Bột GH3625 (bột Inconel 625)

Tổng quan

Bột GH3625 là bột hợp kim được sử dụng cho kim loại sản xuất bồi đắp các quy trình như thiêu kết laser có chọn lọc (SLS) và thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS). Đây là hợp kim siêu bền gốc niken có độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và đặc tính nhiệt độ cao tuyệt vời.

GH3625 được thiết kế dành riêng cho sản xuất đắp phụ gia nhằm chế tạo các bộ phận dày đặc, phức tạp với các đặc tính cơ học vượt trội ngang bằng các vật liệu rèn. Cho phép sản xuất các thành phần nhẹ có hình học phức tạp cho các ứng dụng hàng không vũ trụ, ô tô, y tế và công nghiệp.

Hướng dẫn này cung cấp thông tin chi tiết về bột GH3625, bao gồm thành phần, tính chất, ứng dụng, thông số kỹ thuật, giá cả, ưu điểm và hạn chế. Tài liệu này so sánh loại bột này với các hợp kim phổ biến khác như Inconel 718 và Stellite 21 để làm nổi bật hiệu suất và khả năng thích ứng của GH3625 cho các mục đích sử dụng khác nhau. Mục hỏi đáp giải quyết những câu hỏi chính về vật liệu này.

Thành phần bột GH3625

GH3625 có thành phần hóa học phức tạp được thiết kế để cung cấp sự kết hợp giữa cường độ cao, khả năng chống mỏi nhiệt, oxy hóa và chống ăn mòn. Sau đây là tổng quan về thành phần của nó:

Nguyên tố	Tỉ trọng
Niken	Sự cân bằng
Chrome	15-17%
Cô ban	10%
Molyben	8-10%
Tantal	5-6%
Nhôm	1.2-1.7%
Titan	0.5-1.2%
Boron	0.01%

Niken tạo thành hợp kim siêu này, cho độ dẻo và độ cứng. Các nguyên tố như crôm, coban và molypden gia tăng sức bền ở nhiệt độ cao nhờ tăng cường độ bền hợp kim rắn.

Tantalum cung cấp khả năng gia cường dung dịch rắn và tạo ra các hạt cacbua để gia cường kết tủa. Nhôm và titan tạo thành pha gamma prime Ni3(Al,Ti) để mang lại các tính chất cơ học tuyệt vời ở nhiệt độ cao. Bo tăng cường độ bền ranh giới hạt.

Thành phần cân bằng mang lại bột GH3625 khả năng hàn tuyệt vời so với thép không gỉ cứng nhờ kết tủa. Nó có thể dễ dàng gia công sau khi ép tĩnh thủy lực nóng (HIP), xử lý nhiệt và gia công cơ khí.

Tính chất bột GH3625

Bột GH3625 có những tính chất vật lý và cơ học sau giúp phù hợp cho các ứng dụng có yêu cầu khắt khe:

Tính chất bột GH3625

Bất động sản	Giá trị
Mật độ	8,1-8,5 g/cc
Điểm Nóng Chảy	1260-1335"C
Độ dẫn nhiệt	11 - 12,5 W/mK
Hệ số giãn nở nhiệt	12,5-13,5 x 10^-6/K
Modun đàn hồi	156-186 GPa
Tỷ số Poisson	0.29-0.33
Độ bền kéo	1050-1280 MPa
Giới hạn đàn hồi (chênh lệch 0,2%)	860-1050 MPa
Kéo dài	8-15%
Độ cứng	32-38 HRC

Điểm nóng chảy cao, độ dẫn nhiệt và hệ số giãn nở vì nhiệt thấp đảm bảo sự ổn định kích thước tốt trong môi trường hoạt động ở nhiệt độ cao lên tới 1000¡«C trong thời gian giới hạn.

Hợp kim có độ bền kéo và độ bền chảy tuyệt vời ngang với các vật liệu chế tạo cùng với độ dẻo và độ dai khi gãy tốt. Hợp kim thể hiện độ cứng cao, khả năng chống mài mòn, trầy xước và mài mòn.

Các tính chất cho phép GH3625 có hiệu suất cao hơn thép không gỉ, hợp kim coban và thậm chí là đối thủ của hợp kim siêu cứng có độ cứng têmp Nickel ở cường độ nhiệt độ cao. Nó cũng tạo ra độ hàn tuyệt vời hơn Inconel 718.

Ứng dụng của bột GH3625

Việc kết hợp độ bền, độ cứng, độ dai và độ ổn định nhiệt cao khiến GH3625 phù hợp cho:

Ứng dụng của GH3625

Ngành	Thành phần
Hiệp công	Cánh tuabin, bộ phận buồng đốt, cánh dẫn hướng vòi phun
Ô tô	Bánh xe tăng áp, ống góp, van
Dầu mỏ và khí đốt	Phần đầu giếng, dụng cụ thân giếng, van
Phát điện	Trong ngành nhiệt, làm lạnh và thiết bị đốt
Xử lý hóa chất	Cánh máy bơm, van, bình phản ứng
Y học	Cấy ghép nha khoa, dụng cụ chỉnh hình, dụng cụ phẫu thuật

Khả năng in 3D các hình khối học phức tạp cho phép tích hợp nhiều bộ phận thành các thành phần đơn và các cấu trúc lưới nhẹ. Điều này cho phép in nhanh hơn các thành phần một mảnh so với việc lắp ráp nhiều phần.

