Обзор порошка Inconel 625
Порошок Inconel 625 никель-хром-молибденовый порошок сплава используется для аддитивного производства и 3D-печати металлов. Он обладает высокой устойчивостью к коррозии и окислению, сохраняя при этом высокую прочность и вязкость при экстремальных температурах. Инконель 625 обладает отличными технологическими характеристиками, что позволяет использовать его для изготовления сложных деталей с замысловатыми формами и свойствами.
К числу основных свойств и характеристик порошка Inconel 625 относятся:
- Отличная коррозионная стойкость, особенно в восстановительных, окислительных и нейтральных водных средах
- Высокая прочность при растяжении, ползучести и разрыве при температурах до 1000°C
- Хорошая усталостная прочность и исключительная стойкость к образованию усталостных трещин
- Сохраняет прочность и вязкость вплоть до криогенных температур
- Может подвергаться термической обработке для дальнейшего улучшения определенных свойств
- Для достижения оптимальных механических свойств требуется обработка методом возрастной закалки
- Устойчивость к широкому спектру органических и неорганических соединений
- Легко поддается механической обработке, формовке и сварке традиционными методами
Инконель 625 применяется в областях, где требуются прочность, вязкость, усталостная прочность и коррозионная стойкость при экстремальных температурах от криогенных до 1100°C. Он широко используется в аэрокосмической, химической, нефтегазовой и морской промышленности, а также для борьбы с загрязнением окружающей среды.
К числу основных областей применения Inconel 625 относятся:
- Аэрокосмические компоненты, такие как выхлопные системы двигателей, реверсы тяги и лопатки турбин
- Оборудование для химической и пищевой промышленности, такое как клапаны, насосы, крепеж, теплообменники
- Морские компоненты, такие как гребные валы, морской крепеж и трубопроводные системы
- Оборудование для борьбы с загрязнением окружающей среды и катализаторные трубки
- Разделители ядерных тепловыделяющих элементов и компоненты реакторов-размножителей
- Устьевое оборудование, скважинные трубы и подводные компоненты для нефтегазовой отрасли
В данной статье приводится подробный обзор порошка Inconel 625, включая его состав, свойства, области применения, технические характеристики, цены, поставщиков и многое другое. В ней также приводится сравнение Inconel 625 с другими никелевыми сплавами и подчеркиваются преимущества и ограничения этого универсального порошкового суперсплава.
Состав Порошок Inconel 625
Inconel 625 представляет собой никель-хром-молибденовый сплав с добавками железа, ниобия и титана. Химический состав порошка Inconel 625 приведен ниже:
Элемент | Композиционный ряд |
---|---|
Никель (Ni) | 58.0 – 63.0% |
Хром (Cr) | 20.0 – 23.0% |
Молибден (Mo) | 8.0 – 10.0% |
Железо (Fe) | Максимум 5.0% |
Ниобий (Nb) + тантал (Ta) | 3.15 – 4.15% |
Титан (Ti) | Максимум 0,40% |
Углерод (C) | Максимум 0,10% |
Марганец (Mn) | Максимум 0,50% |
Кремний (Si) | Максимум 0,50% |
Алюминий (Al) | Максимум 0,40% |
Кобальт (Co) | Максимум 1,0% |
Сера (S) | Максимум 0,015% |
Фосфор (P) | Максимум 0,015% |
Бор (B) | Максимум 0,006% |
Высокое содержание никеля и хрома придает Inconel 625 превосходную стойкость к коррозии, окислению и другим химическим воздействиям. Молибден повышает прочность при высоких температурах. Ниобий обеспечивает упрочнение в твердом растворе и образует карбиды для закалки в осадке. Железо повышает прочность при высоких температурах. Титан и алюминий в сочетании с ниобием образуют упрочняющие преципитаты.
Точный контроль состава, характеристик порошка и параметров обработки позволяет порошку Inconel 625 обеспечивать стабильные, надежные высокоэффективные свойства и эксплуатационные характеристики.
Свойства порошка Inconel 625
Инконель 625 обладает превосходным сочетанием высокой прочности, хорошей обрабатываемости и исключительной коррозионной стойкости. Благодаря своим свойствам он может применяться в критических областях в экстремальных условиях.
