Das beste IN738-Pulver für den 3D-Druck im Jahr 2023

Überblick über IN738-Pulver für den 3D-Druck

IN738 ist ein Superlegierungspulver auf Nickelbasis, das häufig für die additive Fertigung von Hochleistungsmetallteilen verwendet wird. Es kombiniert hervorragende mechanische Eigenschaften bei hohen Temperaturen mit einer guten Verarbeitbarkeit, was es zu einer idealen Wahl für den 3D-Druck von Komponenten für die Luft- und Raumfahrt und die Industrie macht.

Dieser Artikel bietet einen umfassenden Leitfaden zu IN738-Legierungspulver für 3D-Druckanwendungen. Er behandelt Zusammensetzung, Eigenschaften, Druckparameter, Anwendungen, Spezifikationen, Lieferanten, Handhabung, Prüfung, Vergleiche, Vor- und Nachteile sowie häufig gestellte Fragen zu IN738-Pulver. Die wichtigsten Informationen werden in leicht zugänglichen Tabellen dargestellt.

Zusammensetzung von IN738-Pulver

IN738 hat eine ausscheidungshärtende Legierungszusammensetzung, die verschiedene gelöste Elemente enthält:

Element	Gew.-%	Zweck
Nickel	Balanse	Matrixelement sorgt für Korrosionsbeständigkeit
Chrom	15 – 17	Oxidationsbeständigkeit
Aluminium	3.4 – 4.4	Ausscheidungshärtung
Titan	3.2 – 4.2	Ausscheidungshärtung
Eisen	12,5 max	Stärkung der festen Lösung
Kobalt	8.5 – 10	Stärkung der festen Lösung
Molybdän	1.5 – 2.5	Kriechverstärkung
Tantal	1 – 2	Ausscheidungshärtung
Kohlenstoff	0,11 max	Hartmetall-Former

Außerdem werden Spuren von Bor, Zirkonium und Magnesium zur Kontrolle der Kornstruktur hinzugefügt.

Eigenschaften von IN738-Pulver

IN738 weist die folgenden Schlüsseleigenschaften auf:

Immobilie	Beschreibung
hohe Festigkeit	Ausgezeichnete Zug- und Zeitstandfestigkeit bis zu 750¡"C
Thermische Stabilität	Festigkeit und Härte bleiben bis zu 700¡"C erhalten
Oxidationsbeständigkeit	Bildet eine schützende Cr2O3-Oxidschicht
Widerstand gegen thermische Ermüdung	Widerstandsfähig gegen Rissbildung bei Temperaturschwankungen
Korrosionsbeständigkeit	Hohe Beständigkeit gegen Heißkorrosion und Oxidation
Verarbeitbarkeit	Leicht schweißbar mit passendem Schweißzusatzwerkstoff

Aufgrund dieser Eigenschaften eignet es sich für Heißprofilbauteile in der Luft- und Raumfahrt, die extremen Belastungen ausgesetzt sind.

3D-Druckparameter für IN738-Pulver

Für die Verarbeitung von IN738-Pulver sind optimierte Druckparameter erforderlich:

Parameter	Typischer Wert	Zweck
Schichtdicke	20-50 Ãx m	Dünnere Schichten verbessern die Auflösung
Laserleistung	180-500 W	Schmelzzustand ohne Verdampfung
Scan-Geschwindigkeit	800-1600 mm/s	Gleichgewicht zwischen Dichte und Bauzeit
Abstand zwischen den Luken	50-200 Ã×m	Dichte und mechanische Eigenschaften
Unterstützungsstruktur	Minimal	Leichtes Entfernen, Oberflächengüte
Inertes Gas	Argon	Verhinderung von Oxidation beim Drucken

Die Auswahl der Parameter hängt von Faktoren wie der Baugeometrie, den mechanischen Anforderungen, den Anforderungen an die Oberflächengüte und der Ausrichtung ab.

