Beste IN738 poeder voor 3D printen in 2023

Overzicht van IN738 poeder voor 3D printen

IN738 is een op nikkel gebaseerd superlegeringpoeder dat veel gebruikt wordt voor additieve productie van hoogwaardige metalen onderdelen. Het combineert uitstekende mechanische eigenschappen bij hoge temperaturen met verwerkbaarheid, waardoor het een ideale keuze is voor 3D printen van lucht- en ruimtevaart en industriële onderdelen.

Dit artikel geeft een uitgebreide gids over IN738 legeringspoeder voor 3D printtoepassingen. Het behandelt de samenstelling, eigenschappen, printparameters, toepassingen, specificaties, leveranciers, verwerking, inspectie, vergelijkingen, voor- en nadelen en veelgestelde vragen over IN738 poeder. De belangrijkste informatie wordt gepresenteerd in eenvoudig te raadplegen tabellen.

Samenstelling van IN738 poeder

IN738 heeft een precipitatiehardende legeringssamenstelling die verschillende opgeloste elementen bevat:

Element	Gewichts %	Doel
Nikkel	Balans	Matrixelement biedt weerstand tegen corrosie
Chroom	15 – 17	Oxidatiebestendigheid
Aluminium	3.4 – 4.4	Neerslaghardening
Titanium	3.2 – 4.2	Neerslaghardening
IJzer	12,5 max	Versterking van vaste oplossing
Kobalt	8.5 – 10	Versterking van vaste oplossing
Molybdeen	1.5 – 2.5	Kruipversterking
Tantaal	1 – 2	Neerslaghardening
Koolstof	0,11 max	Hardmetalen former

Sporenhoeveelheden boor, zirkonium en magnesium worden ook toegevoegd om de korrelstructuur te controleren.

Eigenschappen van IN738 poeder

IN738 heeft de volgende belangrijke eigenschappen:

Onroerend goed	Beschrijving
hoge sterkte	Uitstekende trek- en kruipbreuksterkte tot 750¡"C
Thermische stabiliteit	Sterkte en hardheid behouden tot 700¡"C
Oxidatiebestendigheid	Vormt beschermende Cr2O3 oxidehuid
Weerstand tegen thermische vermoeidheid	Weerstaat barsten tijdens thermische cycli
Weerstand tegen corrosie	Hoge weerstand tegen hete corrosie en oxidatie
Verwerkbaarheid	Gemakkelijk lasbaar met bijpassend vulmateriaal

Deze eigenschappen maken het geschikt voor onderdelen voor hete secties in de lucht- en ruimtevaart die worden blootgesteld aan extreme spanningen.

3D-printparameters voor IN738 poeder

Voor het verwerken van IN738-poeder zijn geoptimaliseerde printparameters nodig:

Parameter	Typische waarde	Doel
Laagdikte	20-50 ×m	Dunnere lagen verbeteren de resolutie
Laservermogen	180-500 W	Smelttoestand zonder verdamping
Scansnelheid	800-1600 mm/s	Evenwicht tussen dichtheid en bouwtijd
Afstand tussen luiken	50-200 Ã×m	Dichtheid en mechanische eigenschappen
Ondersteunende structuur	Minimaal	Gemakkelijk te verwijderen, oppervlakteafwerking
Inert gas	Argon	Voorkom oxidatie tijdens het printen

De parameterkeuze hangt af van factoren zoals bouwvormgeometrie, mechanische vereisten, vereisten voor oppervlakteafwerking en oriëntatie.

Toepassingen van 3D-geprinte IN738 onderdelen

Additief geproduceerde IN738 componenten dienen kritische toepassingen in:

Industrie	Componenten
Lucht- en ruimtevaart	Turbinebladen, verbranders, uitlaatonderdelen
Stroomopwekking	Onderdelen voor heetgastraject, warmtewisselaars
Automobielen	Turbolader wielen, kleppen
Chemische verwerking	Pompen, kleppen, behuizingen

Voordelen ten opzichte van gegoten/gesmeed IN738 zijn onder andere complexe geometrieën, kortere doorlooptijd en buy-to-fly ratio.

Specificaties van IN738 poeder voor 3D printen

IN738 poeder is commercieel verkrijgbaar en voldoet aan de samenstellings- en kwaliteitsspecificaties:

Parameter	Specificatie
Maatbereik van de deeltjes	15-45 Ã×m typisch
Vorm van deeltjes	Bolvormige morfologie
Schijnbare dichtheid	> 4 g/cc
Tapdichtheid	> 6 g/cc
Halflow	> 23 sec voor 50 g
Zuiverheid	>99,9%
Zuurstofgehalte	<300 ppm

Andere afmetingen, zuiverheden en nauwere toleranties zijn mogelijk voor specifieke toepassingen.

Leveranciers van IN738 poeder

Gerenommeerde leveranciers van IN738-poeder zijn onder andere:

Provider	Locatie
Praxair	Verenigde Staten
Carpenter Powder Products	Verenigde Staten
Sandvik Osprey	VK
Erasteel	Zweden
AMETEK	Verenigde Staten
LPW-technologie	VK

De prijzen variëren van $90/kg tot $220/kg op basis van kwaliteit, grootteverdeling en bestelhoeveelheid.

Behandeling en opslag van IN738 poeder

Als reactief metaal vereist IN738 poeder een gecontroleerde behandeling:

• Bewaar afgesloten houders in een koele, droge omgeving met inert gas
• Vermijd contact met vocht, zuren en oxiderende middelen
• Gebruik geleidende houders en transferapparatuur
• Apparatuur aarden om statische ladingen af te voeren
• Minimaliseer stofvorming en -ophoping
• Plaatselijke afzuiging aanbevolen
• Volg de voorzorgsmaatregelen in het veiligheidsinformatieblad

Juiste opslag en hantering voorkomt veranderingen aan eigendommen of gevaren.

