Proszek stopu GH3536 został zaprojektowany specjalnie dla produkcji addytywnej z wykorzystaniem optymalizacji składu oraz technik atomizacji proszku, aby uzyskać właściwości lepsze niż w przypadku konwencjonalnych nadstopów na bazie niklu. Główne cechy proszku ze stopu GH3536 to:

• Wysoka wytrzymałość w temperaturze do 760¡«C (1400¡«F)
• Odporność na utlenianie i korozję w trudnych warunkach
• Doskonała trwałość cieplnego zmęczenia i odporność na rozwój pęknięć
• Duża zdolność drukowania i mała porowatość drukowanych części
• Możliwość utwardzenia na zimno w celu zoptymalizowania wytrzymałości i plastyczności

Połączenie właściwości sprawia, że GH3536 jest odpowiedni na potrzeby lotnictwa, produkcji energii, sektora ropy naftowej i gazu oraz elementów obróbki chemicznej wystawionych na działanie ekstremalnych temperatur i naprężeń. Zastosowanie tego zaawansowanego proszku jest przydatne zarówno przy produkcji nowych części, jak i naprawie zużytych elementów.

 

 

Skład proszku stopu GH3536

GH3536 ma złożoną kompozycję zaprojektowaną tak, aby zapewnić optymalną równowagę właściwości. Nominalną kompozycję przedstawiono poniżej:

Element	Waga %
Nikiel (Ni)	Równowaga
Chrom (Cr)	13.5 – 16.0
Kobalt (Co)	12.0 – 15.0
Wolfram (W)	5.0 – 7.0
Tantal (Ta)	3.0 – 5.0
Aluminium (Al)	2.8 – 3.8
Tytan (Ti)	0.5 – 1.5
Niob (Nb)	0.5 – 1.5
Hafn (Hf)	0.2 – 0.8
Węgiel (C)	0.05 – 0.15
Bor (B)	0.01 – 0.03
Cyrkon (Zr)	0.01 – 0.05

Nikiel tworzy matrycę, podczas gdy elementy takie jak chrom, kobalt i aluminium zwiększają odporność na utlenianie. Żaroodporne pierwiastki tantal, wolfram, niob i hafn przyczyniają się do wytrzymałości w podwyższonych temperaturach. Tytan i niob wzmacniają stop poprzez tworzenie węglików. Śladowe ilości węgla, boru i cyrkonu zwiększają utwardzanie wydzielin.

Skład proszku został opracowany tak, aby ograniczyć rozdzielanie i zachować jednorodność składu podczas drukowania, zapewniając spójne właściwości ostatecznej części. Sferyczna morfologia proszku poprawia również płynność i gęstość, co zapewnia dobrą drukowalność.

Właściwości proszku stopowego GH3536

GH3536 dzięki swojemu dostosowanemu składowi i zoptymalizowanemu procesowi produkcji wykazuje doskonałe połączenie wytrzymałości, plastyczności i odporności na warunki otoczenia. Kluczowe właściwości podsumowano poniżej:

Właściwości mechaniczne

Nieruchomość	Drukowane	Wiek
Odporność na rozciąganie	1050 – 1250 MPa (152 – 181 ksi)	1275 – 1400 MPa (185 – 203 ksi)
Napięcie granicy plastyczności (odpowiednio 0,2%)	900-1100 MPa (131-160 ksi)	1150–1300 MPa (167–189 ksi)
Wydłużenie	25 – 35%	16 – 22%
Twardość	32-38 HRK	36 – 43 HRC

Właściwości fizyczne

Nieruchomość	Typowa wartość
Gęstość	8,3 g/cm3
Temperatura topnienia	1310¡«C (2390¡«F)

Właściwości termiczne

Nieruchomość	Temperatura
Współczynnik rozszerzalności cieplnej	12,8 x 10-6/ oC przy 20-100 oC
Przewodność cieplna	11,4 W/m-K w 20¡«C
Ciepło właściwe	0,43 J/g-¡«C przy 20¡«C

Odporność na utlenianie

• Odporny na utlenianie w powietrzu do ~980¡«C. Tworzy się ochronna warstwa tlenkowa Cr2O3.
• lepsza odporność na utlenianie niż Inconel 718 a wiele innych stopów Ni

Odporność przeciwkorozyjna

• Doskonała odporność na gorącą korozję i siarkowodory.
• Odporny na wiele kwasów organicznych, chlorków, środków żrących.

