Bột hợp kim GH3536 được thiết kế riêng cho sản xuất phụ gia, sử dụng tối ưu thành phần và các kỹ thuật nguyên tử hóa bột để đạt được các tính chất vượt trội so với siêu hợp kim niken thông thường. Các tính năng chính của bột hợp kim GH3536 bao gồm:

• Độ bền cao ở nhiệt độ lên đến 760°C (1400°F)
• Khả năng chống ăn mòn và oxy hóa trong môi trường khắc nghiệt
• Tuổi thọ chống mệt nhiệt tuyệt vời và khả năng chống nứt hiệu quả
• Khả năng in tốt và độ xốp thấp ở các bộ phận được in
• Có thể được tôi để cứng hóa để tối ưu hóa sức mạnh và độ dẻo dai

Sự kết hợp của các đặc tính làm cho GH3536 phù hợp với các bộ phận hàng không vũ trụ, phát điện, dầu khí và chế biến hóa chất phải chịu nhiệt độ khắc nghiệt và ứng suất. Cả việc chế tạo chi tiết mới và sửa chữa các thành phần bị mòn đều có thể được hưởng lợi từ việc sử dụng bột tiên tiến này.

 

 

Thành phần bột hợp kim GH3536

GH3536 có một thành phần phức tạp được thiết kế để cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa các đặc tính. Thành phần danh nghĩa được hiển thị dưới đây:

Nguyên tố	Tỉ trọng
Niken (Ni)	Sự cân bằng
Crom (Cr)	13.5 – 16.0
Coban (Co)	12.0 – 15.0
Vonfram (W)	5.0 – 7.0
Tan-ta-len (Ta)	3.0 – 5.0
Nhôm (Al)	2.8 – 3.8
Titanium (Ti)	0.5 – 1.5
Niobi (Nb)	0.5 – 1.5
Hafni (Hf)	0.2 – 0.8
Carbon (C)	0.05 – 0.15
Bo (B)	0.01 – 0.03
Zirconi (Zr)	0.01 – 0.05

Niken tạo thành nền, trong khi các nguyên tố như crom, coban và nhôm cải thiện khả năng chống oxy hóa. Các nguyên tố chịu nhiệt là tantal, wolfram, niobi và hafni góp phần tạo nên độ bền ở nhiệt độ cao. Titan và niobi làm tăng độ bền của hợp kim thông qua quá trình hình thành cacbua. Lượng nhỏ cacbon, bo và zirconium sẽ làm tăng độ cứng kết tủa.

Thành phần bột được thiết kế để hạn chế sự phân tách và duy trì tính đồng đều của thành phần trong quá trình in, đảm bảo các đặc tính nhất quán trong bộ phận cuối cùng. Hình thái bột hình cầu cũng cải tiến tính chảy và mật độ đóng gói cho khả năng in tốt.

Các thuộc tính của bột hợp kim GH3536

GH3536 thể hiện sự kết hợp tuyệt vời giữa độ bền, độ dẻo dai và khả năng chống chịu với môi trường nhờ vào thành phần được sản xuất theo thiết kế riêng và quy trình sản xuất được tối ưu hóa. Các đặc tính chính được tóm tắt như sau:

Tính chất cơ học

Bất động sản	Theo bản in	Lớn tuổi
Độ bền kéo	1050 - 1250 MPa (152 - 181 ksi)	1275 - 1400 MPa (185 - 203 ksi)
Giới hạn đàn hồi (chênh lệch 0,2%)	900 - 1100 MPa (131 - 160 ksi)	1150–1300 MPa
Kéo dài	25 – 35%	16 – 22%
Độ cứng	32 - 38 HRC	36 - 43 HRC

Tính chất vật lý

Bất động sản	Giá trị thông thường
Mật độ	8,3 g/cm3
Điểm Nóng Chảy	1310¡«C (2390¡«F)

Tính chất nhiệt

Bất động sản	Nhiệt độ
Hệ số giãn nở nhiệt	12,8 x 10-6/°C ở 20-100°C
Độ dẫn nhiệt	11,4 W/m-K ở 20¡«C
Nhiệt Dung Riêng	0,43 J/g tại 20°C

Khả năng chống ôxi hóa

• Chống oxy hóa trong không khí lên đến ~980¡«C. Tạo lớp oxyt Cr2O3 bảo vệ.
• Khả năng chống oxy hóa tốt hơn Inconel 718 và nhiều hợp kim Ni khác.

