GH3536-Legierungspulver wurde speziell für die additive Fertigung entwickelt und verwendet für die Optimierung der Zusammensetzung und Pulverzerstäubungstechniken, um überlegene Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Nickelsuperlegierungen zu erreichen. Die Hauptmerkmale von GH3536-Legierungspulver umfassen:

• Hohe Festigkeit bei Temperaturen bis 760°C (1400°F)
• Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen
• Hohe Lebensdauer bei thermischer Ermüdung und hohe Risswachstumsbeständigkeit
• Gute Druckbarkeit und geringe Porosität bei gedruckten Teilen
• Kann zur Optimierung von Festigkeit und Duktilität aushärtend gealtert werden.

Aufgrund der Kombination aus Eigenschaften eignet sich GH3536 für die Luft- und Raumfahrt, Energieerzeugung, Öl- und Gas- sowie chemische Verarbeitungskomponenten, die extremen Temperaturen und Belastungen ausgesetzt sind. Sowohl die Herstellung neuer Teile als auch die Reparatur abgenutzter Komponenten können von der Verwendung dieses fortschrittlichen Pulvers profitieren.

 

 

GH3536 Legierungs-Pulverzusammensetzung

GH3536 hat eine komplexe Zusammensetzung, die entwickelt wurde, um ein optimales Gleichgewicht der Eigenschaften zu bieten. Die nominale Zusammensetzung ist unten dargestellt:

Element	Gew.-%
Nickel (Ni)	Balanse
Chrom (Cr)	13.5 – 16.0
Cobalt (Co)	12.0 – 15.0
Wolfram (W)	5.0 – 7.0
Tantal (Ta)	3.0 – 5.0
Aluminium (Al)	2.8 – 3.8
Titan (Ti)	0.5 – 1.5
Niobium (Nb)	0.5 – 1.5
Hafnium (Hf)	0.2 – 0.8
Kohlenstoff (C)	0.05 – 0.15
Bor (B)	0.01 – 0.03
Zirkonium (Zr)	0.01 – 0.05

Nickel bildet die Matrix, während Elemente wie Chrom, Kobalt und Aluminium die Oxidationsbeständigkeit verbessern. Die hitzebeständigen Elemente Tantal, Wolfram, Niob und Hafnium tragen zur Festigkeit bei hohen Temperaturen bei. Titan und Niob stärken die Legierung durch Karbidbildung. Spuren von Kohlenstoff, Bor und Zirkonium verstärken die Ausscheidungshärtung.

Die Pulverzusammensetzung ist dafür ausgelegt, Entmischung zu begrenzen und die Einheitlichkeit der Zusammensetzung während des Druckvorgangs beizubehalten, was gleichbleibende Eigenschaften im Fertigteil gewährleistet. Auch die kugelförmige Pulvermorphologie verbessert die Fließfähigkeit und Packungsdichte für gute Bedruckbarkeit.

Eigenschaften GH3536-Legierungspulver

GH3536 weist eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Duktilität und Umweltbeständigkeit auf, was auf seine maßgeschneiderte Zusammensetzung und optimierten Produktionsprozess zurückzuführen ist. Die wichtigsten Eigenschaften sind nachfolgend zusammengefasst:

Mechanische Eigenschaften

Immobilie	Wie gedruckt	Gealtert
Zugfestigkeit	1050–1250 MPa (152–181 ksi)	1275 – 1400 MPa (185 – 203 ksi)
Streckgrenze (0,2 % bleibende Dehnung)	900 - 1100 MPa (131 - 160 ksi)	1150–1300 MPa (167–189 ksi)
Verlängerung	25 – 35%	16 – 22%
Härte	32-38 HRC	36 – 43 HRC

Physikalische Eigenschaften

Immobilie	Typischer Wert
Dichte	8.3 g/cm³
Schmelzpunkt	1310 °C (2390 °F)

Thermal Eigenschaften

Immobilie	Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	12,8 x 10-6/¡«C bei 20-100¡«C
Wärmeleitfähigkeit	11,4 W/m-K bei 20 ¡«C
Spezifische Wärme	0,43 J/g bei 20 ¡«C

Oxidationsbeständigkeit

• Beständig gegen Oxidation in Luft bis zu ~980 °C. Schützt die Cr2O3-Oxidschicht.
• Bessere Oxidationsbeständigkeit als Inconel 718 und viele andere Ni-Legierungen.

