El polvo de la aleación GH3536 se diseñó específicamente para la fabricación aditiva, utilizando técnicas de optimización de la composición y atomización del polvo para lograr propiedades superiores en comparación con las superaleaciones de níquel convencionales. Las principales características del polvo de aleación GH3536 son:

• Alta resistencia a temperaturas de hasta 760°C (1400°F)
• Resistencia a la oxidación y la corrosión en entornos difíciles
• Excelente resistencia a la fatiga térmica y al crecimiento de grietas
• Buena imprimibilidad y baja porosidad en las piezas impresas
• Puede endurecerse para optimizar la resistencia y la ductilidad

La combinación de propiedades hace que el GH3536 sea adecuado para componentes aeroespaciales, de generación de energía, petróleo y gas, y de procesamiento químico expuestos a temperaturas y tensiones extremas. Tanto la fabricación de piezas nuevas como la reparación de componentes desgastados pueden beneficiarse del uso de este polvo avanzado.

 

 

GH3536 Aleación Composición del polvo

El GH3536 tiene una composición compleja diseñada para proporcionar un equilibrio óptimo de propiedades. La composición nominal se muestra a continuación:

Elemento	Peso %
Níquel (Ni)	Saldo
Cromo (Cr)	13.5 – 16.0
Cobalto (Co)	12.0 – 15.0
Tungsteno (W)	5.0 – 7.0
Tántalo (Ta)	3.0 – 5.0
Aluminio (Al)	2.8 – 3.8
Titanio (Ti)	0.5 – 1.5
Niobio (Nb)	0.5 – 1.5
Hafnio (Hf)	0.2 – 0.8
Carbono (C)	0.05 – 0.15
Boro (B)	0.01 – 0.03
Circonio (Zr)	0.01 – 0.05

El níquel forma la matriz, mientras que elementos como el cromo, el cobalto y el aluminio mejoran la resistencia a la oxidación. Los elementos refractarios tantalio, wolframio, niobio y hafnio contribuyen a la resistencia a temperaturas elevadas. El titanio y el niobio refuerzan la aleación mediante la formación de carburos. Las trazas de carbono, boro y circonio mejoran el endurecimiento por precipitación.

La composición del polvo está diseñada para limitar la segregación y mantener la uniformidad de la composición durante la impresión, garantizando unas propiedades constantes en la pieza final. La morfología esférica del polvo también mejora la fluidez y la densidad de empaquetamiento para una buena imprimibilidad.

Propiedades del polvo de aleación GH3536

El GH3536 presenta una excelente combinación de resistencia, ductilidad y resistencia medioambiental gracias a su composición a medida y a su proceso de producción optimizado. A continuación se resumen sus principales propiedades:

Propiedades mecánicas

Propiedad	Como impreso	Envejecido
Resistencia a la tracción	1050 - 1250 MPa (152 - 181 ksi)	1275 - 1400 MPa (185 - 203 ksi)
Límite elástico (0,2% offset)	900 - 1100 MPa (131 - 160 ksi)	1150 - 1300 MPa (167 - 189 ksi)
Alargamiento	25 – 35%	16 – 22%
Dureza	32 - 38 HRC	36 - 43 HRC

Propiedades físicas

Propiedad	Valor típico
Densidad	8,3 g/cm3
Punto de fusión	1310°C (2390°F)

Propiedades térmicas

Propiedad	Temperatura
Coeficiente de dilatación térmica	12,8 x 10-6/°C a 20-100°C
Conductividad térmica	11,4 W/m-K a 20°C
Calor específico	0,43 J/g-°C a 20°C

Resistencia a la oxidación

• Resiste la oxidación en aire hasta ~980°C. Se forma una capa protectora de óxido de Cr2O3.
• Mejor resistencia a la oxidación que el Inconel 718 y muchas otras aleaciones de Ni.

Resistencia a la corrosión

• Excelente resistencia a la corrosión en caliente y a la sulfidación.
• Resiste a muchos ácidos orgánicos, cloruros y cáusticos.

Otras propiedades

• Conserva la resistencia y la ductilidad tras exposiciones prolongadas de hasta 760°C.
• Excelente resistencia a la fatiga térmica. Resiste el crecimiento de grietas.
• Bajo coeficiente de fricción y resistencia al gripado.

La resistencia de la GH3536 en estado envejecido supera la de las superaleaciones de níquel convencionales, como la Inconel 718, al tiempo que mantiene una ductilidad robusta. La aleación es más resistente que muchos aceros inoxidables a altas temperaturas. La resistencia a la oxidación se aproxima a la de aleaciones de níquel-cromo como el Inconel 601. En general, el GH3536 ofrece un equilibrio excepcional de propiedades para aplicaciones críticas.

