La polvere di lega GH3536 è stata progettata specificatamente per la fabbricazione additiva, utilizzando tecniche di ottimizzazione della composizione e atomizzazione delle polveri per ottenere proprietà superiori rispetto alle superleghe di nichel convenzionali. Le caratteristiche fondamentali della polvere di lega GH3536 includono:

• Elevata robustezza a temperature fino a 760¡«C (1400¡«F)
• Resistenza all'ossidazione e alla corrosione in ambienti difficili
• Eccellente durata di fatica termica e resistenza alla propagazione delle crepe
• Buona stampabilità e bassa porosità dei pezzi stampati
• Può essere sottoposto a indurimento per ottimizzare la resistenza e la duttilità

La combinazione di proprietà rende GH3536 adatto per componenti soggetti a temperature e sollecitazioni estreme nell'industria aerospaziale, nella generazione di energia, nei settori petrolifero e del gas e nella lavorazione chimica. Sia la fabbricazione di nuovi componenti sia la riparazione di componenti usurati possono beneficiare dall'uso di questa polvere avanzata.

 

 

Composizione in polvere di lega GH3536

GH3536 è costituito da una composizione complessa progettata per fornire un equilibrio ottimale di proprietà. Di seguito viene riportata la composizione nominale:

Elemento	% Peso
Nichel (Ni)	Equilibrio
Cromo (Cr)	13.5 – 16.0
Cobalto (Co)	12.0 – 15.0
Tungsteno (W)	5.0 – 7.0
Tantalio (Ta)	3.0 – 5.0
Alluminio (Al)	2.8 – 3.8
Titanio (Ti)	0.5 – 1.5
Niobio (Nb)	0.5 – 1.5
Hafnio (Hf)	0.2 – 0.8
Carbonio (C)	0.05 – 0.15
Boro (B)	0.01 – 0.03
Zirconio (Zr)	0.01 – 0.05

Il nichel costituisce la matrice, mentre elementi come cromo, cobalto e alluminio migliorano la resistenza all'ossidazione. Elementi refrattari come tantalio, tungsteno, niobio e afnio contribuiscono alla resistenza a temperature elevate. Il titanio e il niobio rinforzano la lega mediante la formazione di carburo. Tracce di carbonio, boro e zirconio migliorano l'indurimento per precipitazione.

La composizione della polvere è stata ideata per limitarne la segregazione e garantire uniformità della composizione durante la stampa, assicurando così proprietà uniformi nel componente finale. Anche la morfologia sferica della polvere ne migliora la scorrevolezza e la densità di imballaggio per garantirne una buona stampabilità.

Proprietà della polvere di lega GH3536

GH3536 mostra una combinazione eccellente di resistenza, duttilità e resistenza ambientale dovuta alla sua composizione personalizzata e al processo di produzione ottimizzato. Di seguito sono riepilogate le proprietà fondamentali:

Proprietà meccaniche

Proprietà	Come stampato	Anzianità
Resistenza alla trazione	1050–1250 MPa (152–181 ksi)	1275-1400 MPa (185-203 ksi)
Resistenza allo snervamento (Offset dello 0,2%)	900 – 1100 MPa (131 – 160 ksi)	1150-1300 MPa (167-189 ksi)
Allungamento	25 – 35%	16 – 22%
Durezza	32 – 38 CHR	36 – 43 HRC

Proprietà fisiche

Proprietà	Valore tipico
Densità	8,3 g/cm3
Punto di fusione	1310°C (2390°F)

Proprietà termiche

Proprietà	Temperatura
Coefficiente di espansione termica	12,8 x 10^-6/¡«C a 20-100¡«C
Conduttività termica	11,4 W/m-K a 20¡«C
Calore specifico	0,43 J/g-¡«C alle 20¡«C

Resistenza all'ossidazione

• Resiste all'ossidazione nell'aria fino a ~980¡«C. Si forma una pellicola protettiva di ossido di Cr2O3.
• Resistenza maggiore all'ossidazione rispetto all'Inconel 718 e molte altre leghe a base di nichel.

Resistenza alla corrosione

• Eccellente resistenza alla corrosione a caldo e alla solfatazione.
• Resiste molti acidi organici, cloruri, caustici.

Altre proprietà

• Conserva resistenza e duttilità dopo esposizioni prolungate fino a 760¡«C.
• Eccellente durata alla fatica termica. Resiste alla crescita delle crepe.
• Basso coefficiente di attrito e resistenza al grippaggio.

La resistenza di GH3536 in condizioni invecchiate supera quella delle superleghe di nichel convenzionali come Inconel 718, mantenendo al contempo una duttilità robusta. La lega è più resistente di molti acciai inossidabili alle alte temperature. La resistenza all'ossidazione si avvicina a quella delle leghe nichel-cromo come Inconel 601. Nel complesso, GH3536 offre un eccezionale equilibrio di proprietà per applicazioni critiche.