Механические свойства
- Отличная прочность на разрыв в диапазоне 760 - 1380 МПа
- 0,2% Предел текучести от 450 до 1210 МПа
- Удлинение в пределах 30 - 55%
- Уменьшение площади до 75%
- Ударная прочность до 300 Дж при комнатной температуре
- Твердость 25 - 33 HRc
Физические свойства
- Диапазон плавления 1290 - 1350°C
- Плотность 8,44 г/см3
- Электрическое сопротивление 1,25 мкГн-см при 20°C
- Теплопроводность 9,8 Вт/м-К при 20°C
- Модуль упругости 205 ГПа
- Коэффициент теплового расширения 13 мкм/м-°C
Тепловые свойства
- Отличная высокотемпературная прочность до 1000°C
- Предел прочности при разрыве свыше 250 МПа при 800°C
- Непрерывная работа при температуре до 980°C
- Стойкость к окислению при периодической эксплуатации до 1150°C
Коррозионная стойкость
- Устойчивость к точечной и щелевой коррозии в окислительных, нейтральных и восстановительных средах
- Отличная устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением
- Высокая устойчивость к воздействию соляной, серной, уксусной и фосфорной кислот
- Устойчивость к щелочным растворам, органическим кислотам и галогенным солям
Усталостная прочность
- Отличная усталостная прочность и стойкость к образованию трещин
- Очень высокая цикличность до разрушения, особенно у выдержанных темперов
- Используется для динамических, циклически нагруженных компонентов
Криогенные свойства
- Сохраняет высокую пластичность и вязкость при криогенных температурах
- Впечатляющая прочность при температуре -196°C
- Подходит для хранения и транспортировки сжиженного газа
Магнитная проницаемость
- Проявляет низкую магнитную проницаемость
- Относительная проницаемость ≤1,002 до насыщения
- Используется для специальных применений, требующих немагнитного поведения
Другие характеристики
- Хорошие производственные характеристики - легко сваривается, формуется, обрабатывается
- Отличные характеристики отделки и полировки
- Низкое сечение поглощения нейтронов
- Немагнитность до точки Кюри -35°C
Области применения и способы использования порошка Inconel 625
Сочетание прочности, пластичности, усталостной прочности и исключительной коррозионной стойкости делает Inconel 625 пригодным для широкого спектра ответственных применений в экстремальных условиях.
Аэрокосмические приложения
- Выхлопные диффузоры и каналы для реактивных двигателей
- Компоненты реверсора тяги и внутренние воздуховоды
- Детали горячих секций турбинных двигателей, такие как уплотнения, корпуса, лопатки, диски
- Крепежные изделия, такие как болты, винты и гайки
- Секции воздуховодных систем летательных аппаратов
- Сварные конструкции и узлы
Химическая промышленность
- Трубки теплообменников для агрессивных химических веществ
- Клапаны, насосы, крепеж и трубопроводные системы
- Футеровка емкостей и резервуаров для химических реакций
- Компоненты автоклавов и сосудов под давлением
Морская техника
- Валы, гребные винты, крепеж для судовых двигателей и конструкций
- Трубопроводные системы, корпуса насосов, клапаны для опреснительных установок
- Компоненты, подверженные коррозии в морской воде, такие как трубы, трубопроводы, резервуары
Добыча нефти и газа
- Скважинные трубы, устьевые детали и крепеж
- Клапаны, насосы и трубопроводные системы для добычи и переработки нефти
- Подводное нефтепромысловое оборудование, такое как соединители, устьевые детали
Оборудование для борьбы с загрязнением окружающей среды
- Трубы скруббера, трубы, воздуховоды и компоненты выхлопных систем
- Термокожухи, крепеж и подвески для каталитических нейтрализаторов
- Компоненты для работы с горячими агрессивными газами
Пищевая промышленность
- Резервуары, клапаны, насосы, трубопроводная арматура и крепеж
- Теплообменники, испарители и стерилизационное оборудование
- Компоненты для работы с кислотами, щелочами и солями
Ядерные приложения
- Материал оболочки для ядерных тепловыделяющих элементов
- Разделительные решетки и пружины в ядерных тепловыделяющих сборках