Aplicaciones de la aleación GH3536 en polvo

La combinación de solidez, resistencia medioambiental, imprimibilidad y facilidad de procesamiento posterior hace que la GH3536 sea adecuada para:

Componentes aeroespaciales

• Álabes de turbina, paletas, cámaras de combustión
• Piezas estructurales, tren de aterrizaje
• Toberas de motores de cohetes, propulsores
• Estructuras calientes de vehículos hipersónicos

Generación de energía

• Piezas de la sección caliente de la turbina de gas
• Intercambiadores de calor, recuperadores
• Pantallas térmicas, termopozos

Petróleo y gas

• Herramientas de fondo de pozo, piezas de cabeza de pozo
• Válvulas, bombas para servicios corrosivos

Automoción

• Ruedas y carcasas de turbocompresores
• Componentes del tubo de escape

Procesado químico

• Válvulas, bombas, recipientes de reacción
• Tubos para intercambiadores de calor

Herramientas

• Moldes de inyección con refrigeración conforme
• Matrices de fundición a presión, herramientas de estampación en caliente

Otros

• Elementos calefactores
• Contenedores de residuos radiactivos
• Fijaciones especiales y muelles

El GH3536 puede sustituir piezas existentes fabricadas con materiales de menor rendimiento para mejorar su durabilidad y eficacia. El polvo también es ideal para fabricar nuevos diseños que no son posibles con la fabricación convencional. Permite tanto la fabricación de piezas nuevas como la reparación o renovación de componentes desgastados.

Impresión GH3536 Polvo de aleación

El polvo GH3536 puede imprimirse con éxito mediante los procesos de fusión de lecho de polvo por láser (L-PBF) y de fusión de lecho de polvo por haz de electrones (E-PBF). La morfología esférica del polvo proporciona un buen flujo y empaquetamiento. Las consideraciones clave incluyen:

Proceso de impresión

• Tecnologías de lecho de polvo por láser y haz de electrones aplicables.
• Los parámetros del proceso requieren desarrollo para las nuevas máquinas.
• Atmósfera de la cámara de gas inerte (argón o nitrógeno).

Especificación del polvo

• Rango de tamaño de partícula 10-45 μm, D50 ~25 μm típico.
• Densidad aparente 2,5-3,5 g/cm3.
• Caudal 25-35 s (caudalímetro Hall).

Recomendaciones de impresión

• El precalentamiento de la placa base a ~150°C reduce las tensiones térmicas.
• Las velocidades de escaneado habituales oscilan entre 400 y 1000 mm/s.
• Separación entre escotillas 0,08-0,12 mm para una buena densificación.
• 100% polvo fresco para reutilizar.

Postprocesado

• Alivia el estrés: 1080°C/2hr, enfriamiento por aire.
• Envejecimiento: 760°C/8-16 h, enfriado al aire.
• El prensado isostático en caliente puede reducir aún más la porosidad.

Con la optimización de los parámetros, son posibles densidades superiores a 99,8%. La microestructura consiste en granos finos y uniformes adecuados para aplicaciones críticas.

Especificaciones del polvo GH3536

El polvo de aleación GH3536 está disponible comercialmente en la distribución de tamaños y clases estándar que se resumen a continuación. También se pueden producir variaciones personalizadas.

Distribución del tamaño del polvo
D10	10 μm
D50	25 μm
D90	45 μm

Clases de polvo	Caudal nominal	Densidad aparente
Clase I	25 s	2,5 g/cm3
Clase II	28 s	2,8 g/cm3
Clase III	32 s	3,2 g/cm3

Otras especificaciones:

• Morfología esférica con fracción satélite bajo 1%.
• Contenido de oxígeno inferior a 100 ppm.
• Sin aglutinantes ni lubricantes añadidos.

Cada lote de polvo se suministra con un certificado de análisis en el que se detalla la composición, las características de las partículas, el caudal y otros parámetros.

Manipulación y almacenamiento del GH3536

Para mantener la calidad del polvo durante su manipulación y almacenamiento:

• Almacenar los envases de polvo sellados en un ambiente fresco y seco. Se recomienda el uso de desecante.
• Evite exponer el polvo a la humedad, ya que puede provocar grumos y problemas de fluidez.
• Limitar las variaciones de temperatura durante el transporte y el almacenamiento.
• Abrir los recipientes únicamente en una caja de guantes con atmósfera inerte o en una cámara de argón.
• Procesar inmediatamente los envases abiertos para limitar la oxidación. No reutilizar el polvo expuesto.
• Utilizar EPI adecuados y evitar la inhalación o el contacto con la piel y los ojos.