Korrosionsbeständigkeit

• Hervorragende Beständigkeit gegen Heißgaskorrosion und Sulfidierung.
• Ist beständig gegen viele organische Säuren, Chloride und Laugen.

Weitere Eigenschaften

• Behält Festigkeit und Duktilität nach längerer Belastung mit bis zu 760¡«C.
• Hervorragende Lebensdauer im Hinblick auf Wärmeaustausch. Verhindert Rissbildung.
• Geringer Reibungsbeiwert und hoher Fressverschleißwiderstand.

Die Festigkeit von GH3536 im gealterten Zustand ist höher als die von herkömmlichen Nickelsuperlegierungen wie Inconel 718, während gleichzeitig eine hohe Duktilität erhalten bleibt. Die Legierung ist bei hohen Temperaturen stärker als viele nichtrostende Stähle. Die Oxidationsbeständigkeit ähnelt der von Nickel-Chrom-Legierungen wie Inconel 601. Insgesamt bietet GH3536 eine außergewöhnliche Eigenschaftsbalance für kritische Anwendungen.

Anwendungen von GH3536-Legierungspulver

Die Kombination von Festigkeit, Umweltbeständigkeit, Bedruckbarkeit und einfacher Nachbearbeitung macht GH3536 geeignet für:

Komponenten für die Luft- und Raumfahrt

• Turbinenschaufeln, Leitschaufeln, Brennkammern
• Strukturteile, Fahrwerk
• Düsen für Raketentriebwerke, Triebwerke
• Heißstrukturen von Hyperschall-Raumfahrzeugen

Energieerzeugung

• Gasturbinen-Heißteilteile
• Wärmetauscher, Rekuperatoren
• Hitzeschilde, Thermohülsen

Öl- und Gasindustrie

• Bohrlochwerkzeuge, Kopfstückkomponenten
• Ventile, Pumpen für korrosive Einsatzbereiche

Automotive

• Turbolader-Räder und -Gehäuse
• Abgasanlagenkomponenten

Chemische Verarbeitung

• Ventile, Pumpen, Reaktionsgefäße
• Wärmetauscherrohre

Werkzeuge

• Konforme Kühlungsformen
• Druckgussformen, Heißprägewerkzeuge

Andere

• Heizelemente
• Behälter für radioaktiven Abfall
• Spezialschrauben und Federn

GH3536 kann vorhandene Teile aus minderwertigen Materialien ersetzen, um die Haltbarkeit und Effizienz zu verbessern. Das Pulver ist auch ideal für die Herstellung neuer Designs, die mit herkömmlicher Fertigung nicht möglich sind. Sowohl die Herstellung neuer Teile als auch die Reparatur/Überarbeitung verschlissener Komponenten werden ermöglicht.

Drucken von GH3536-Legierungspulver

GH3536-Pulver kann erfolgreich durch Laserstrahl-Pulverschmelzen (L-PBF) und Elektronenstrahl-Pulverschmelzen (E-PBF) gedruckt werden. Die sphärische Pulvermorphologie gewährleistet ein gutes Fließen und Packen. Zu den wichtigsten Überlegungen gehören:

Druckverfahren

• Anwendbare Laser- und Elektronenstrahl-Pulverbetttechnologien.
• Prozessparameter erfordern Entwicklung für neue Maschinen.
• Inerte Schutzgasatmosphäre (Argon oder Stickstoff).

Pulverspezifikation

• Korngrößenbereich 10-45 µm, D50 ~25 µm typisch.
• Schüttdichte 2,5-3,5 g/cm3.
• Durchfluss 25-35 s (Hall-Durchflussmesser).

