Das GH3536-Legierungspulver wurde speziell für die additive Fertigung entwickelt. Durch die Optimierung der Zusammensetzung und der Pulverzerstäubungstechniken werden im Vergleich zu herkömmlichen Nickelsuperlegierungen hervorragende Eigenschaften erzielt. Zu den wichtigsten Merkmalen von GH3536-Legierungspulver gehören:

• Hohe Festigkeit bei Temperaturen bis zu 760°C (1400°F)
• Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit in rauen Umgebungen
• Hervorragende Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und Risswachstum
• Gute Bedruckbarkeit und geringe Porosität der gedruckten Teile
• Kann zur Optimierung von Festigkeit und Duktilität ausgehärtet werden

Aufgrund dieser Kombination von Eigenschaften eignet sich GH3536 für Bauteile in der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung, der Öl- und Gasindustrie sowie der chemischen Verarbeitung, die extremen Temperaturen und Belastungen ausgesetzt sind. Sowohl die Herstellung neuer Teile als auch die Reparatur verschlissener Komponenten können von der Verwendung dieses modernen Pulvers profitieren.

 

 

GH3536 Legierung Pulverzusammensetzung

GH3536 hat eine komplexe Zusammensetzung, die für ein optimales Gleichgewicht der Eigenschaften sorgt. Die nominale Zusammensetzung ist unten dargestellt:

Element	Gewicht %
Nickel (Ni)	Bilanz
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
Titan (Ti)	0.5 – 1.5
Niobium (Nb)	0.5 – 1.5
Hafnium (Hf)	0.2 – 0.8
Kohlenstoff (C)	0.05 – 0.15
Bor (B)	0.01 – 0.03
Zirkonium (Zr)	0.01 – 0.05

Nickel bildet die Matrix, während Elemente wie Chrom, Kobalt und Aluminium die Oxidationsbeständigkeit verbessern. Die feuerfesten Elemente Tantal, Wolfram, Niob und Hafnium tragen zur Festigkeit bei erhöhten Temperaturen bei. Titan und Niob verstärken die Legierung durch Karbidbildung. Spuren von Kohlenstoff, Bor und Zirkonium verbessern die Ausscheidungshärtung.

Die Pulverzusammensetzung ist so konzipiert, dass die Entmischung begrenzt wird und die Zusammensetzung während des Drucks gleichmäßig bleibt, so dass gleichbleibende Eigenschaften im fertigen Teil gewährleistet sind. Die kugelförmige Pulvermorphologie verbessert außerdem die Fließfähigkeit und die Packungsdichte für eine gute Druckbarkeit.

GH3536 Legierung Pulvereigenschaften

GH3536 weist aufgrund seiner maßgeschneiderten Zusammensetzung und seines optimierten Produktionsprozesses eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Duktilität und Umweltbeständigkeit auf. Die wichtigsten Eigenschaften sind im Folgenden zusammengefasst:

Mechanische Eigenschaften

Eigentum	Wie gedruckt	Gealtert
Zugfestigkeit	1050 - 1250 MPa (152 - 181 ksi)	1275 - 1400 MPa (185 - 203 ksi)
Streckgrenze (0,2% Offset)	900 - 1100 MPa (131 - 160 ksi)	1150 - 1300 MPa (167 - 189 ksi)
Dehnung	25 – 35%	16 – 22%
Härte	32 - 38 HRC	36 - 43 HRC

Physikalische Eigenschaften

Eigentum	Typischer Wert
Dichte	8,3 g/cm3
Schmelzpunkt	1310°C (2390°F)

Thermische Eigenschaften

Eigentum	Temperatur
Wärmeausdehnungskoeffizient	12,8 x 10-6/°C bei 20-100°C
Wärmeleitfähigkeit	11,4 W/m-K bei 20°C
Spezifische Wärme	0,43 J/g-°C bei 20°C

Oxidationsbeständigkeit

• Widersteht der Oxidation an der Luft bis zu ~980°C. Es bildet sich eine schützende Cr2O3-Oxidschicht.
• Bessere Oxidationsbeständigkeit als Inconel 718 und viele andere Ni-Legierungen.

