Порошок GH3625 (порошок Inconel 625)

Обзор

Порошок GH3625 — это порошок сплава, используемый для металла аддитивное производство процессы, такие как выборочное лазерное плавление (SLS) и прямое лазерное плавление металла (DMLS). Это сверхсплав на никелевой основе, который обеспечивает высокую прочность, коррозионную стойкость и превосходные высокотемпературные свойства.

GH3625 разработан специально для аддитивного производства для создания сложных, плотных деталей с исключительными механическими свойствами, сопоставимыми с коваными материалами. Он обеспечивает производство легких компонентов со сложными геометриями для аэрокосмических, автомобильных, медицинских и промышленных применений.

В этом руководстве дается подробный обзор порошка GH3625, включая его состав, свойства, применения, характеристики, цены, преимущества и ограничения. Проводится сравнение с другими распространенными сплавами, такими как Inconel 718 и Stellite 21, чтобы продемонстрировать характеристики и пригодность GH3625 для различных применений. Раздел часто задаваемых вопросов отвечает на ключевые вопросы об этом материале.

Композиция порошка GH3625

GH3625 обладает сложным химическим составом, разработанным для обеспечения высокой прочности, тепловой усталости, окисления и коррозионной стойкости. Ниже представлен обзор его состава:

Элемент	Весовые %
Никель	Баланс
Хром	15-17%
Кобальт	10%
Молибден	8-10%
Тантал	5-6%
Алюминий	1.2-1.7%
Титан	0.5-1.2%
Бор	0.01%

Никель составляет основу этого суперсплава, обеспечивая его пластичность и прочность. Такие элементы, как хром, кобальт и молибден, способствуют прочности при высоких температурах за счет упрочнения твердого раствора.

Тантал обеспечивает твердорастворное упрочнение и образует карбидные частицы для упрочнения осадками. Алюминий и титан образуют гамма-штриховую фазу Ni3(Al,Ti), обеспечивая превосходные высокотемпературные механические свойства. Бор повышает прочность границ зерен.

Благодаря сбалансированному составу нержавеющей стали GH3625 с упрочнением за счет выделения ей обеспечена отличная свариваемость. Ее можно легко обрабатывать после сварки с помощью горячего изостатического прессования (HIP), термообработки и механической обработки.

Свойства порошка GH3625

Порошок GH3625 имеет нижеследующие физические и механические свойства, которые делают его пригодным для использования в требовательных приложениях:

Свойства порошка GH3625

Имущество	Ценность
Плотность	8,1–8,5 г/см³
Температура плавления	1260-1335: "С"
Теплопроводность	11-12,5 Вт/(м·К)
Коэффициент термического расширения	12,5–13,5 x 10⁻6/K
Модуль упругости	156–186 ГПа
Коэффициент Пуассона	0.29-0.33
Прочность на растяжение	1050–1280 МПа
Предел текучести (смещение на 0,2%)	860–1050 МПа
Удлинение	8-15%
Твердость	32-38 HRC

Высокая температура плавления, теплопроводность и низкий коэффициент теплового расширения обеспечивают хорошую размерную стабильность в средах с высокой температурой до 1000 ¡«C в течение ограниченных периодов времени.

Сплав обладает превосходной прочностью на разрыв и пределом текучести, сравнимым с деформируемыми материалами, наряду с высокой пластичностью и вязкостью разрушения. Он демонстрирует высокую твердость, износо-, фреттинг- и абразивостойкость.

Свойства позволяют GH3625 превосходить нержавеющие стали, кобальтовые сплавы и даже конкурировать с упрочняемыми выделениями никелевыми суперсплавами по прочности при высоких температурах. Он также обеспечивает лучшую свариваемость, чем Inconel 718.

Применение порошка GH3625

Сочетание высокой прочности, твердости, вязкости и термической стабильности делают GH3625 подходящим для:

Возможности использования GH3625

Промышленность	Компоненты
Аэрокосмическая отрасль	Лопатки турбины, детали камеры сгорания, направляющие лопатки сопла
Автомобильный	Колеса турбонагнетателя, коллекторы, клапаны
Нефть и газ	Детали фонтанной арматуры, скважинные инструменты, клапаны
Выработка электроэнергии	Теплообменники, компоненты горелок
Химическая обработка	Крыльчатки насосов, клапаны, реакторы
Медицинский	Дентальные импланты, протезы, хирургические инструменты

Возможность печатать геометрические фигуры в формате 3D позволяет объединять отдельные элементы в один компонент и облегченные ячеистые структуры. Это позволяет быстрее печатать одноэлементные компоненты по сравнению со сборкой нескольких секций.