Applicazioni della polvere di lega GH3536

La combinazione di resistenza, resistenza ambientale, stampabilità e facilità di post-elaborazione rendono il GH3536 adatto a:

Componenti per l'industria aerospaziale

• Palette turbina, rotore, combustori
• Parti strutturali, sistemi di atterraggio
• Ugelli per motori a razzo, propulsori
• Strutture calde per veicoli ipersonici

Generazione energetica

• Parti di sezione calda della turbina a gas
• Scambiatori di calore, recuperatori
• schermi termici, pozzetti

Petrolio e gas

• Utensili di fondo pozzo, parti per testata pozzo
• Valvole, pompe per servizi corrosivi

Automotive

• Giranti e alloggiamenti turbocompressore
• Componenti di scarico

Elaborazione chimica

• Valvole, pompe, reattori
• Tubi di scambiatori di calore

Strumenti

• Stampi ad iniezione con raffreddamento conforme
• Stampi per fusione a pressione, utensili per stampaggio a caldo

Altri

• Elementi riscaldanti
• Contenitori di rifiuti radioattivi
• Elementi di fissaggio e molle speciali

GH3536 può sostituire parti esistenti realizzate con materiali a prestazioni inferiori per migliorare la durevolezza e l'efficienza. La polvere è inoltre ideale per realizzare nuovi progetti non possibili con la produzione convenzionale. Sono consentite sia la produzione di nuove parti sia la riparazione/revisione di componenti usurati.

Stampa di polvere di lega GH3536

La polvere GH3536 può essere stampata correttamente utilizzando processi di fusione mediante letto di polvere laser (L-PBF) e fusione mediante letto di polvere a fascio di elettroni (E-PBF). La morfologia della polvere sferica offre un buon flusso e imballaggio. Le considerazioni principali includono:

Processo di stampa

• Tecnologie Laser e fascio di elettroni utilizzabili su letto di polvere
• I parametri del processo devono essere sviluppati per nuove macchine.
• Atmosfera in camera di gas inerte (argon o azoto).

Specificazioni di polvere

• Intervalli dimensionali di particelle 10-45 Ã ×m, D50 in genere ~25 Ã ×m.
• Densità apparente 2,5-3,5 g/cm3.
• Portata 25-35 s (flussometro Hall).

Consigli di stampa

• Il preriscaldamento della piastra di base a ~150¡«C riduce le sollecitazioni termiche.
• Le velocità di scansione tipiche sono comprese tra 400 e 1000 mm/s.
• Interasse di 0,08-0,12 mm per un buon addensamento.
• 100% polvere fresca pronta per il riutilizzo.

Post Processing

• Riduzione dello stress: 1080¡«C/2hr, raffreddamento ad aria.
• Invecchiamento: 760¡«C / 8-16 ore, raffreddamento ad aria.
• La pressatura isostatica a caldo può ulteriormente ridurre la porosità.

Con l’ottimizzazione dei parametri è possibile raggiungere densità superiori al 99,8%. La microstruttura consiste di granuli fini e uniformi adatti a impieghi critici.

Specifiche della polvere GH3536

La polvere di lega GH3536 è disponibile in commercio con la distribuzione delle dimensioni standard e le classificazioni riepilogate di seguito. È anche possibile produrre variazioni personalizzate.

Distribuzione granulometrica della polvere
D10	10 χμ
D50	25 µm
D90	45 µm

Classi di polvere	Portata di flusso nominale	Densità apparente
Classe I	25 s	2,5 g/cm3
Classe II	28 s	2,8 g/cm3
Classe III	32 s	3,2 g/cm3

Altre specifiche:

• Morfologia sferica con frazione di satelliti inferiore all'1%.
• Contenuto di ossigeno inferiore a 100 ppm.
• Nessun legante o lubrificante aggiunto.

Ogni lotto di polvere è fornito con un Certificato di analisi che riporta nel dettaglio la composizione, le caratteristiche delle particelle, la portata e altri parametri.

Maneggio e stoccaggio di GH3536

Per mantenere la qualità della polvere durante la movimentazione e lo stoccaggio:

• Conservare i recipienti contenenti polvere sigillata in un ambiente fresco e asciutto. Si consiglia l'uso di un essiccante.
• Evitare di esporre la polvere a umidità che può causare grumi e problemi di flusso.
• Limitare le escursioni di temperatura durante il trasporto e lo stoccaggio.
• Aprire i contenitori solo in una glove box a atmosfera inerte o camera ad argon.
• Elaborare immediatamente i contenitori aperti per limitare l'ossidazione. Non riutilizzare la polvere esposta.
• Utilizzare DPI adeguati ed evitare l'inalazione o il contatto con la pelle e gli occhi.