Korrosionsbeständigkeit

• Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Heißkorrosion und Sulfidierung.
• Beständig gegen viele organische Säuren, Chloride und Laugen.

Andere Eigenschaften

• Behält seine Festigkeit und Duktilität auch nach längerer Einwirkung von bis zu 760°C.
• Ausgezeichnete Lebensdauer bei thermischer Ermüdung. Widersteht dem Risswachstum.
• Niedriger Reibungskoeffizient und Festigkeit gegen Abrieb.

Die Festigkeit von GH3536 im gealterten Zustand übertrifft die von herkömmlichen Nickelsuperlegierungen wie Inconel 718, wobei die robuste Duktilität erhalten bleibt. Die Legierung ist fester als viele nichtrostende Stähle bei hohen Temperaturen. Die Oxidationsbeständigkeit nähert sich derjenigen von Nickel-Chrom-Legierungen wie Inconel 601. Insgesamt bietet GH3536 eine außergewöhnliche Ausgewogenheit der Eigenschaften für kritische Anwendungen.

Anwendungen von GH3536 Legierungspulver

Die Kombination aus Festigkeit, Umweltbeständigkeit, Bedruckbarkeit und einfacher Nachbearbeitung macht GH3536 zu einem geeigneten Material:

Komponenten für die Luft- und Raumfahrt

• Turbinenschaufeln, Leitschaufeln, Brennkammern
• Strukturelle Teile, Fahrwerk
• Düsen für Raketentriebwerke, Triebwerke
• Heiße Strukturen für Hyperschallfahrzeuge

Stromerzeugung

• Teile des Heißteils von Gasturbinen
• Wärmetauscher, Rekuperatoren
• Hitzeschilder, Schutzrohre

Öl und Gas

• Bohrlochwerkzeuge, Bohrlochkopfteile
• Ventile, Pumpen für korrosive Medien

Automobilindustrie

• Räder und Gehäuse für Turbolader
• Auspuffkomponenten

Chemische Verarbeitung

• Ventile, Pumpen, Reaktionsbehälter
• Rohre für Wärmetauscher

Werkzeugbau

• Spritzgießformen mit konformer Kühlung
• Druckgussformen, Heißprägewerkzeuge

Andere

• Heizelemente
• Behälter für radioaktive Abfälle
• Spezialverbindungselemente und Federn

GH3536 kann vorhandene Teile aus weniger leistungsfähigen Materialien ersetzen und so die Haltbarkeit und Effizienz verbessern. Das Pulver eignet sich auch ideal für die Herstellung neuer Konstruktionen, die mit herkömmlichen Fertigungsverfahren nicht möglich sind. Es ermöglicht sowohl die Herstellung neuer Teile als auch die Reparatur/Aufarbeitung verschlissener Komponenten.

Druck GH3536 Legierungspulver

GH3536-Pulver kann erfolgreich mit Laser-Powder-Bed-Fusion- (L-PBF) und Elektronenstrahl-Powder-Bed-Fusion-Verfahren (E-PBF) gedruckt werden. Die kugelförmige Morphologie des Pulvers sorgt für einen guten Fluss und eine gute Packung. Zu den wichtigsten Aspekten gehören:

Druckverfahren

• Laser- und Elektronenstrahl-Pulverbetttechnologien anwendbar.
• Für neue Maschinen müssen Prozessparameter entwickelt werden.
• Inertgas-Kammeratmosphäre (Argon oder Stickstoff).

Spezifikation des Pulvers

• Partikelgrößenbereich 10-45 μm, D50 ~25 μm typisch.
• Scheinbare Dichte 2,5-3,5 g/cm3.
• Durchflussmenge 25-35 s (Hall-Durchflussmesser).

Druckempfehlungen

• Das Vorheizen der Grundplatte auf ~150°C reduziert thermische Spannungen.
• Typisch sind Scangeschwindigkeiten von 400-1000 mm/s.
• Schraffurabstand 0,08-0,12 mm für gute Verdichtung.
• 100% Frischpulver zur Wiederverwendung.