Druckeempfehlungen

• Vorwärmen der Grundplatte auf ca. 150 °C verringert thermische Spannungen.
• Die typische Scangeschwindigkeiten liegen zwischen 400-1000 mm/s.
• Schlupfabstand 0,08-0,12 mm für gute Verdichtung.
• 100% frisches Pulver zur Wiederverwertung.

Post-Verarbeitung

• Stressabbau: 1080 °C / 2 h, Luftkühlung
• Härten: 760 °C / 8-16 h, Luftkühlung
• Heißisostatisches Pressen kann die Porosität weiter reduzieren.

Mithilfe der Parameteroptimierung sind Dichten von über 99,8 % möglich. Das Gefüge besteht aus feinem, gleichmäßigem Korn, geeignet für kritische Anwendungen.

Spezifikationen von GH3536-Pulver

GH3536-Legierungspulver mit einer standardmäßigen Größenverteilung und einer Klassifizierung ist im Handel erhältlich (siehe folgende Zusammenfassung). Darüber hinaus können auch individuelle Variationen hergestellt werden.

Korngrößenverteilung
D10	10 Ã×m
D50	25 cm
D90	45 µm

Pulverklassen	Nennvolumenstrom	Anscheindichte
Klasse I	25 s	2,5 g/cm³
Klasse II	28 s	2,8 g/cm³
Klasse III	32 s	3,2 g/cm3

Weitere Spezifikationen:

• Sphärische Morphologie mit Satellitenanteil unter 1%.
• Sauerstoffgehalt unter 100 ppm.
• Es sind keine Binde- oder Schmiermittel hinzugefügt worden.

Jedes Pulverlos wird mit einem Analysezertifikat geliefert, in dem Zusammensetzung, Partikeleigenschaften, Fließrate und andere Parameter aufgeführt sind.

Handhabung und Lagerung von GH3536

Bei der Handhabung und Lagerung Pulverqualität beibehalten:

• Verschließen Sie die Pulverbehälter und bewahren Sie diese in einer kühlen, trockenen Umgebung auf. Trockenmittel empfohlen.
• Vermeiden Sie, das Pulver Feuchtigkeit auszusetzen, die zu Verklumpungen und Fließproblemen führen kann.
• Temperaturschwankungen während des Transports und der Lagerung begrenzen.
• Gebinde nur in einem Handschuhfach mit Schutzgasatmosphäre oder in einer Argonkammer öffnen.
• Offene Behälter sofort verarbeiten, um Oxidation zu begrenzen. Offenes Pulver nicht wiederverwenden.
• Verwenden Sie angemessene PSA und vermeiden Sie das Einatmen oder den Haut- und Augenkontakt.

Bei sachgerechter Lagerung ist GH3536 Pulver ab Herstellungsdatum ein Jahr haltbar. Das FIFO-Verfahren bei der Lagerhaltung wird empfohlen.

Sicherheitsdaten für GH3536

Als eine Legierungspulver, das Nickel und andere Elemente enthält, sollten beim Umgang normale Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden:

• Schützende Ausrüstung tragen: Passende Atemschutzmaske, Handschuhe, Augenschutz, Schutzkleidung
• Berührung mit der Haut sowie Einatmen des Staubs während der Handhabung vermeiden.
• Alle Geräte, die mit Pulver in Berührung kommen, angemessen erden. Inertgas-Handschuhkästen werden empfohlen.
• Verwenden Sie bei der Reinigung eine Staubabsaugung. Vermeiden Sie es, Staub in der Luft zu erzeugen.
• Überschüssiges Pulver und Säuberungsreste ordnungsgemäß entsorgen.
• Weitere Sicherheitsinformationen finden Sie im Sicherheitsdatenblatt.

Nickelpulver wird als möglicherweise krebserregend eingestuft. Befolgen Sie alle Gesetze und Vorschriften für die sichere Handhabung von Metallpulver.