Khả năng chống ăn mòn

• Khả năng chống ăn mòn nóng và sunfua tuyệt vời.
• Chống được nhiều axit hữu cơ, clorua, chất ăn da.

Thuộc tính khác

• Vẫn giữ được độ bền và độ dẻo dai sau những lần phơi nhiễm kéo dài lên đến 760¡«C.
• Tuổi thọ mỏi nhiệt tuyệt vời. Chống nứt nẻ.
• Hệ số ma sát thấp và khả năng chống trầy xước.

Sức bền của GH3536 khi đã cũ còn vượt quá cả siêu hợp kim nikel thông thường như Inconel 718, trong khi vẫn duy trì độ dẻo dai vững chắc. Hợp kim này còn bền hơn nhiều loại thép không gỉ ở nhiệt độ cao. Khả năng chống ô xi hóa gần với các hợp kim niken-crom như Inconel 601. Nhìn chung, GH3536 mang đến sự cân bằng đặc biệt về các tính chất cho những ứng dụng quan trọng.

Ứng dụng của bột hợp kim GH3536

Do độ bền, kháng môi trường, khả năng in và dễ dàng xử lý hậu kỳ, nên GH3536 phù hợp với:

Các bộ phận Hàng không vũ trụ

• Cánh tua-bin, cánh tĩnh, buồng đốt
• Các bộ phận kết cấu, thiết bị hạ cánh
• Động cơ tên lửa vòi phun, hệ thống đẩy
• Cấu trúc nóng của phương tiện siêu thanh

Phát điện

• Các bộ phận phần nóng của tua-bin khí
• Bộ trao đổi nhiệt, bộ hồi nhiệt
• Vỏ tản nhiệt, bao nhiệt

Dầu & Khí đốt

• Công cụ đáy hố, bộ phận đầu giếng
• Van, bơm cho dịch ăn mòn

Ô tô

• Bánh xe và vỏ máy tăng áp
• Các linh kiện xả

Xử lý hóa chất

• Van, máy bơm, bình phản ứng
• Ống trao đổi nhiệt

Công cụ

• Khuôn đúc phun làm mát theo hình dạng
• Khuôn đúc áp lực, dụng cụ dập nóng

Những người khác

• Yếu tố làm nóng
• Vật chứa chất thải phóng xạ
• Bu lông đinh vít đặc biệt và lò xo

GH356 có thể thay thế các bộ phận hiện tại được làm bằng vật liệu hiệu suất thấp hơn để cải thiện độ bền và hiệu quả. Bột cũng lý tưởng cho việc chế tạo các thiết kế mới không thể thực hiện được bằng phương pháp sản xuất thông thường. Cả hai việc sản xuất bộ phận mới và việc sửa chữa/làm mới các bộ phận bị mòn đều được thực hiện.

In ấn bột hợp kim GH3536

Bột GH3536 có thể được in thành công bằng các quy trình nung chảy bằng bột laser (L-PBF) và nung chảy bằng chùm điện tử trên nền bột (E-PBF). Hình thái bột hình cầu giúp dòng chảy và đóng gói tốt. Các cân nhắc chính bao gồm:

Quy trình in

• Công nghệ nền bột chùm tia laser và chùm tia điện tử có ứng dụng phổ biến.
• Các thông số xử lý cần có sự phát triển cho các máy móc mới.
• Môi trường trong phòng khí không hoạt động (argon hoặc nitrogen).

Đặc điểm bột

• Phạm vi kích thước hạt 10-45 Ã×m, D50 ~25 Ã×m điển hình
• Mật độ biểu kiến 2,5-3,5 g/ cm3.
• Lưu lượng 25-35 s (Lưu lượng kế Hall).

Khuyến nghị in ấn

• Gia nhiệt trước tấm đế đến ~150¡«C làm giảm ứng suất nhiệt.
• Tốc độ quét thường là từ 400-1000 mm/s.
• Khoảng cách nở 0,08-0,12 mm để đạt độ nén chặt tốt.
• 100% bột tươi để tái sử dụng.

