Никелевый сплав X750 порошок

Обработка и производство

Порошок никелевого сплава X750 может быть переработан в готовые компоненты различными методами:

Литье

• Обычно используется литье по выплавляемым моделям. Керамические формы позволяют производить заливку при температуре 2600-2800°F (1427-1538°C). Получаются высокопрочные отливки.
• Литье в песчаные формы также возможно, но для получения прочности требуется дополнительная подача жидкого металла. Могут потребоваться специальные песчаные связующие.
• Литье в оболочковые формы дает продукцию, сравнимую с литьем по выплавляемым моделям. Возможно изготовление тонких валков.
• Непрерывное литье в графитовые формы широко используется для получения заготовок для дальнейшей обработки.

Таблица 11: Технические характеристики литья

Типичные дефекты литья, такие как горячие разрывы, микропористость и сегрегация, могут иметь место, но их можно свести к минимуму с помощью правильного литья/ризеринга, конструкции формы и методов заливки/вытряхивания.

Обработка деформации

Горячая обработка производится в диапазоне 2150-2300°F (1177-1260°C) с последующим воздушным охлаждением. Теплая обработка производится при температуре ниже 1900°F (1038°C). При холодной обработке может потребоваться промежуточный отжиг.

К распространенным методам относятся:

• Ковка: Процесс закрытой штамповки обеспечивает наилучшие свойства
• Прокатка: Выполняется как плоская, так и фигурная прокатка. Минимальное уменьшение толщины 30%
• Экструзия: Превосходные свойства достигаются в секциях диаметром до 8 дюймов
• Рисование: Тяжелая проволока/брус может быть подвергнута волочению. Может потребоваться промежуточное смягчение.

Таблица 12: Основные характеристики

Процессы соединения

Все стандартные методы могут эффективно соединять детали X750. Для достижения оптимальных свойств предпочтительно использовать соответствующие сплавы.

Сварка: Наиболее широко применяются газовая дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) и газовая дуговая сварка металлическим электродом (GMAW). Также иногда применяется сварка сопротивлением и лазерным лучом. Используются присадочные прутки соответствующего состава. Соединения демонстрируют отличную прочность. Правильная предварительная и послесварочная термическая обработка необходима для предотвращения растрескивания.

Пайка: Вакуумная пайка обеспечивает наилучшее сочетание прочности и термостойкости. Используются различные серебряные паяльные сплавы, пайка производится при температуре 1900-2000°F (1038-1093°C). Очень важно контролировать зазоры, флюсы и атмосферу.

Таблица 13: Рекомендации по присоединению

Постобработка

Для достижения оптимальных свойств используются термическая обработка и закалка:

Лечение раствором - Выполняется при температуре 2100-2300°F (1149-1260°C) с последующей закалкой на воздухе или в воде. Позволяет проводить последующую возрастную закалку.

Возрастное закаливание - Выдержка при температуре 1325-1425°F (± 25°F) в течение 10-50 часов с последующим охлаждением на воздухе. Достигается закалка осадком для достижения максимального уровня прочности.

Дополнительная стабилизирующая обработка проводится при температуре 850-1200°F в течение 1-16 часов для стабилизации против будущих изменений свойств.

Таблица 14: Технические характеристики постобработки

Производство порошка

Порошок никелевого сплава X750 производится методом газового распыления и распыления воды. Распределение частиц по размерам строго контролируется с помощью специализированных форсунок и калиброванного просеивания. Для предотвращения загрязнения используется инертный газ высокой чистоты.

Таблица 15: Методы производства порошка

Порошки, распыляемые как газом, так и водой, имеют сферическую морфологию частиц, идеально подходящую для аддитивного производства, литья металлов под давлением и других применений порошковой металлургии.

Проектные данные

Ниже приведены основные параметры конструкторских данных для никелевого сплава X750 для справки при проектировании и конструировании компонентов:

Таблица 16: Параметры расчетных данных для никелевого сплава X750

Условия нагрузки на конструкцию

Для инженерных расчетов конструкций при экстремальных температурах используйте:

• Предел текучести при растяжении: 140-190 кси
• Предел текучести при сжатии: 170-220 кси
• Модульное соотношение, E (сплав X750)/E (сталь): 1.0

При комнатной температуре до 500°F - ожидается умеренная скорость коррозии менее 0,002 дюйма/год.

До 1900°F - превосходная устойчивость к горячей коррозии и окислению. Используйте параболическую константу скорости kp = 3,4 x 10-8 мг2/см4/с.

Сопротивление ползучести и усталости

Сплав X750 демонстрирует превосходное сопротивление ползучести. Прочность на разрыв выше 80 ksi в течение 100 000 часов при температуре 1300°F (980°C).

Для условий циклической усталости используйте:

• Усталостная прочность на выносливость (106 циклов) 95-100 ksi
• Коэффициент уменьшения 1,0 для обработанной поверхности, а не как на заводе

Окружающая среда оказывает незначительное влияние на усталостную прочность. Используйте коэффициент снижения усталости = 0,95 для воздушной среды.