Inspektion von GH3536 Pulver

Um sicherzustellen, dass GH3536-Pulver den Anwendungsanforderungen entspricht, können folgende Prüfverfahren genutzt werden:

Korngrößenverteilung

• Laserbeugungsanalyse (ISO 13320)
• Siebanalyse (ASTM B214)

Morphologie und Mikrostruktur

• Rasterelektronenmikroskopie
• Mikroskopische Untersuchung des montierten und polierten Präparats

Pulverzusammensetzung

• Induktiv gekoppelte Plasma-Massenspektrometrie (ASTM E1097)
• Inerte Gasfusion für O und N (ASTM E1019)

Pulverdichte

• Anscheindichte (Hall-Durchflussmesser)
• Schüttdichte (ASTM B527)

Rieselfähigkeit von Puder

• Hallen-Durchflussmesser (ASTM B213)
• Revolutions-Pulveranalysator

Chargenannahme

• Probennahme gemäß ASTM B215
• Überprüfen Sie, ob Pulver Spezifikationen zu Größe, Zusammensetzung und Morphologie entsprechen

Prüfungen sollten für jede Pulvercharge durchgeführt werden, um die Konformität mit den geltenden ASTM-Standards zu verifizieren. Das gewährleistet einen beständigen, qualitativ hochwertigen Pulverrohstoff zum Drucken.

FAQs

F: Was unterscheidet GH3536 von anderen Ni-Superlegierungen hinsichtlich der additiven Fertigung?

A: GH3536 besitzt eine größere Härte als die Workhorse-Legierungen wie Inconel 718 und bleibt gleichzeitig dehnbar. Die Pul Zusammensetzung und der Zerstäubungsprozess minimieren Aussonderung und Porosität.

F: Erfordert GH3536 nach dem Druck heißisostatisches Pressen (HIP)?

A: HIP kann die innere Porosität weiter reduzieren, ist aber nicht erforderlich, um hohe Dichten (>99,5 %) mit optimierten AM-Parametern zu erreichen. HIP kann möglicherweise höhere Betriebstemperaturen ermöglichen.

F: Welche Nachbearbeitung ist nach dem Drucken von GH3536 erforderlich?

A: Eine einfache Wärmbehandlung zum Stressabbau kann nach dem Drucken verwendet werden. Für optimale Festigkeit wird eine Wärmeauslagerung empfohlen.

F: Was sind die Vorlaufzeiten für den Kauf von GH3536 Pulver?

A: Kleinere Mengen können innerhalb von 2-4 Wochen versandt werden. Planen Sie je nach Verfügbarkeit 3-5 Monate für größere Produktionsmengen ein.

F: Enthält GH3536 Aluminium oder Titan, sodass Problee beim Druck auftreten?

A: Die Al- und Ti-Konzentrationen sind ausgeglichen, um Pulvereinoxidation oder übermäßige Reaktion mit der Schmelze während des Druckens zu vermeiden.

Q: Welche Partikelgrößenverteilung wird für den Druck von GH3536 empfohlen?

A: Eine Verteilung mit D10 von 10 µm, D50 von 25 µm und D90 von 45 µm sorgt für eine gute Balance aus Fließfähigkeit und Druck.

Q: Kann GH3536 zum Drucken von Bauteilen mit Überhängen und komplexen Geometrien verwendet werden?

A: Ja, GH3536 hat sich als hervorragend druckbar für Teile mit Überhängen, die den Überhangwinkel von 45¡« überschreiten, erwiesen.

Schlussfolgerung

Das Nickel-Superlegierungspulver GH3536 bietet eine außergewöhnliche Kombination aus hoher Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Druckfähigkeit und Reaktion in der Nachbearbeitung für anspruchsvolle additive Fertigungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Stromerzeugung, der Öl- und Gasindustrie, der Automobilindustrie und der chemischen Industrie. Die maßgeschneiderte Zusammensetzung, die optimierten Pulvercharakteristika und das Potenzial für eine Wärmebehandlung ermöglichen abstimmbare Eigenschaften für neue Designs, die mit herkömmlicher Fertigung nicht möglich sind. Mit korrekten Handhabungs- und Druckverfahren ermöglicht GH3536 komplexe, hochleistungsfähige Metallteile, die geringes Gewicht und Haltbarkeit wie nie zuvor kombinieren.