Con una corretta manipolazione, la polvere GH3536 ha una durata di conservazione superiore a un anno dalla data di produzione. Si raccomanda la rotazione scorte FIFO.

Dati sulla sicurezza per GH3536

Come polvere in lega contenente nichel e altri elementi, durante la gestione è necessario adottare le normali precauzioni di sicurezza:

• Usa DPI: Mascherina antipolvere idonea, guanti, protezioni oculari, tuta protettiva.
• Evita il contatto della pelle o l'inalazione delle polveri durante la lavorazione.
• Mantenere adeguatamente tutte le attrezzature di movimentazione delle polveri. Si consigliano glove box ad atmosfera controllata.
• Utilizzare un sistema di aspirazione durante la pulizia. Evitare di generare polvere nell'aria.
• Elimina la polvere in eccesso e ripulisci i detriti in modo appropriato.
• Fare riferimento al documento SDS per ulteriori informazioni sulla sicurezza.

La polvere di nickel è classificata come presunto cancerogeno. Rispettate tutte le leggi e le normative per la gestione sicura delle polveri metalliche.

Ispezione di polvere GH3536

Per assicurarti che la polvere GH3536 soddisfi i requisiti dell'applicazione, è possibile utilizzare le seguenti procedure di ispezione:

Distribuzione granulometrica

• Analisi di diffrazione laser (ISO 13320)
• Analisi granulometrica (ASTM B214)

Morfologia e microstruttura

• Microscopia elettronica a scansione
• Microscopy ottica di provini montati e lucidati

Composizione in polvere

• Spettrometria di massa a plasma accoppiato induttivamente (ASTM E1097)
• Fusione a gas inerte per O e N (ASTM E1019)

Densità polvere

• Densità apparente (Flussometro Hall)
• Densità allo stato compatto (ASTM B527)

Scorrimento della polvere

• Flussometri a effetto Hall (ASTM B213)
• Analizzatore di polvere rivoluzionario

Accettazione di lotto

• Campionamento secondo la norma ASTM B215
• Verificare che la polvere soddisfi le specifiche di dimensione, composizione e morfologia

Si dovrebbe testare ogni lotto di polvere per verificarne la conformità agli standard ASTM applicabili. Ciò garantisce una materia prima in polvere di alta qualità e uniforme per la stampa.

FAQ

D: Cosa rende GH3536 migliore di altre superleghe di Ni per AM?

A: GH3536 ha una resistenza superiore a quella delle leghe di spicco come l'Inconel 718, pur mantenendo la duttilità. La composizione della polvere e il processo di atomizzazione riducono al minimo la segregazione e la porosità.

D: Il GH3536 richiede la pressatura isostatica a caldo (HIP) dopo la stampa?

A: HIP può ulteriormente ridurre la porosità interna ma non è necessario per ottenere densità elevate (>99,5%) con parametri AM ottimizzati. L'HIP può consentire temperature di esercizio più elevate.

D: Quali post-elaborazioni sono necessarie dopo la stampa in GH3536?

A: Dopo la stampa è possibile utilizzare un semplice trattamento termico di decompressione. Per una resistenza ottimale, si consiglia un trattamento termico di invecchiamento.

D: Quali sono i tempi di consegna per l'acquisto di polvere GH3536?

A: I lotti piccoli possono essere spediti in 2-4 settimane. In base alla disponibilità, per i grandi volumi di produzione, attendere da 3 a 5 mesi.

D: GH3536 contiene alluminio o titanio che possono causare problemi durante la stampa?

A: La concentrazioni di Al e Ti sono bilanciate per evitare l'ossidazione della polvere o reazioni eccessive con il bagno di fusione durante la stampa.

D: Qual è la distribuzione granulometrica delle particelle raccomandata per la stampa GH3536?

Una distribuzione con D10 di 10 ×m, D50 di 25 ×m e D90 di 45 ×m offre un buon equilibrio di scorrevolezza e stampa.

Q: È possibile usare il GH3536 per stampare parti con sporgenze e geometrie complesse?

A: Sì, la GH3536 ha dimostrato un’eccellente stampabilità per parti con sporgenze superiori a 45¡« angolo di sporgenza.

Conclusione

La polvere di superlega di nichel GH3536 offre un'eccezionale combinazione di alta resistenza, capacità di temperatura, resistenza all'ossidazione, possibilità di stampa e risposta alla post-elaborazione per impegnative applicazioni di fabbricazione additiva nei settori aerospaziale, energetico, petrolchimico, automobilistico e di lavorazione chimica. La composizione su misura, le caratteristiche ottimizzate della polvere e il potenziale di trattamento termico consentono di regolare le proprietà per nuovi design non possibili con la produzione convenzionale. Con procedure di stampa e manipolazione adeguate, GH3536 consente di realizzare complesse parti metalliche ad alte prestazioni che combinano peso ridotto e durata come mai prima d'ora.