Anwendungen von 3D-gedruckten IN738-Teilen

Additiv gefertigte IN738-Bauteile dienen kritischen Anwendungen in:

Industrie	Komponenten
Luft- und Raumfahrt	Turbinenschaufeln, Brennkammern, Abgasteile
Energieerzeugung	Heißgaspfadteile, Wärmetauscher
Automotive	Turboladerräder, Ventile
Chemische Verarbeitung	Pumpen, Ventile, Gehäuse

Zu den Vorteilen gegenüber gegossenem/geknetetem IN738 gehören komplexe Geometrien, kürzere Vorlaufzeiten und ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis.

Spezifikationen für IN738-Pulver für den 3D-Druck

IN738-Pulver ist im Handel erhältlich und entspricht den Spezifikationen für Zusammensetzung und Qualität:

Parameter	Spezifikation
Partikelgrößenbereich	15-45 Ã×m typisch
Partikelform	Sphärische Morphologie
Anscheindichte	> 4 g/cc
Schüttdichte	> 6 g/cc
Hallenflussmenge	> 23 Sekunden für 50 g
Reinheit	>99,9%
Sauerstoffgehalt	<300 ppm

Andere Größenbereiche, Reinheiten und engere Toleranzen sind für spezielle Anwendungen möglich.

Lieferanten von IN738-Pulver

Zu den namhaften Anbietern von IN738-Pulver gehören:

Anbieter	Ort
Praxair	Vereinigte Staaten
Carpenter Powder Products	Vereinigte Staaten
Sandvik Osprey	Großbritannien
Erasteel	Schweden
AMETEK	Vereinigte Staaten
LPW Technologie	Großbritannien

Die Preise reichen von $90/kg bis $220/kg, je nach Qualität, Größenverteilung und Bestellmenge.

Handhabung und Lagerung von IN738-Pulver

Als reaktives Metall erfordert IN738-Pulver eine kontrollierte Handhabung:

• Versiegelte Behälter in einer kühlen, trockenen Inertgasumgebung lagern
• Vermeiden Sie den Kontakt mit Feuchtigkeit, Säuren und Oxidationsmitteln
• Verwenden Sie leitfähige Behälter und Transportgeräte
• Erdung von Geräten zur Ableitung statischer Ladungen
• Minimierung der Staubentwicklung und -ansammlung
• Lokale Entlüftung empfohlen
• Hinweise im Sicherheitsdatenblatt beachten

Eine sachgemäße Lagerung und Handhabung verhindert Eigentumsveränderungen oder Gefahren.

Inspektion und Prüfung von IN738-Pulver

Zu den Qualitätsprüfungsmethoden für IN738-Pulver gehören:

Methode	Geprüfte Parameter
Siebanalyse	Korngrößenverteilung
Laserbeugung	Korngrößenverteilung
SEM-Bildgebung	Morphologie und Mikrostruktur der Partikel
EDX/XRF	Chemie und Zusammensetzung
XRD	Vorhandene Phasen
Pyknometrie	Dichte
Hallenflussmenge	Rieselfähigkeit von Puder

Die Prüfung nach den geltenden ASTM-Normen gewährleistet die Konsistenz von Charge zu Charge.

Vergleich von IN738 mit alternativen Legierungspulvern

IN738 ist im Vergleich zu anderen Ni-Basis-Superlegierungen wie folgt:

Legierung	Oxidationsbeständigkeit	Kosten	Druckbarkeit	Schweißbarkeit
IN738	Ausgezeichnet	Mittel	Ausgezeichnet	Gut
IN718	Mittel	Niedrig	Mäßig	Ausgezeichnet
Haynes 282	Ausgezeichnet	Sehr hoch	Gut	Begrenzt
Inconel 625	Gut	Mittel	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet

In Bezug auf Druckbarkeit und Leistung bietet IN738 im Vergleich zu Alternativen wie IN718 oder Haynes 282 das beste Gleichgewicht.