Inne właściwości

• Zachowuje wytrzymałość i ciągliwość po długotrwałych obciążeniach do 760¡«C.
• Doskonała trwałość zmęczeniowa termicznego. Odporne na pękanie.
• Niski współczynnik tarcia i odporność na zatarcie.

Wytrzymałość GH3536 w stanie starzenia przekracza wytrzymałość konwencjonalnych stopów niklowych, takich jak Inconel 718, przy zachowaniu dużej ciągliwości. Stop ten jest mocniejszy od wielu stali nierdzewnych w wysokich temperaturach. Odporność na utlenianie zbliża się do odporności stopów niklowo-chromowych, takich jak Inconel 601. Ogólnie GH3536 zapewnia wyjątkową równowagę właściwości dla krytycznych zastosowań.

Zastosowania proszku stopu GH3536

Połączenie siły, odporności na czynniki środowiskowe, możliwości druku i łatwości postprzetwarzania sprawia, że GH3536 nadaje się do:

Komponenty lotnicze

• Łopatki turbin, kierownice, komory spalania
• Części konstrukcyjne, podwozie
• Dysze do silników rakietowych, silniki odrzutowe
• Gorące konstrukcje pojazdów hipersonicznych

Generacja energii

• Części do gorących sekcji turbin gazowych
• Wymienniki ciepła, rekuperatory
• Osłony termiczne, termometry zanurzeniowe

Ropa i Gaz

• Narzędzia do otworów wiertniczych, części głowic odwiertów
• Zawory, pompy do pracy w środowiskach korozyjnych

Motoryzacja

• Koła turbosprężarki i obudowy
• Elementy wydechowe

Przetwórstwo chemiczne

• Zawory, pompy, naczynia reakcyjne
• Rury wymiennika ciepła

Narzędzia

• Formy wtryskowe z chłodzeniem konformalnym
• Formy wtryskowe, wykrojniki do tłoczenia na gorąco

Inni

• Elementy grzewcze
• Pojemniki na odpady radioaktywne
• Specjalistyczne zapięcia i sprężyny

GH3536 może zastąpić istniejące części wykonane z materiałów o mniejszej wydajności, aby poprawić ich trwałość i wydajność. Proszek doskonale nadaje się również do produkcji nowych elementów, których produkcja nie byłaby możliwa przy zastosowaniu konwencjonalnych metod produkcji. Możliwa jest zarówno produkcja nowych części, jak i naprawa/renowacja zużytych komponentów.

Drukowanie proszku GH3536 odlewanego

Proszek GH3536 można z powodzeniem drukować przy użyciu procesu laserowego topienia proszków na łożu (L-PBF) i elektronowego topienia proszków na łożu (E-PBF). Kulasta morfologia proszku zapewnia dobry przepływ i pakowanie. Kluczowe uwagi obejmują:

Proces drukowania

• Można zastosować laserową i elektronową technologię proszkową.
• Parametry procesu wymagają rozwoju dla nowych maszyn.
• Atmosfera komory gazów inertnych (argon lub azot).

Specyfikacja proszku

• Zakres wielkości cząstek 10-45 Ã×m, D50 typowo około 25 Ã×m.
• Gęstość pozorna 2,5-3,5 kg/cm3.
• Przepływ 25-35 s (przepływomierz Halla).

Zalecenia dotyczące drukowania

• Nagrzewanie wstępne płyty bazowej do ok. 150°C zmniejsza naprężenia termiczne.
• Typowe prędkości skanowania wynoszą od 400 do 1000 mm/s.
• Odstęp pomiędzy otworami 0,08–0,12 mm w celu uzyskania optymalnej gęstości.
• 100% świeży proszek do ponownego użycia.