Обработка никелевого сплава X750

Никелевый сплав X750 обладает отличной обрабатываемостью в отожженном состоянии и может быть обработан с использованием большинства стандартных методов и инструментов.

Для эффективной борьбы со стружкой рекомендуется использовать стружкоотделители. Жесткие установки необходимы для минимизации вибрации. Режущие инструменты с положительной граблиной и острыми режущими кромками обеспечивают наибольший срок службы инструмента.

Низкая теплопроводность приводит к концентрации тепла, поэтому необходимо использовать большое количество охлаждающей жидкости.

Таблица 17: Методы обработки

Обработка и производство

Порошок никелевого сплава X750 может быть переработан в детали различными методами:

Аддитивное производство

Аддитивное производство (AM), также известное как 3D-печать, использует порошок никелевого сплава в качестве исходного сырья для создания компонентов слой за слоем. Некоторые технологии AM, подходящие для X750, включают:

Прямое лазерное спекание металлов (DMLS)

• Порошок избирательно расплавляется лазером высокой мощности
• Производство полностью плотных деталей с тонкой микроструктурой
• Отличная точность размеров и качество обработки поверхности
• Возможны сложные геометрические формы

Электронно-лучевое плавление (ЭЛП)

• Порошок расплавляется электронным лучом в вакууме
• Достигает почти полной плотности с хорошей прочностью
• Более низкая шероховатость поверхности по сравнению с лазерными процессами
• Быстрая скорость изготовления благодаря высокой мощности луча

Струйная обработка вяжущего

• Жидкий связующий агент, избирательно наносимый для соединения частиц порошка
• Экономичный процесс с высокой производительностью
• Требуется последующая обработка, такая как спекание и инфильтрация
• Возможность изготовления крупных деталей с хорошей геометрической свободой

Холодный спрей

• Частицы порошка, разогнанные до сверхзвуковых скоростей и ударяющиеся о подложку
• Кинетическая энергия связывает частицы с поверхностью
• Толстые покрытия и свободные формы могут быть созданы
• Минимальный нагрев сохраняет свойства основного материала

Таблица 11: Процессы аддитивного производства для никелевого сплава X750

Такие параметры, как мощность лазера, размер луча, расстояние между люками и стратегия сканирования, могут быть оптимизированы для контроля плотности деталей, качества поверхности, микроструктуры и механических характеристик.

Для дальнейшего повышения плотности и улучшения свойств материала после обработки могут применяться такие виды термообработки, как горячее изостатическое прессование (HIP) и старение.

Литье

Сплав X750 также может быть индукционно расплавлен и отлит в слитки, заготовки и прутки с помощью таких процессов, как:

• Вакуумно-индукционная плавка
• Электрошлаковый переплав
• Литье по выплавляемым моделям

Литые изделия служат сырьем для последующих операций деформации, таких как ковка, прокатка и экструзия. Кроме того, они могут быть непосредственно обработаны для получения деталей чистой формы.

Обработка деформации

К литому сырью из никелевых сплавов можно применять различные методы деформации:

Ковка

• Прессование или забивание литых слитков между штампами
• Повышение прочности за счет текучести зерна и упрочнения.
• Можно достичь близких к сетке форм

Прокат

• Сжатие и уменьшение толщины между валками
• Производство листов, полос и пластин
• Контролирует структуру зерна и улучшает свойства

Экструзия

• Форсирование через отверстие в штампе
• Формирует длинные секции с фиксированным поперечным сечением
• Плотный продукт с однородными мелкими зернами

Рисование

• Протягивание через фильеру с помощью растягивающей силы
• Уменьшение сечения прутков, труб или проволоки
• Повышенная прочность и твердость

В процессе обработки сплав периодически отжигают, чтобы восстановить пластичность и избежать растрескивания. Затем следует окончательная термическая обработка и старение для достижения желаемых характеристик.

Вопросы и ответы

Вопрос: Что такое никелевый сплав X750?

О: X750 - это никель-хромовый сплав, упрочняемый осаждением, обладающий превосходной прочностью при температуре до 1300°F (700°C), отличной стойкостью к коррозии и окислению, а также хорошими характеристиками при изготовлении.

В: Каковы типичные области применения X750?

О: Компоненты газовых турбин, детали турбокомпрессоров, элементы ядерного топлива, оборудование для химической обработки, емкости для пищевой промышленности - везде, где требуется способность работать при высоких температурах в жестких условиях.

Вопрос: Сваривается ли никелевый сплав X750?

Ответ: Да, Х750 обладает хорошей свариваемостью для высокопрочного сплава с осадкой. Дуговая сварка вольфрамовым электродом и дуговая сварка металлическим электродом в газовой среде позволяют получить прочные сварные швы. После сварки часто применяется термическая обработка для снятия напряжений.

узнать больше о процессах 3D-печати