Nachbearbeitung

• Stressabbau: 1080°C/2h, luftgekühlt.
• Reifung: 760°C/8-16 Std., luftgekühlt.
• Heißisostatisches Pressen kann die Porosität weiter verringern.

Bei Optimierung der Parameter sind Dichten über 99,8% möglich. Das Mikrogefüge besteht aus feinen, gleichmäßigen Körnern, die für kritische Anwendungen geeignet sind.

Spezifikationen für GH3536 Pulver

GH3536-Legierungspulver ist im Handel in der unten zusammengefassten Standardgrößenverteilung und -klasse erhältlich. Es können auch kundenspezifische Varianten hergestellt werden.

Pulvergrößenverteilung
D10	10 μm
D50	25 μm
D90	45 μm

Pulver-Klassen	Nominale Durchflussmenge	Scheinbare Dichte
Klasse I	25 s	2,5 g/cm3
Klasse II	28 s	2,8 g/cm3
Klasse III	32 s	3,2 g/cm3

Andere Spezifikationen:

• Sphärische Morphologie mit Satellitenanteil unter 1%.
• Sauerstoffgehalt unter 100 ppm.
• Ohne Zusatz von Bindemitteln oder Schmiermitteln.

Jede Pulverpartie wird mit einem Analysezertifikat versehen, in dem die Zusammensetzung, die Partikeleigenschaften, die Fließgeschwindigkeit und andere Parameter aufgeführt sind.

Handhabung und Lagerung von GH3536

Zur Erhaltung der Pulverqualität während der Handhabung und Lagerung:

• Versiegelte Pulverbehälter in einer kühlen, trockenen Umgebung lagern. Trocknungsmittel wird empfohlen.
• Vermeiden Sie, dass das Pulver Feuchtigkeit ausgesetzt wird, da dies zu Klumpenbildung und Fließproblemen führen kann.
• Begrenzen Sie Temperaturschwankungen während des Transports und der Lagerung.
• Behälter nur in einer Handschuhbox oder Argonkammer mit inerter Atmosphäre öffnen.
• Offene Behälter sofort verarbeiten, um die Oxidation zu begrenzen. Exponiertes Pulver nicht wiederverwenden.
• Geeignete PSA verwenden und Einatmen oder Kontakt mit Haut und Augen vermeiden.

Bei ordnungsgemäßer Handhabung ist GH3536-Pulver ab dem Herstellungsdatum mehr als ein Jahr haltbar. Es wird eine FIFO-Bestandsführung empfohlen.

Sicherheitsdaten für GH3536

Da es sich um ein Legierungspulver handelt, das Nickel und andere Elemente enthält, sind bei der Handhabung die üblichen Sicherheitsvorkehrungen zu treffen:

• PSA verwenden: Geeignete Atemschutzmaske, Handschuhe, Augenschutz, Schutzkleidung.
• Bei der Handhabung Hautkontakt und Einatmen von Stäuben vermeiden.
• Alle Geräte zur Handhabung von Pulver müssen ordnungsgemäß geerdet werden. Inertgas-Handschuhkästen empfohlen.
• Verwenden Sie eine Staubabsaugung während der Reinigungsarbeiten. Vermeiden Sie die Entstehung von Staub in der Luft.
• Entsorgen Sie überschüssiges Pulver und Reinigungsrückstände auf geeignete Weise.
• Weitere Sicherheitsinformationen finden Sie im SDS-Dokument.

Nickelpulver ist als vermutlich krebserregend eingestuft. Befolgen Sie alle Gesetze und Vorschriften zum sicheren Umgang mit Metallpulver.