Inspectie en testen van IN738 poeder

Kwaliteitstestmethoden voor IN738 poeder zijn onder andere:

Methode	Geteste parameters
Zeefanalyse	Particle size distribution
Laserdiffractie	Particle size distribution
SEM-beeldvorming	Deeltjesmorfologie en microstructuur
EDX/XRF	Chemie en samenstelling
XRD	Aanwezige fasen
Pyknometrie	Dichtheid
Halflow	Poeder vloei-eigenschappen

Testen volgens de geldende ASTM-standaarden garanderen consistentie van batch tot batch.

IN738 vergelijken met alternatieve legeringspoeders

IN738 verhoudt zich tot andere Ni-gebaseerde superlegeringen als:

Legering	Oxidatiebestendigheid	Kosten	Printbaarheid	Lasbaarheid
IN738	Uitmuntend	Medium	Uitmuntend	Goed
IN718	Medium	Laag	Redelijk	Uitmuntend
Haynes 282	Uitmuntend	Heel hoog	Goed	Beperkt
Inconel 625	Goed	Medium	Uitmuntend	Uitmuntend

Voor bedrukbaarheid en prestaties biedt IN738 de beste balans in vergelijking met alternatieven zoals IN718 of Haynes 282.

Voor- en nadelen van IN738 poeder

Voordelen	Nadelen
Uitstekende sterkte en oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen	Duurder dan poeder van legering IN718
Gemakkelijk lasbaar met passend vulmiddel	Lagere treksterkte bij kamertemperatuur
Op grote schaal gevalideerd voor AM-processen	Heet isostatisch persen vereist om spanningen te verlichten
Prestaties vergelijkbaar/superieur aan gegoten IN738	Opslag en verwerking onder gecontroleerde atmosfeer nodig
Complexe geometrieën mogelijk	Beperkte kruipsterkte bij hoge temperaturen

IN738 levert uitstekende prestaties voor kritieke onderdelen van hete secties, maar is duurder dan andere Ni-superlegeringen.

Veelgestelde vragen over IN738 poeder voor 3D printen

Hier zijn enkele veelgestelde vragen over IN738 poeder:

V: Welke deeltjesgrootte wordt aanbevolen voor het bedrukken van IN738?

A: 15-45 micron is het typische bereik dat gebruikt wordt. Dit zorgt voor een goede vloeibaarheid in combinatie met een hoge resolutie en dichtheid. Fijnere deeltjes onder 10 micron kunnen de dichtheid en oppervlakteafwerking verbeteren.

V: Wat maakt IN738 geschikt voor 3D printen?

A: Belangrijke factoren zijn de printbaarheid, mechanische eigenschappen, lasbaarheid en het eerdere gebruik in conventionele processen die helpen bij de validatie. IN738 is ontworpen voor smeedprocessen, waardoor het gemakkelijk kan worden aangepast aan additieve productie.

V: Welke nabewerking is vereist voor IN738 geprinte onderdelen?

A: Nabewerkingen zoals heet isostatisch persen, warmtebehandeling en machinale bewerking zijn meestal nodig om spanningen te verlichten en de vereiste afmetingen, oppervlakteafwerking en uiteindelijke eigenschappen te verkrijgen.

V: Zijn er ondersteunende structuren nodig voor het afdrukken van IN738?

A: Minimale ondersteuningsstructuren worden aanbevolen om moeilijke verwijdering van complexe oppervlakken en kanalen te vermijden. Het bolvormige IN738-poeder vloeit goed en vereist geen uitgebreide ondersteuningen.

V: Wat zijn de alternatieven voor IN738 poeder voor 3D printen?

A: De belangrijkste alternatieven zijn IN718, IN625, Hastelloy X, Haynes 282, Mar-M247 en C263. IN738 biedt echter de beste allround eigenschappen voor prestaties en produceerbaarheid.

V: Welke dichtheid is haalbaar met 3D-geprinte IN738 onderdelen?

A: Dichtheden van meer dan 99% worden gemakkelijk bereikt voor IN738 met geoptimaliseerde 3D-printparameters. Dit komt overeen met de eigenschappen van traditioneel bewerkte gesmede of gegoten IN738 producten.

V: Kunnen IN738 onderdelen bewerkt worden na het 3D printen?

A: Ja, bewerkingsprocessen zoals draaien, boren en frezen kunnen worden gebruikt voor een betere oppervlakteafwerking en nauwkeurigheid. Voor het bewerken van precipitatiegehard IN738 materiaal zijn geschikte gereedschapsparameters nodig.

V: Wat is de typische oppervlakteruwheid van geprinte IN738 onderdelen?

A: Oppervlakteruwheidswaarden (Ra) van ongeveer 8-16 micron zijn gebruikelijk, maar kunnen verder worden verbeterd met machinale bewerking en andere afwerkingsprocessen.

V: Moet IN738 heet isostatisch geperst worden (HIP) na 3D printen?

A: HIP helpt interne spanningen te verlichten en dichtheid van 100% te bereiken, maar is niet verplicht. Voor niet-kritische toepassingen kan een warmtebehandeling na het proces voldoende zijn.

V: Wat zijn veelvoorkomende fouten bij 3D printen met IN738?

A: Defecten zoals poreusheid, barsten, vervorming, onvolledige fusie en oppervlakteruwheid kunnen voorkomen, maar worden beperkt door geoptimaliseerde parameters en procedures.