GH3625 được sử dụng để in lưỡi, cánh quạt, tấm, đĩa, ống có các kênh làm mát thích ứng và các linh kiện quan trọng khác hoạt động dưới áp suất và nhiệt độ cao.

Thông số kỹ thuật về bột GH3625

Bột GH3625 cho quá trình AM có thể tìm thấy với nhiều độ phân bố kích thước, hình dạng và công thức khác nhau từ các nhà sản xuất bột.

Các Loại Bột GH3625

Đặc điểm kỹ thuật	Chi tiết
Phân phối kích thước hạt	15-45 cm, 15-53 cm, 53-150 cm
Hình dạng hạt	Hình cầu, vệ tinh, đa diện
Những thay đổi hợp kim	Với B, C, Zr, Nb, Ta
Phương Pháp Sản Xuất	Các phương pháp nung chảy như nguyên tử hóa khí, nguyên tử hóa plasma

Phun sương khí và phun sương plasma tạo ra bột hình cầu tối ưu cho các quy trình SLS/DMLS. Bột vệ tinh có mật độ đóng chặt cao hơn và cải thiện khả năng chảy của bột.

Bột nhỏ hơn 15-45 Ã×m mang lại độ phân giải cao và bề mặt nhẵn trong khi bột lớn hơn 53-150 Ã×m cho phép tốc độ xây dựng nhanh hơn. Các hợp kim bổ sung khác nhau như bo, cacbon, zirconium, niobi và tantalum được sử dụng để điều chỉnh các tính chất của vật liệu.

Tiêu chuẩn bột GH3625

Tiêu chuẩn	Miêu tả
ASTM F3056	Tiêu chuẩn kỹ thuật cho hợp kim nikel chế tạo kết hợp
AMS7016	Bột hợp kim Niken để phục vụ nhiệt độ cao
ASME B46.1	Yêu cầu về kết cấu bề mặt

Bột GH3625 đủ điều kiện dựa trên giới hạn thành phần, phân bố kích thước hạt, hình thái, độ chảy, tỷ trọng biểu kiến và cấu trúc vi mô theo tiêu chuẩn ASTM F3056. Cần có thêm thử nghiệm theo tiêu chuẩn ứng dụng.

GH3625 Bột giá

Bột GH3625 đắt hơn bột thép không gỉ do thành phần phức tạp và bản chất độc quyền. Dưới đây là các phạm vi giá điển hình:

Giá thành của bột GH3625

Phân loại chất bột	Mức giá
GH3625	90-200 đ/kg
GH3625 + Bo	110-250 đô la/kg
GH3625 + Carbon	100-220 đô la mỗi kg

Giá cả khác nhau tùy thuộc vào số lượng đặt hàng, phân phối kích thước hạt, hình dạng, phương pháp sản xuất, nhà cung cấp và các yêu cầu về đặc tính hoặc chứng nhận bột bổ sung.

Ưu điểm và nhược điểm của GH3625 Powder

GH3625 sở hữu các ưu điểm sau giúp thành một sự lựa chọn phổ biến:

Ưu điểm của GH3625

• Độ bền và độ cứng tuyệt vời lên đến 1000¡«C
• Chịu ăn mòn và oxy hóa tốt
• Có thể hàn cho quá trình gia công sau
• Độ dẻo cao hơn Inconel 718
• Có thể làm cứng bởi nhiệt luyện
• Các hình học phức tạp được kích hoạt bởi AM
• Nhanh hơn và rẻ hơn đúc
• Giảm số lượng các bộ phận thông qua việc hợp nhất

GH3625 Nhược điểm

• Đắt hơn thép không gỉ
• Độ bền thấp hơn Inconel 718 ở trên 550¡«C
• Dễ bị nứt do ứng suất già
• Yêu cầu ép đẳng tĩnh nóng (HIP)
• Khó gia công, vì vậy cần phải dùng những dụng cụ chuyên dụng
• Dữ liệu nhà cung cấp hạn chế về hiệu suất dài hạn

Việc lựa chọn đúng các thông số quy trình AM và xử lý tại thời điểm sau giảm thiểu một số hạn chế của bột GH3625.