Inspektion von GH3536-Pulver

Um sicherzustellen, dassGH3536-Pulver den Anwendungsanforderungen entspricht, können die folgenden Prüfverfahren angewandt werden:

Partikelgrößenverteilung

• Laserbeugungsanalyse (ISO 13320)
• Siebanalyse (ASTM B214)

Morphologie und Mikrostruktur

• Rasterelektronenmikroskopie
• Optische Mikroskopie von montierten und polierten Präparaten

Zusammensetzung des Pulvers

• Induktiv gekoppelte Plasmamassenspektrometrie (ASTM E1097)
• Inertgasschmelze für O und N (ASTM E1019)

Dichte des Pulvers

• Scheinbare Dichte (Hall-Durchflussmesser)
• Klopfdichte (ASTM B527)

Fließfähigkeit des Pulvers

• Hall-Durchflussmesser (ASTM B213)
• Revolution Pulveranalysator

Losannahme

• Probenahme nach ASTM B215
• Prüfen, ob das Pulver den Spezifikationen für Größe, Zusammensetzung und Morphologie entspricht

Für jede Pulvercharge sollten Tests durchgeführt werden, um die Konformität mit den geltenden ASTM-Normen zu überprüfen. Dies gewährleistet eine gleichbleibend hohe Qualität des Pulverrohstoffs für den Druck.

FAQs

F: Was macht GH3536 besser als andere Ni-Superlegierungen für AM?

A: GH3536 hat eine höhere Festigkeit als Arbeitslegierungen wie Inconel 718, wobei die Duktilität erhalten bleibt. Die Pulverzusammensetzung und der Zerstäubungsprozess minimieren Segregation und Porosität.

F: Muss GH3536 nach dem Druck heißisostatisch gepresst werden?

A: HIP kann die innere Porosität weiter reduzieren, ist aber nicht erforderlich, um mit optimierten AM-Parametern hohe Dichten (>99,5%) zu erreichen. HIP kann höhere Betriebstemperaturen ermöglichen.

F: Welche Nachbearbeitung ist nach dem Druck des GH3536 erforderlich?

A: Nach dem Druck kann eine einfache Spannungsarmglühung durchgeführt werden. Für eine optimale Festigkeit wird eine Alterungswärmebehandlung empfohlen.

F: Wie lange sind die Lieferzeiten für den Kauf von GH3536-Pulver?

A: Kleine Lose können in 2-4 Wochen geliefert werden. Für große Produktionsmengen sollten Sie je nach Verfügbarkeit 3-5 Monate einplanen.

F: Enthält GH3536 Aluminium oder Titan, das beim Drucken Probleme verursachen kann?

A: Die Konzentrationen von Al und Ti sind ausgewogen, um eine Oxidation des Pulvers oder eine übermäßige Reaktion mit dem Schmelzbad während des Drucks zu vermeiden.

F: Welche Partikelgrößenverteilung wird für den Druck von GH3536 empfohlen?

A: Eine Verteilung mit D10 von 10 μm, D50 von 25 μm und D90 von 45 μm bietet ein gutes Gleichgewicht von Fließfähigkeit und Druck.

F: Kann der GH3536 für den Druck von Teilen mit Überhängen und komplexen Geometrien verwendet werden?

A: Ja, GH3536 hat eine ausgezeichnete Druckfähigkeit für Teile mit Überhängen von mehr als 45° Überhangwinkel gezeigt.

Schlussfolgerung

Das Nickel-Superlegierungspulver GH3536 bietet eine außergewöhnliche Kombination aus hoher Festigkeit, Temperaturbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Druckbarkeit und Nachbearbeitung für anspruchsvolle additive Fertigungsanwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Energieerzeugung, der Öl- und Gasindustrie, der Automobilindustrie und der chemischen Verarbeitung. Die maßgeschneiderte Zusammensetzung, die optimierten Pulvereigenschaften und die Möglichkeit der Wärmebehandlung ermöglichen einstellbare Eigenschaften für neue Konstruktionen, die mit konventioneller Fertigung nicht möglich sind. Mit der richtigen Handhabung und den richtigen Druckverfahren ermöglicht GH3536 komplexe, hochleistungsfähige Metallteile, die wie nie zuvor geringes Gewicht und Haltbarkeit vereinen.