GH3625 используется для печати лопаток, крыльчаток, пластин, дисков, трубок с конформными каналами охлаждения и других ответственных компонентов, работающих под высоким давлением и температурой.

Технические характеристики порошка GH3625

Порошок GH3625 для процессов AM доступен в различных по размерам фракциях, формах и рецептурах от разных производителей порошка.

Типы порошка GH3625

Спецификация	подробности
Распределение размера частиц	15-45 Ãœm, 15-53 Ãœm, 53-150 Ãœm
Форма частиц	Сферический, спутник, многогранный
Модификации сплавов	С B, C, Zr, Nb, Ta
Метод изготовления	Газовое распыление, плазменное распыление

Газовая и плазменная атомизация порошков производят сферический порошок, оптимальный для процессов SLS/DMLS. Присадочный порошок обладает более высокой насыпной плотностью и улучшает сыпучесть порошка.

Более мелкие порошки 15-45 мкм обеспечивают высокое разрешение и чистоту поверхности, тогда как более крупные 53-150 мкм позволяют увеличить скорость построения. Различные легирующие добавки, такие как бор, углерод, цирконий, ниобий и тантал, используются для настройки свойств материала.

Стандарты порошков GH3625

Стандартный	Описание
Америк. стандарт ASTM F3056	Стандартная спецификация для никелевого сплава, произведенного с помощью аддитивного производства
AMS7016	Порошок из никелевого сплава для эксплуатации при высокой температуре
ASME B46.1	Требования к текстуре поверхности

Качество порошка GH3625 оценивается по пределам состава, распределению размеров частиц, морфологии, текучести, кажущейся плотности и микроструктуре в соответствии с ASTM F3056. Требуется дополнительное тестирование в соответствии со стандартами применения.

Ценообразование на GH3625 Powder

Порошок GH3625 дороже нержавеющей стали из-за его сложного состава и особых свойств. Вот типичные диапазоны цен:

Стоимость GH3625 в виде порошка

Степень измельчения	Ценовой диапазон
GH3625	90 – 200 руб./кг
GH3625 + Бор	$110–250 за кг
GH3625 + Carbon	100-220 рублей за кг

Цены различаются в зависимости от количества заказанной продукции, дисперсности частиц, формы, метода производства, поставщика и дополнительных требований к характеристикам порошка или его сертификации.

За и против GH3625 в порошке

GH3625 имеет следующие преимущества, благодаря которым он так популярен:

Преимущества GH3625

• Превосходная прочность и твердость до 1000¡«C
• Хорошая коррозионная и окислительная стойкость
• Свариваемый для последующей обработки
• Более высокая пластичность, чем Inconel 718
• Может быть упрочнен старением при термообработке
• Сложная геометрия, созданная с помощью АМ
• Быстрее и дешевле литья
• Сокращает количество деталей за счёт объединения

GH3625 минусы

• Дороже, чем нержавеющие стали.
• Прочность меньше, чем у Inconel 718 выше 550 °C
• Склонен к появлению трещин из-за старения
• Требуется горячее изостатическое прессование (HIP)
• Трудно поддается машинной обработке ÿ требует специальных инструментов
• Ограниченные данные поставщиков о долгосрочном исполнении

Правильный выбор параметров процесса аддитивного производства и последующая обработка смягчают некоторые из ограничений порошка GH3625.

