materiálové vlastnosti GH3625?

GH 3625 se vyznačuje výbornou tažnou pevností 1050–1280 MPa, mezí kluzu 860–1050 MPa a tvrdostí 32–38 HRC podobně jako u kovaných materiálů. Má dobrou tažnost protažení 8–15 % a vysokou odolnost proti opotřebení, zadírání, abrazivnímu působení a korozi. Vlastnosti tepelné odolnosti umožňují použití až do 1000 °C.

Q: Vyžaduje GH3625 prášek tepelné zpracování?

Odpověď: Ano, součástky GH3625 vytištěné pomocí SLS/DMLS vyžadují pro dosažení optimálních mechanických vlastností, zpevnění materiálu a mikrostruktury horké izostatické lisování (HIP) následované tepelným zpracováním. HIP pomáhá uzavřít vnitřní póry a mezery.

Q: lze GH3625 svařovat?

A: GH3625 byl navržen tak, aby měl vynikající svařitelnost v porovnání s nerezovými ocelemi s vytvrzováním vylučováním a Inconel 718. To umožňuje opravovat a spojovat díly AM GH3625 svařováním. Po svařování může být nutné provést odstranění napětí, aby se zabránilo prasknutí.

Otázka: Je GH3625 obráběcí?

A: GH3625 je těžké obrábět v porovnání s nerezovou ocelí a vyžaduje vysokootáčkové obrábění se speciálními karbidovými nástroji. Opotřebení nástroje je vyšší, takže jsou nutné optimální posuvy, rychlosti a dráhy nástrojů.

Otázka: Kolik stojí prášek GH3625?

A: GH3625 obvykle stojí 90–250 USD za kg v závislosti na velikosti objednávky, distribuci velikosti částic, metodě výroby a požadavcích na dodatečné testování/kvalifikaci. Je dražší než prášky z nerezové oceli, ale levnější než Inconel 718.

Závěr

GH3625 je pokročilá niklová super slitina, která byla specificky navržena pro aditivní výrobu vysoce výkonných součástí. Nabízí výhody jak konvenčních slitin, tak konstrukční flexibility umožněné AM.

Precízní regulace vlastností prášku a optimalizace specializovaných parametrů umožňují plně využít potenciál GH3625. Se svými vlastnostmi a ekonomickou efektivností se GH3625 prosazuje jako perspektivní alternativa k tradičním slitinám napříč klíčovými leteckými, automobilovými, energetickými a průmyslovými aplikacemi.