Postprodukcja

• Łagodzenie stresu: 1080°C/2h, chłodzenie powietrzem
• Utwardzanie: 760¡«C/8-16 godzi, chłodzenie powietrzem.
• Gorące prasowanie izostatyczne może dodatkowo zredukować porowatość.

Przy optymalizacji parametrów można osiągnąć gęstość powyżej 99,8%. Mikrostruktura składa się z drobnych, jednorodnych ziaren odpowiednich do zastosowań krytycznych.

Specyfikacje proszku GH3536

Proszek stopowy GH3536 jest dostępny komercyjnie w standardowym rozkładzie wielkości i klasach podsumowanych poniżej. Można również wyprodukować wariacje niestandardowe.

Podział wielkości proszku
D10	10 Öm
D50	25 µm
D90	45 ×m

Klasy proszków	Przepływ nominalny	Gęstość Nasypowa
Klasa I	25 sek.	2,5 g/cm3
Klasa II	28 s	2,8 g/cm³
Klasa III	32 sekund	3,2 g/cm3

Pozostałe specyfikacje:

• Morfina sferyczna z frakcją satelitów mniejszą niż 1%.
• Poziom tlenu poniżej 100 ppm.
• Bez dodatku spoiw i środków smarujących.

Każda partia proszku jest dostarczana z Certyfikatem Analizy, który określa skład, właściwości cząstek, przepływ i inne parametry.

Obsługa i przechowywanie GH3536

Aby utrzymać jakość proszku podczas obsługi i przechowywania:

• Przechowywać zamknięte pojemniki z proszkiem w chłodnym, suchym miejscu. Zaleca się stosowanie środka pochłaniającego wilgoć.
• Unikaj narażania proszku na wilgoć, która może powodować zbrylanie i problemy z przepływem.
• Ograniczaj odchylenia temperatury podczas transportu i magazynowania.
• Otwórz pojemniki tylko w hermetycznym zbiorniku o kontrolowanej atmosferze lub komorze argonowej.
• Przetwarzaj otwarte pojemniki niezwłocznie, aby ograniczyć utlenianie. Nie używaj ponownie narażonego proszku.
• Stosować odpowiednie środki ochrony osobistej i unikać wdychania lub kontaktu ze skórą i oczami.

Przy prawidłowym przechowywaniu okres przydatności GH3536 w proszku do użycia przekracza 1 rok od daty produkcji. Zalecane jest stosowanie kolejności „FIFO” („pierwsze weszło, pierwsze wyszło”).

Dane bezpieczeństwa dla GH3536

Ponieważ proszek stopowy zawiera nikiel i inne pierwiastki, podczas obsługi należy zachować standardowe środki ostrożności:

• Stosować środki ochrony osobistej: odpowiednią maskę przeciwpyłową, rękawice, okulary ochronne, odzież ochronną.
• Unikać kontaktu ze skórą lub wdychania pyłów podczas pracy.
• Zalecane są komory izolatorowe z obojętnym gazem. Sprzęt do obróbki proszku musi być uziemiony z zastosowaniem prawidłowej metody.
• Użyj odkurzacza podczas sprzątania. Unikaj generowania pyłu unoszącego się w powietrzu.
• Odpowiednio usuń nadmiar proszku i zabrudzenia.
• Więcej informacji o bezpieczeństwie znajdziesz w dokumentacji SDS.

Proszek niklowy jest klasyfikowany jako potencjalnie rakotwórczy. Należy przestrzegać obowiązujących przepisów prawnych i regulacji dotyczących bezpiecznego obchodzenia się z proszkami metali.