- Внутренние устройства реактора и компоненты реактора-размножителя
Криогенные приложения
- Резервуары для хранения и транспортировки сжиженных газов
- Криогенные трубопроводы и компоненты трубопроводов
- Конструктивные элементы, подвергающиеся воздействию низких криогенных температур
Поставщики порошка Inconel 625
Порошок Inconel 625 широко производится и распространяется по всему миру. К числу надежных поставщиков, обладающих высококачественными материалами и обширным техническим опытом, относятся:
Поставщик | Описание |
---|---|
Sandvik | Ведущий поставщик металлических порошков для AM. Порошок Inconel 625, распыляемый газом в соответствии с ASTM F3056. |
Met3DP | Компания Metal3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в г. Циндао (Китай). |
Praxair | Производит металлические порошки высокой чистоты для аддитивного производства. |
AP&C | Специализируется на газовом распылении никелевых суперсплавов типа Inconel 625. |
H.C. Starck Solutions | Ассортимент порошков сплавов на основе кобальта, никеля и железа. |
Höganäs | Шведская компания, специализирующаяся на производстве металлических порошков для промышленности. |
Технология LPW | Британский поставщик металлических порошков и проволоки для AM. |
Решения SLM | Обеспечивает оптимизацию параметров и порошка для оборудования SLM. |
Уточнить у поставщиков размер, состав, метод производства (газовое распыление, плазменный процесс с вращающимися электродами или вакуумно-индукционная плавка) и требуемые сертификаты качества. Проведите полную прослеживаемость и проверку качества перед использованием.
Ценообразование на порошок Inconel 625
Цены на порошок Inconel 625 зависят от таких факторов, как количество, характеристики порошка, наценки поставщиков и географическое положение. Ориентировочные цены на порошки Inconel 625, распыляемые газом и предназначенные для лазерного или электронно-лучевого плавления:
Количество порошка | Диапазон цен |
---|---|
1 кг | $120 - $180 за кг |
10 кг | $100 - $160 за кг |
100 кг | $90 - $150 за кг |
1 000 кг | $80 - $140 за кг |
При крупных заказах порошка Inconel 625 в количестве более 1 000 кг ведущие производители обычно предоставляют скидки. Цены также зависят от дополнительных требований, таких как гранулометрический состав, текучесть, проверка качества и специальная упаковка.
Metal3DP предлагает высококачественный порошок Inconel 625 с минимальными объемами заказов и быстрыми сроками поставки. Мы предлагаем индивидуальные решения для научно-исследовательских институтов и компаний различных отраслей.
Порошок Inconel 625 компании Metal3DP изготавливается методом распыления в инертном газе, что позволяет добиться сферической морфологии и плотного распределения частиц по размерам. Наша собственная система просеивания обеспечивает соответствие порошка конкретным требованиям: размер частиц составляет 15-45 мкм для аддитивного производства или до 150 мкм для производства MIM-сырья.
Metal3DP может предложить небольшие пробные партии Inconel 625 от 1 кг до оптовых партий в 1000 кг. Наши складские запасы позволяют осуществлять быструю отгрузку в течение 3-5 дней после подтверждения заказа. Мы гордимся своим оперативным обслуживанием клиентов и технической помощью.
Для получения более подробной информации о наших предложениях по порошкам Inconel 625 или по индивидуальным требованиям, пожалуйста свяжитесь с нашим отделом продаж. Мы будем рады помочь в решении Ваших задач по производству порошка из никелевого сплава.
Как выбрать порошок Inconel 625?
При выборе порошка Inconel 625 для применения в AM-технологиях учитывайте следующие факторы:
- Химический состав - Убедитесь, что состав порошка соответствует установленным стандартам для Inconel 625, например ASTM F3056.
- Размер частиц - Выбор порошка зависит от технологии АМ и требуемого разрешения. В лазерных процессах используется разрешение 5 - 45 мкм. При использовании электронного луча - 45-150 мкм.