Xử lý hậu kỳ

• Giảm căng thẳng: Quạt tản nhiệt 1080¡«C/2 giờ, làm mát bằng không khí.
• Ủ: 760°C/8-16 giờ, làm mát bằng không khí.
• Ép đẳng tĩnh nóng có thể làm giảm độ xốp.

Với quá trình tối ưu hóa thông số, các mật độ trên 99,8% là có thể. Cấu trúc vi mô bao gồm các hạt mịn, đồng nhất phù hợp với các ứng dụng quan trọng.

Thông số kỹ thuật của Bột GH3536

Hợp kim bột GH3536 có sẵn trong tiêu chuẩn phân phối kích thước và các lớp được tóm tắt dưới đây. Cũng có thể tạo ra các biến thể tùy chỉnh

Phân phối kích thước hạt mịn
D10	10 inch
D50	25 xăng ti mét
D90	45 mm

Các lớp bột	Nominal Flow Rate	Mật độ biểu kiến
[Lớp I]	25 s	2,5 g/cm3
Lớp II	28 giây	2,8 g/cm3
Lớp III	32 giây	3,2 g/cm3

Thông số kỹ thuật khác:

• Hình thái hình cầu có tỷ lệ phụ vệ tinh dưới 1%.
• Nguồn oxy dưới 100 ppm.
• Không thêm chất kết dính hay chất bôi trơn.

Mỗi lô bột được cung cấp kèm theo một Giấy chứng nhận phân tích nêu chi tiết thành phần, đặc tính hạt, lưu lượng dòng chảy và các thông số khác.

Xử lý và bảo quản GH3536

Để duy trì chất lượng bột trong quá trình xử lý và bảo quản:

• Bảo quản các hũ bột đã hàn kín ở nơi khô ráo, thoáng mát. Khuyến cáo nên dùng chất hút ẩm.
• Tránh để bột tiếp xúc với độ ẩm vì có thể gây ra tình trạng vón cục và khó chảy.
• Hạn chế sự thay đổi nhiệt độ trong quá trình vận chuyển và lưu trữ.
• Chỉ mở các hộp đựng trong hộp găng tay khí trơ hoặc buồng argon.
• Xử lý ngay các hộp đựng hở để hạn chế oxy hóa. Không tái sử dụng bột đã tiếp xúc với không khí.
• Sử dụng PPE thích hợp và tránh hít hoặc tiếp xúc với da và mắt.

Nếu được xử lý đúng cách, bột GH3536 có thời hạn sử dụng lên tới một năm kể từ ngày sản xuất. Khuyến nghị quản lý kiểm kê FIFO.

Dữ liệu an toàn cho GH3536

Là một loại bột hợp kim có chứa niken và các nguyên tố khác, các biện pháp phòng ngừa an toàn tiêu chuẩn nên được thực hiện trong quá trình xử lý:

• Dùng PPE: Mặt nạ bảo vệ đường hô hấp phù hợp với bụi, găng tay, kính bảo vệ mắt, quần áo bảo hộ.
• Tránh để da tiếp xúc hoặc hít phải bụi trong quá trình vận chuyển.
• Kết nối toàn bộ hệ thống xử lý bột đúng cách. Khuyến nghị sử dụng hộp găng không khí trơ.
• Sử dụng hệ thống thu bụi khi vệ sinh. Tránh tạo ra bụi bay trong không khí.
• Vứt bỏ phần bột dư thừa và làm sạch các mảnh vụn một cách phù hợp.
• Tham khảo tài liệu SDS để biết thêm thông tin an toàn.

Bột niken được phân loại là chất gây ung thư nghi ngờ. Thực hiện theo mọi luật pháp và quy định để xử lý bột kim loại an toàn.