Inspekcja proszkowej powłoki GH3536

Aby zapewnić, że proszek GH3536 spełni wymagania aplikacji, można użyć następujących procedur kontroli:

Rozpiętość wielkości cząsteczek

• Analiza dyfrakcji laserowej (ISO 13320)
• Analiza sitowa (ASTM B214)

Morfologia i Mikrostruktura

• Mikroskopia skaningowa
• Mikroskopia optyczna preparatów oprawnych i szlifowanych

Skład prochowy

• Spektrometria masowa z indukcyjnie sprzężoną plazmą (ASTM E1097)
• Spawanie gazami obojętnymi O i N (ASTM E1019)

Gęstość właściwa

• Gęstość pozorna (przepływomierz Halla)
• Gęstość usypywania (ASTM B527)

Płynność proszków

• Przepływomierz Halla (ASTM B213)
• Analizator pyłu Revolution

Akceptacja partii

• Pobieranie próbek zgodnie z normą ASTM B215
• Sprawdź, czy proszek spełnia określone parametry wymiarowe, składowe i morfologiczne

Należy przeprowadzać testy dla każdej partii proszku w celu sprawdzenia zgodności z obowiązującymi normami ASTM. Gwarantuje to spójne, wysokiej jakości tworzywo proszkowe do drukowania.

Często zadawane pytania (FAQ)

P: Co sprawia, że GH3536 jest lepszą superstop stali nierdzewnej niż inne stopy Ni do produkcji addytywnej?

A: GH3536 ma większą wytrzymałość niż stopy robocze, takie jak Inconel 718, przy zachowaniu ciągliwości. Skład proszku i proces atomizacji minimalizują segregację i porowatość.

P: czy GH3536 wymaga gorącego prasowania izostatycznego (HIP) po drukowaniu?

A: Innowacyjna HIP może dodatkowo zmniejszyć wewnętrzną porowatość, ale nie jest wymagana w celu uzyskania wysokich gęstości (>99,5%) z zoptymalizowanymi parametrami AM. HIP może umożliwiać wyższe temperatury pracy.

Q: Jakiej obróbki końcowej wymaga wydruk z GH3536?

A: Po obróbce wydruku można zastosować prosty zabieg cieplny łagodzący naprężenia. W celu uzyskania optymalnej wytrzymałości zaleca się starzenie w wyniku obróbki cieplnej.

P: Jaki jest czas oczekiwania na zakup proszku GH3536?

A: Małe partie mogą zostać dostarczone w ciągu 2-4 tygodni. Zezwalaj na 3-5 miesięcy dostaw w przypadku dużych ilości produkcyjnych w zależności od dostępności.

Q: Czy GH3536 zawiera aluminium lub tytan, które mogą powodować problemy podczas drukowania?

A: Stężenia Al i Ti są wyważone, aby uniknąć utlenienia proszku lub nadmiernej reakcji ze stopem podczas drukowania.

Q: Jaką rozkład wielkości cząstek jest zalecany do drukowania GH3536?

A: Rozkład z D10 10 ×m, D50 25 ×m i D90 45 ×m zapewnia dobry balans płynności i drukowania.

P: Czy GH3536 można wykorzystać do drukowania części z wystającymi elementami i skomplikowaną geometrią?

A: Tak, drukarka GH3536 wykazała się doskonałą możliwością drukowania części z nawisami przekraczającymi kąt 45°.

Wniosek

Sproszkowany superstop GH3536 z niklu cechuje wyjątkowe połączenie wysokiej wytrzymałości, odporności na działanie wysokiej temperatury, oksydacji, druku i doskonałej reakcji na obróbkę końcową. Przeznaczony jest do wymagających zastosowań w produkcji addytywnej w branżach takich jak lotnictwo, energetyka, przemysł wydobycia ropy naftowej i gazu, motoryzacja oraz przemysł chemiczny. Ich dostosowana kompozycja, zoptymalizowane cechy proszku i możliwość obróbki termicznej pozwalają na uzyskanie pożądanych właściwości dla nowych projektów, co nie jest możliwe w przypadku konwencjonalnej produkcji. Przy użyciu odpowiednich procedur obsługiwania i drukowania GH3536 umożliwia produkcję złożonych, wysoko wydajny metalowych części, które łączą niewielką wagę i trwałość na niespotykanym dotąd poziomie.