Сравнение GH3625 с Инконель 718 и Стеллит 21

GH3625 занимают нишу между Inconel 718 и Stellite 21 по характеристикам и стоимости:

Сравнение сплавов

Имущество	GH3625	Инконель 718	Стеллит 21
Цена	Средний	Высок	Низкий
Плотность	Высок	Средний	Высок
Сила	Средний	Очень высокий	Средний
Твердость	Высок	Средний	Очень высокий
Износостойкость	Средний	Низкий	Очень высокий
Коррозионная стойкость	Средний	Высок	Средний
Коррозийная устойчивость	Средний	Высок	Средний
Термическая стабильность	До 1000¡«C	До 700°C	До 900 ¡«C
Свариваемость	Хорошо	Бедный	Средний
Производительность	Средний	Сложно	Легкий

Легированная сталь GH3625 обеспечивает такие же или лучшие эксплуатационные характеристики по износостойкости и коррозионной стойкости, чем кобальтовые легированные стали Stellite 21, но дешевле. Она приближается по прочности к сплаву Inconel 718 при температуре до 550 °C и отличается лучшей свариваемостью и обрабатываемостью.

Это делает его экономически эффективной альтернативой для многих областей применения, требующих характеристик между этими стандартными сплавами. Ему также дает преимущество возможность 3D-печатать сложные геометрии.

GH3625 порошок — FAQ

В: Что такое порошок GH3625?

A: GH3625 – порошок на основе никелевого суперсплава, специально созданный для аддитивных производственных процессов, таких как селективное лазерное спекание (SLS) и прямое лазерное спекание металла (DMLS). Порошок обеспечивает отличное сочетание жаропрочности, твёрдости, износостойкости и коррозионной стойкости.

В: Для чего используется порошок GH3625?

Порошок GH3625 используется для 3D-печати критически важных компонентов, таких как лопатки турбины, коллекторы, роторы, теплообменники, требующих высоких механических свойств, размерной стабильности и термической стойкости до 1000 °C. Он находит применение в аэрокосмической, автомобильной, энергетической, химической и медицинской промышленности.

Q: Какие процессы 3D-печати металлов используют порошок GH3625?

A: Избирательное лазерное спекание (SLS) и прямое лазерное спекание металла (DMLS) представляют собой 3D-печать с плавлением порошкового слоя, которая обычно проводится с порошком GH3625. Распыление связующего также подходит для GH3625.

В: Каковы материальные свойства GH3625?

У стали GH3625 великолепная прочность на разрыв 1050–1280 МПа, предел текучести 860–1050 МПа, и твердость по Роквеллу по шкале С 32–38, аналогично кованым материалам. Она имеет хорошую пластичность с относительным удлинением 8–15 % и высокую устойчивость к износу, заеданию, истиранию и коррозии. Термические свойства допускают использование до 1000 °C.

Q: Требуется ли порошку GH3625 термообработка?

A: Да, детали GH3625, напечатанные с помощью SLS/DMLS, должны проходить горячее изостатическое прессование (HIP) с последующей термообработкой, чтобы достичь оптимальных механических характеристик, консолидации материала и микроструктуры. HIP помогает закрыть внутренние полости и пустоты.

В: Можно ли сваривать GH3625?

A: GH3625 демонстрирует отличную свариваемость, в отличие от нержавеющей стали с упрочнением осадками и Inconel 718. Это позволяет ремонтировать и соединять детали AM GH3625 путем сварки. Для предотвращения растрескивания после сварки может потребоваться снятие напряжения.

Q: Можно ли подвергнуть механической обработке GH3625?

A: Степлав GH3625 значительно сложнее обрабатывать по сравнению с нержавеющей сталью, этот процесс требует применения специализированных карбидных инструментов при обработке на высокой скорости. Износ инструмента при этом будет выше, поэтому необходимо использовать оптимальные подачи, скорости и траектории движения инструмента.

Вопрос: Сколько стоит порошок GH3625?

A: Цена GH3625 обычно составляет от 90 до 250 долл. США за кг в зависимости от размера заказа, распределения размера частиц, способа производства и дополнительных требований к испытаниям/квалификации. Он дороже порошков из нержавеющей стали, но дешевле, чем Inconel 718.

Заключение

GH3625 – это передовой жаропрочный сплав на основе никеля, разработанный специально для аддитивного производства высокопроизводительных компонентов. Он сочетает преимущества традиционных сплавов и гибкость в разработке благодаря аддитивному производству.

Тщательно контролируемые характеристики порошка и специализированная оптимизация параметров позволяют использовать полный потенциал GH3625. Благодаря своим свойствам и экономической эффективности GH3625 становится жизнеспособной альтернативой традиционным сплавам в важнейших областях применения в авиакосмической, автомобильной, энергетической и промышленной отраслях.