- Форма частиц - Сферическая морфология порошка обеспечивает хорошую текучесть и плотность упаковки.
- Распределение частиц по размерам - Плотное распределение обеспечивает высокую плотность упаковки и повторяемость характеристик.
- Текучесть - Измерьте расход с помощью расходомера Холла или тестера Freeman Technology.
- Кажущаяся плотность и плотность отвода - Более высокая плотность повышает производительность. Плотность ответвлений должна превышать 60% от теоретической максимальной плотности.
- Содержание оксидов на поверхности - Более низкое содержание кислорода приводит к повышению плотности. Стремитесь к содержанию кислорода менее 0,4%.
- Микроструктура - Порошок должен иметь мелкозернистую, однородную структуру без пористости и примесей.
- Сложность формы - Сферические порошки лучше работают при сложной геометрии, тонких стенках и решетчатых структурах.
- Сертификация качества - Подтверждение соответствия техническим условиям, например ASTM F3056. Изучите протоколы испытаний.
- Оптимизация процессов - Соотнести характеристики порошка с принтером, параметрами и требованиями.
- Техническая экспертиза - Выбирайте поставщиков с большим опытом применения и данными.
Тщательная оценка образцов порошка перед закупкой большого количества. Выполните тестовые сборки для настройки параметров и проверки производительности.
Как хранить порошок Inconel 625?
Порошок Inconel 625 требует правильного хранения и обращения для сохранения качества порошка и предотвращения его загрязнения:
- Хранить контейнеры в сухом прохладном месте, вдали от солнечного света и влаги.
- Идеальная температура хранения - ниже 25°C при относительной влажности 35-60%.
- Избегайте перепадов температуры, которые могут привести к конденсации влаги.
- При длительном хранении открытых контейнеров используйте продувку инертным газом.
- Во избежание окисления убедитесь, что контейнеры после отбора проб должным образом закрыты.
- Ограничить доступ к местам хранения порошка для предотвращения несанкционированного обращения с ним.
- Избегайте пластиковых контейнеров, которые могут взаимодействовать с порошками. Используйте оригинальную упаковку производителя.
- Предотвращение перекрестного загрязнения при хранении нескольких порошков в одном месте.
- Соблюдайте меры предосторожности - используйте перчатки, маски и минимизируйте количество пыли.
- Дополнительные указания по безопасности и хранению см. в руководстве производителя и SDS.
Правильное хранение максимально увеличивает срок годности, предотвращает разрушение порошка и обеспечивает стабильно высокое качество результатов.
Как проверить и испытать порошок Inconel 625?
Поступающие партии порошка должны быть тщательно проверены и испытаны на соответствие всем химическим, физическим и микроструктурным требованиям.
Как правило, проводятся следующие испытания качества:
Тест | Описание | Используемое оборудование |
---|---|---|
Химический анализ | Подтверждение элементного состава с помощью рентгенофазового, ICP-OES или LECO-анализа | Рентгенофлуоресцентный анализатор, оптико-эмиссионный спектрометр |
Распределение частиц по размерам | Измеряет диапазон размеров и распределение частиц порошка | Лазерный дифракционный анализатор размеров частиц |
Морфология порошка | Проверка формы и структуры поверхности частиц с помощью РЭМ | Сканирующий электронный микроскоп |
Расход | Определение текучести порошка через стандартизированную воронку | Расходомер Холла, порошковый реометр |
Кажущаяся плотность | Измеряет плотность фиксированной массы порошка | Испытание волюметром Скотта |
Плотность отвода | Оценка плотности упаковки при вибрации/простукивании | Прибор для измерения плотности ленты |
Анализ влажности | Количественная оценка поглощения влаги при хранении/транспортировке | Инфракрасные анализаторы влажности |
Кислород и азот | Содержание кислорода влияет на характеристики порошка | Анализатор плавления инертных газов |
Микроструктура | Внутренняя структура проверяется на наличие дефектов | Оптическая и электронная микроскопия |
Сохраняйте образцы из каждой партии для периодического повторного тестирования и сравнения после ввода порошка в эксплуатацию. Проанализируйте использованный порошок из реакторов, чтобы убедиться, что он не разрушился в процессе обработки.