Vor- und Nachteile von IN738-Pulver

Vorteile	Nachteile
Ausgezeichnete Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen	Teurer als IN718-Legierungspulver
Leicht schweißbar mit passendem Füllstoff	Geringere Zugdehnbarkeit bei Raumtemperatur
Weitgehend validiert für AM-Prozesse	Erfordert heißisostatisches Pressen zum Abbau von Spannungen
Leistung vergleichbar/überlegen mit gegossenem IN738	Lagerung und Handhabung in kontrollierter Atmosphäre erforderlich
Komplexe Geometrien möglich	Begrenzte Hochtemperatur-Kriechfestigkeit

IN738 bietet eine hervorragende Leistung für kritische Heißprofilteile, ist jedoch teurer als andere Ni-Superlegierungen.

Häufig gestellte Fragen über IN738-Pulver für den 3D-Druck

Hier finden Sie einige häufig gestellte Fragen zu IN738-Pulver:

F: Welche Partikelgröße wird für den Druck von IN738 empfohlen?

A: 15-45 Mikrometer ist der übliche Größenbereich, der eine gute Fließfähigkeit sowie eine hohe Auflösung und Dichte bietet. Feinere Partikel unter 10 Mikrometern können die Dichte und die Oberflächengüte verbessern.

F: Warum ist IN738 für den 3D-Druck geeignet?

A: Schlüsselfaktoren sind die Druckbarkeit, die mechanischen Eigenschaften, die Schweißbarkeit und die vorherige Verwendung in konventionellen Verfahren, die die Validierung erleichtern. IN738 wurde für die Knetverarbeitung entwickelt und lässt sich daher leicht an die additive Fertigung anpassen.

F: Welche Nachbearbeitung ist für IN738 gedruckte Teile erforderlich?

A: Nachbearbeitungsprozesse wie heißisostatisches Pressen, Wärmebehandlung und maschinelle Bearbeitung sind in der Regel erforderlich, um Spannungen abzubauen und die gewünschten Abmessungen, Oberflächenbeschaffenheit und Endeigenschaften zu erreichen.

F: Sind für den Druck von IN738 Stützstrukturen erforderlich?

A: Es werden minimale Stützstrukturen empfohlen, um eine schwierige Entfernung von komplexen Oberflächen und Kanälen zu vermeiden. Das kugelförmige IN738-Pulver fließt gut und benötigt keine umfangreichen Halterungen.

F: Welche Alternativen gibt es zu IN738-Pulver für den 3D-Druck?

A: Die wichtigsten Alternativen sind IN718, IN625, Hastelloy X, Haynes 282, Mar-M247 und C263. IN738 bietet jedoch die besten Allround-Eigenschaften für Leistung und Herstellbarkeit.

F: Welche Dichte kann mit 3D-gedruckten IN738-Komponenten erreicht werden?

A: Mit optimierten 3D-Druckparametern lassen sich für IN738 leicht Dichten über 99% erreichen. Dies entspricht den Eigenschaften von traditionell verarbeiteten Knet- oder Gussprodukten aus IN738.

F: Können IN738-Teile nach dem 3D-Druck maschinell bearbeitet werden?

A: Ja, Bearbeitungsprozesse wie Drehen, Bohren und Fräsen können für eine bessere Oberflächengüte und Genauigkeit verwendet werden. Für die Bearbeitung von ausscheidungsgehärtetem IN738-Material sind geeignete Werkzeugparameter erforderlich.

F: Wie hoch ist die typische Oberflächenrauhigkeit von frisch gedruckten IN738-Teilen?

A: Oberflächenrauhigkeitswerte (Ra) von 8-16 Mikrometern sind typisch, können aber durch maschinelle Bearbeitung und andere Endbearbeitungsverfahren weiter verbessert werden.

F: Muss IN738 nach dem 3D-Druck heißisostatisch gepresst werden?

A: HIP hilft, innere Spannungen abzubauen und eine Dichte von 100% zu erreichen, ist aber nicht zwingend erforderlich. Für unkritische Anwendungen kann eine Wärmebehandlung nach dem Prozess ausreichend sein.

F: Was sind häufige 3D-Druckfehler, die bei IN738 beobachtet werden?

A: Defekte wie Porosität, Rissbildung, Verformung, unvollständige Verschmelzung und Oberflächenrauhigkeit können auftreten, werden aber durch optimierte Parameter und Verfahren gemildert.