Kiểm tra bột GH3536

Để đảm bảo bột GH3536 đạt được yêu cầu ứng dụng, các quy trình kiểm tra sau có thể được sử dụng:

Phân phối kích thước hạt

• Phân tích nhiễu xạ laser (ISO 13320)
• Phân tích bằng sàng (ASTM B214)

Hình thái & Vi mô

• Kính hiển vi quét điện tử
• Kính hiển vi quang học của mẫu đã gắn và đánh bóng

Thành phần bột

• Phổ khối lượng tử kết hợp cảm ứng (ASTM E1097)
• Hợp nhất khí trơ đối với O và N (ASTM E1019)

Mật độ bột

• Mật độ biểu kiến (Đồng hồ đo lưu lượng Hall)
• Mật độ gõ (ASTM B527)

Lưu lượng bột

• Đồng hồ đo lưu lượng Hall (ASTM B213)
• Máy phân tích bột Revolution

Chấp nhận lô

• Lấy mẫu theo ASTM B215
• Kiểm tra bột đáp ứng các thông số kỹ thuật về kích thước, thành phần và hình dạng

Kiểm tra nên được tiến hành cho mỗi lô bột để xác minh sự tuân thủ với các tiêu chuẩn ASTM có thể áp dụng. Điều này đảm bảo nguyên liệu đầu vào bột có chất lượng cao và đồng nhất cho quá trình in.

Câu hỏi thường gặp

H: Điểm gì làm cho GH3536 trở nên tốt hơn so với các siêu hợp kim Ni khác dành cho AM?

A: GH3536 có độ bền cao hơn các hợp kim thông dụng như Inconel 718 nhưng vẫn duy trì được độ dẻo dai. Quy trình phối trộn bột và phun nguyên tử hóa giúp giảm thiểu sự phân tách và lỗ xốp.

H: GH3536 có yêu cầu ép đẳng hướng nóng (HIP) sau khi in không?

A: HIP có thể làm giảm lỗ xốp nội bên trong hơn nữa, nhưng không bắt buộc phải đạt được mật độ cao (>99,5%) với các tham số AM đã được tối ưu hóa. HIP có thể cho phép nhiệt độ làm việc cao hơn.

C: Sau khi in GH3536 thì cần xử lý sau in gì?

A: Có thể sử dụng quy trình xử lý nhiệt giảm ứng suất đơn giản sau khi in. Để có độ bền tối ưu, bạn nên sử dụng quy trình xử lý nhiệt lão hóa.

H: Thời gian chậm trễ khi mua bột GH3536 là bao lâu?

A: Các lô hàng nhỏ có thể được xuất trong vòng 2-4 tuần. Đối với các lô hàng với khối lượng lớn, xin vui lòng cho phép 3-5 tháng để sản xuất tùy thuộc vào khả năng đáp ứng.

Q: Vật liệu GH3536 có chứa nhôm hoặc titan gây ra vấn đề trong quá trình in không?

A: Nồng độ của Al và Ti được cân bằng để tránh tình trạng bột bị oxy hóa hoặc phản ứng quá mức với vũng chảy trong khi in.

H: Phân bố kích thước hạt nào được khuyến nghị khi in GH3536?

A: Phân bố có D10 là 10 µm, D50 là 25 µm và D90 là 45 µm mang lại sự cân bằng tốt giữa khả năng chảy và khả năng in.

H: GH3536 có thể được sử dụng để in các bộ phận có phần nhô ra và hình học phức tạp không?

A: Đúng vậy, GH3536 đã chứng tỏ khả năng in ấn tuyệt vời đối với những bộ phận có độ nhô ra vượt quá 45¡« góc nhô ra.

Kết luận

Bột hợp kim siêu bền GH3536 đem lại sự kết hợp đặc biệt của độ bền cao, khả năng chịu nhiệt, chống oxy hóa, khả năng in và phản ứng sau khi xử lý cho các ứng dụng sản xuất phụ gia đòi hỏi cao trong ngành hàng không vũ trụ, sản xuất điện, dầu khí, ô tô và công nghiệp chế biến hóa chất. Thành phần theo thiết kế, đặc điểm bột được tối ưu hóa và tiềm năng xử lý nhiệt cho phép điều chỉnh các đặc tính cho các thiết kế mới mà không thể thực hiện được với sản xuất thông thường. Với các quy trình xử lý và in phù hợp, GH3536 cung cấp các chi tiết kim loại hiệu suất cao phức tạp kết hợp trọng lượng nhẹ và độ bền như chưa từng có trước đây.