Как обрабатывать порошок Inconel 625?
Порошок Inconel 625 может быть обработан методами лазерного наплавления порошка (LPBF), электронно-лучевого плавления (EBM) и направленного энергетического осаждения (DED) в аддитивном производстве. Ниже приведены некоторые рекомендации по параметрам обработки:
Лазерная наплавка порошкового слоя
- Использование порошков в диапазоне размеров 10-45 микрон
- Мощность лазера: 100-500 Вт
- Скорость сканирования: 300-1000 мм/с
- Расстояние между люками: 50-200 мкм
- Толщина слоя: 20-100 мкм
- Предварительный нагрев при 90-120°C для предотвращения остаточных напряжений
- Использование опорных конструкций для свесов и сложных геометрических форм
- Выполнение термообработки для снятия напряжения после печати
Электронно-лучевая плавка
- Рекомендуемый диапазон размеров порошка 45-150 мкм
- Мощность луча: 3-10 кВт
- Скорость луча: 1000-10 000 мм/с
- Фокусировка луча: 2-15 мА/0,1-0,5 мм в диаметре
- Толщина слоя: 50-200 мкм
- Предварительный нагрев при 650-950°C для предотвращения зарядки
- Минимизация использования опор; легкое удаление застрявшего порошка
- Горячее изостатическое прессование обеспечивает более высокую плотность
Направленное энергетическое осаждение
- Скорость подачи порошка: 3-15 г/мин
- Мощность лазера: 500-2000 Вт
- Скорость перемещения: 5-25 мм/с
- Газ-носитель порошка: Аргон со скоростью 10-25 сл/мин
- Многократное прохождение для наращивания высоты
- Межпроходная температура: 150-260°C
Плюсы и минусы порошка Inconel 625
Преимущества
- Отличная коррозионная стойкость в широком диапазоне агрессивных сред
- Сохраняет высокую прочность и вязкость как при криогенных, так и при повышенных температурах
- Выдающаяся усталостная и термоусталостная прочность
- Противостоит окислению и канцерогенному воздействию при высоких температурах
- Лучшая свариваемость по сравнению с другими никелевыми суперсплавами
- Более податливы к обработке, чем нержавеющие стали, - легко поддаются формовке и механической обработке
- Более низкая стоимость по сравнению с другими никелевыми и кобальтовыми сплавами
- Готовы к производству в различных формах, включая порошок
Ограничения
- Менее прочные, чем сверхпрочные сплавы на основе железа, кобальта или никеля, при экстремальных температурах
- Не рекомендуется использовать в условиях высоких напряжений выше 550°C
- Восприимчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением при температуре выше 260°C
- Более низкая твердость по сравнению с высокоуглеродистыми/борсодержащими сталями
- Не подходит для высоко восстановительных кислот, таких как фтористоводородная кислота
- Ограниченная высокотемпературная способность до 705°C по сравнению с суперсплавами
- Более высокая стоимость по сравнению с никель-хромовыми сплавами, такими как Hastelloy C276
- Порошок может быть дороже проволоки для направленного осаждения энергии
Сравнение Inconel 625 с другими никелевыми сплавами
- Более высокая прочность на растяжение и усталость, но более низкая прочность на разрыв
- Превосходная коррозионная стойкость в окислительных средах
- Повышенная технологичность - легче формовать и сваривать
- Повышенная стойкость к окислению при экстремальных температурах
- Более дешевые порошковые и проволочные формы
- Значительно лучшая технологичность и свариваемость
- Повышенная пластичность и вязкость
- Повышенная прочность в отожженном состоянии
- Превосходные свойства при растяжении и ударе при низких температурах
- Повышенная коррозионная стойкость в окислительных средах
Vs Monel 400 Powder
- Значительно более высокая прочность при любых температурах
- Значительно лучшая коррозионная стойкость
- Сохраняет прочность при длительном воздействии высоких температур
- Более устойчив к точечной и щелевой коррозии
- Повышенная твердость и износостойкость
Порошок Vs Incoloy 800
- Значительно более высокая прочность при высокотемпературном растяжении и разрыве
- Значительно более высокая коррозионная стойкость
- Не требует стабилизирующего лечения
- Повышенная стойкость к ползучести и микроструктурная стабильность
- Менее восприимчивы к сенсибилизации и межзерновому воздействию
Порошок Vs Iconel 600
- Значительно более высокая прочность при комнатных и повышенных температурах
- Значительно более высокая коррозионная стойкость во всех средах
- Превосходная стойкость к окислению при высоких температурах
- Устойчивость к точечной, щелевой коррозии и межкристаллитной коррозии
- Не требует отжига или стабилизирующей обработки
Часто задаваемые вопросы о порошке Inconel 625
Вопрос: Какие типы порошка Inconel 625 могут быть использованы для AM?