Con una manipulación adecuada, el polvo GH3536 tiene una vida útil superior a un año desde la fecha de fabricación. Se recomienda la gestión de inventario FIFO.

Datos de seguridad del GH3536

Como polvo de aleación que contiene níquel y otros elementos, deben tomarse las precauciones de seguridad habituales durante su manipulación:

• Utilizar EPI: Mascarilla respiratoria adecuada, guantes, protección ocular, ropa protectora.
• Evitar el contacto con la piel o la inhalación de polvo durante su manipulación.
• Conectar a tierra adecuadamente todo el equipo de manipulación de polvo. Se recomiendan cajas de guantes de gas inerte.
• Recoger el polvo durante la limpieza. Evitar la generación de polvo en suspensión.
• Elimine adecuadamente el polvo sobrante y los restos de la limpieza.
• Consulte el documento SDS para obtener información de seguridad adicional.

El níquel en polvo está clasificado como presunto carcinógeno. Siga todas las leyes y reglamentos para la manipulación segura del polvo metálico.

Inspección del polvo GH3536

Para garantizar que el polvoGH3536 cumple los requisitos de la aplicación, se pueden utilizar los siguientes procedimientos de inspección:

Distribución del tamaño de las partículas

• Análisis por difracción láser (ISO 13320)
• Análisis granulométrico (ASTM B214)

Morfología y microestructura

• Microscopía electrónica de barrido
• Microscopía óptica de muestras montadas y pulidas

Composición del polvo

• Espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ASTM E1097)
• Fusión de gases inertes para O y N (ASTM E1019)

Densidad del polvo

• Densidad aparente (caudalímetro Hall)
• Densidad del grifo (ASTM B527)

Fluidez del polvo

• Caudalímetro Hall (ASTM B213)
• Analizador de polvo Revolution

Aceptación del lote

• Muestreo según ASTM B215
• Verificar que el polvo cumple las especificaciones de tamaño, composición y morfología

Deben realizarse pruebas para cada lote de polvo para verificar la conformidad con las normas ASTM aplicables. Esto garantiza una materia prima en polvo constante y de alta calidad para la impresión.

Preguntas frecuentes

P: ¿Qué hace que GH3536 sea mejor que otras superaleaciones de Ni para AM?

R: El GH3536 tiene mayor resistencia que las aleaciones de trabajo como el Inconel 718, manteniendo al mismo tiempo la ductilidad. La composición del polvo y el proceso de atomización minimizan la segregación y la porosidad.

P: ¿Requiere el GH3536 prensado isostático en caliente (HIP) después de la impresión?

R: El HIP puede reducir aún más la porosidad interna, pero no es necesario para alcanzar altas densidades (>99,5%) con parámetros AM optimizados. El HIP puede permitir temperaturas de servicio más altas.

P: ¿Qué tratamiento posterior es necesario después de imprimir el GH3536?

R: Tras la impresión, puede aplicarse un sencillo tratamiento térmico de alivio de tensiones. Para una resistencia óptima, se recomienda un tratamiento térmico de envejecimiento.

P: ¿Cuál es el plazo de entrega para la compra de polvo GH3536?

R: Los lotes pequeños pueden enviarse en 2-4 semanas. Para grandes volúmenes de producción, espere entre 3 y 5 meses en función de la disponibilidad.

P: ¿Contiene GH3536 aluminio o titanio que pueda causar problemas durante la impresión?

R: Las concentraciones de Al y Ti están equilibradas para evitar la oxidación del polvo o una reacción excesiva con el baño de fusión durante la impresión.

P: ¿Qué distribución granulométrica se recomienda para imprimir GH3536?

R: Una distribución con D10 de 10 μm, D50 de 25 μm y D90 de 45 μm proporciona un buen equilibrio de fluidez e impresión.

P: ¿Se puede utilizar la GH3536 para imprimir piezas con voladizos y geometrías complejas?

R: Sí, la GH3536 ha demostrado una excelente imprimibilidad para piezas con voladizos superiores a 45° de ángulo de voladizo.

Conclusión

El polvo de superaleación de níquel GH3536 ofrece una combinación excepcional de alta resistencia, capacidad térmica, resistencia a la oxidación, imprimibilidad y respuesta postprocesamiento para aplicaciones exigentes de fabricación aditiva en los sectores aeroespacial, de generación de energía, petróleo y gas, automoción y procesamiento químico. La composición a medida, las características optimizadas del polvo y el potencial para el tratamiento térmico permiten ajustar las propiedades para nuevos diseños que no son posibles con la fabricación convencional. Con una manipulación y unos procedimientos de impresión adecuados, el GH3536 permite fabricar piezas metálicas complejas de alto rendimiento que combinan un bajo peso y una durabilidad como nunca antes.