So sánh GH3625 với Inconel 718 và Stellite 21

GH3625 là hợp kim chiếm vị trí giữa Inconel 718 và Stellite 21 về tính chất và giá thành:

So sánh hỗn hợp

Bất động sản	GH3625	Inconel 718	Stellite 21
Chi phí	Trung bình	Cao	Thấp
Mật độ	Cao	Trung bình	Cao
Sức mạnh	Trung bình	Rất cao	Trung bình
Độ cứng	Cao	Trung bình	Rất cao
Khả năng chống mài mòn	Trung bình	Thấp	Rất cao
Khả năng chống ăn mòn	Trung bình	Cao	Trung bình
Khả năng chống ôxi hóa	Trung bình	Cao	Trung bình
Tính ổn định nhiệt	Lên đến 1000¡«C	Lên tới 700°C	Tới 900¡«C
Khả năng hàn	Tốt	Yếu	Trung bình
Khả năng sản xuất	Trung bình	Khó	Dễ

GH3625 tương đương hoặc cao hơn hiệu suất của hợp kim cobalt Stellite 21 ở khả năng chống mài mòn và ăn mòn nhưng có chi phí thấp hơn. Nó gần đạt được độ bền của Inconel 718 ở mức 550¡«C và đem lại khả năng hàn và gia công tốt hơn.

Điều này giúp sản phẩm trở thành lựa chọn thay thế tiết kiệm chi phí đối với nhiều ứng dụng đòi hỏi hiệu suất giữa các hợp kim tiêu chuẩn này. Khả năng in 3D các hình học phức tạp cũng giúp sản phẩm trở nên vượt trội.

GH3625 Bột – Các câu hỏi thường gặp

Q: Bột GH3625 là gì?

A: GH3625 là một loại bột siêu hợp kim gốc niken được thiết kế riêng cho các quy trình sản xuất bồi đắp như thiêu kết laser có chọn lọc (SLS) và thiêu kết laser kim loại trực tiếp (DMLS). Nó cung cấp sự kết hợp tuyệt vời giữa độ bền ở nhiệt độ cao, độ cứng, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn.

Q: Bột GH3625 dùng để làm gì?

A: Bột GH3625 được dùng để in các thành phần quan trọng bằng công nghệ in 3D như cánh tua-bin, ống góp, cánh quạt, bộ trao đổi nhiệt yêu cầu về đặc tính cơ học cao, sự ổn định về kích thước, khả năng chịu nhiệt lên tới 1000 °C. Nó được ứng dụng trong các ngành hàng không vũ trụ, ô tô, năng lượng, xử lý hóa chất và y tế.

Q: Quy trình in 3D nào sử dụng bột GH3625?

A: In kỹ thuật nung chảy laser có chọn lọc (SLS) và in laser trực tiếp kim loại (DMLS) là quy trình in 3D nung chảy bột thông dụng thường được sử dụng với bột GH3625. Kỹ thuật phun chất kết dính cũng phù hợp với bột GH3625.

Q: Tính chất vật liệu của GH3625 là gì?

A: GH3625 có độ bền kéo tuyệt vời 1050-1280 MP, độ bền chảy 860-1050 MP và độ cứng là 32-38 HRC tương tự như các vật liệu rèn. Nó có tính dẻo tốt với độ giãn dài 8-15% và khả năng chống mài mòn, ăn mòn cao. Các tính chất nhiệt cho phép sử dụng lên đến 1000°C.

Q: Bột GH3625 có đòi hỏi xử lý bằng nhiệt không?

A: Đúng, các bộ phận GH3625 được in bằng SLS/DMLS yêu cầu nén đẳng nhiệt (HIP) theo sau là xử lý nhiệt để đạt được các tính chất cơ học, sự kết hợp vật liệu và cấu trúc vi mô tối ưu. HIP giúp đóng các lỗ rỗng và lỗ hổng bên trong.

Q: GH3625 có hàn được không?

A: GH3625 được thiết kế để có khả năng hàn tuyệt vời so với thép không gỉ siêu cứng kết tủa và Inconel 718. Điều này cho phép sửa chữa và gia nhập các bộ phận AM GH3625 thông qua hàn. Có thể cần phải làm giảm ứng suất sau khi hàn để chống nứt.

H: GH3625 có thể gia công được không?

A: GH3625 có độ khó gia công so với thép không gỉ nên cần gia công tốc độ cao với các dụng cụ từ hợp kim cứng chuyên dụng. Độ mòn của dụng cụ cao hơn vì thế cần tốc độ tiến dao, tốc độ cắt và đường chạy dụng cụ tối ưu.

C: Giá thành bột GH3625 là bao nhiêu?

A: Giá GH3625 thường từ 90-250 đô la cho mỗi kg dựa trên kích thước đơn hàng, phân bố kích thước hạt, phương pháp chế tạo và các yêu cầu kiểm tra/đủ tiêu chuẩn bổ sung. Nó đắt hơn bột thép không gỉ nhưng rẻ hơn Inconel 718.

Kết luận

GH3625 là siêu hợp kim nền niken tiên tiến được thiết kế riêng cho sản xuất phụ gia các thành phần hiệu suất cao. Nó cung cấp những lợi thế của cả hợp kim thông thường và tính linh hoạt trong thiết kế hỗ trợ AM.

Các đặc tính bột được kiểm soát cẩn thận và tối ưu hóa các thông số chuyên biệt cho phép khai thác toàn bộ tiềm năng của GH3625. Với các đặc tính và hiệu quả về chi phí của mình, GH3625 đang nổi lên như một giải pháp thay thế khả thi cho các hợp kim truyền thống trong các ứng dụng quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, năng lượng và công nghiệp.