О: Порошок, распыляемый газом, со сферической морфологией частиц обеспечивает наилучшие характеристики для таких процессов AM, как DED, EBAM и LPBF.
Вопрос: Как влияет химический состав на свойства Inconel 625?
О: Никель обеспечивает коррозионную стойкость. Хром обеспечивает стойкость к окислению. Молибден обеспечивает высокотемпературную прочность и сопротивление ползучести. Железо улучшает обрабатываемость. Ниобий, титан и алюминий образуют упрочняющие осадки.
Вопрос: Какая термическая обработка применяется для Inconel 625?
О: Проводится отжиг раствора при 1065-1205°C, затем быстрое охлаждение на воздухе и выдержка при 760-870°C в течение 10-20 часов для осадкового упрочнения сплава.
Вопрос: Какова температура Кюри для Inconel 625?
Ответ: Температура Кюри у Inconel 625 составляет примерно -35°C. Ниже этой температуры он проявляет ферромагнитные свойства.
Вопрос: Какие процессы сварки можно использовать для соединения деталей из Inconel 625?
Ответ: Можно использовать сварку GTAW и GMAW. При этом очень важны правильный предварительный подогрев, контроль температуры в межпроходном пространстве и термическая обработка после сварки. Возможны также EB- и лазерная сварка.
Вопрос: Какая типичная шероховатость поверхности достигается при изготовлении деталей Inconel 625 AM?
О: При использовании таких процессов, как DED и LPBF, возможно достижение значений шероховатости поверхности Ra менее 25 мкм. Дополнительное финишное покрытие, например, обработка с ЧПУ, шлифование или электроэрозионная обработка, может еще больше улучшить качество поверхности.
Вопрос: Поддаются ли детали из Inconel 625 термообработке после аддитивного производства?
О: Да, для улучшения свойств в соответствии со спецификациями, например, AMS 5666, можно проводить снятие напряжений, полный отжиг в растворе и термическую обработку со старением.
Вопрос: Какие температуры порошкового слоя используются при LPBF из Inconel 625?
О: Предварительный нагрев порошкового слоя до 90-150°C перед лазерным облучением позволяет снизить остаточные напряжения в печатных деталях из Inconel 625.
Вопрос: Является ли Inconel 625 более прочным, чем нержавеющая сталь?
О: Да, инконель 625 имеет гораздо более высокий предел прочности и текучести по сравнению с нержавеющими сталями серии 300, а также гораздо более высокую коррозионную стойкость.
Заключение
Таким образом, Inconel 625 представляет собой исключительный никель-хром-молибденовый суперсплав, способный сохранять высокую прочность, вязкость и коррозионную стойкость при экстремальных температурах до 1000°С. Его сбалансированный состав обеспечивает отличную технологичность и свариваемость по сравнению с другими никелевыми сплавами.
В виде порошка Inconel 625 широко используется в аэрокосмической, химической, нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, пищевой и атомной промышленности, где критически важна стойкость к термической усталости, окислению и агрессивным химическим средам.
Аддитивное производство позволяет изготавливать сложные и высокоэффективные детали из сплава Inconel 625 с помощью лазерного, электронно-лучевого и направленного энергетического осаждения. Выбор оптимальных характеристик порошка, адаптация параметров процесса и последующая обработка позволяют производителям использовать преимущества этого сплава в критически важных областях применения.