三维打印铬镍铁合金 625 是一种镍铬钼合金，可三维打印成高性能部件，用于要求苛刻的应用领域。本指南涵盖了有关用于增材制造的铬镍铁合金 625 的所有内容。
概述 使用铬镍铁合金 625 进行 3D 打印
铬镍铁合金 625 是一种超级合金：
- 高温下强度和硬度高
- 卓越的耐腐蚀性
- 良好的焊接性和加工性
- 抗氧化性和抗蠕变性
其主要特性使其适用于使用粉末进行复杂几何形状的三维打印：
- 可用于主要印刷工艺：DMLS、SLM、粘结剂喷射
- 能够打印悬臂和内部通道
- 良好的尺寸精度和表面光洁度
- 具有精细微观结构的高密度部件
- 性能相当于或超过铸造和锻造产品
- 与减法技术相比减少浪费
铬镍铁合金 625 集强度、延展性和耐腐蚀性于一身，可为各行各业提供轻质、高性能的印刷部件。
铬镍铁合金 625 的成分
铬镍铁合金 625 的典型成分：
- 镍 - 58%
- 铬 - 20-23%
- 钼 - 8-10%
- 铁 - 最大 5%
- 铌 - 3-4%
- 微量的 C、Si、P、S
铬、钼和铌等关键合金元素具有高温抗氧化性、超强硬度和沉淀强化作用。其成分可根据应用要求进行调整。
铬镍铁合金 625 的主要特性
铬镍铁合金 625 的特性：
- 密度 - 8.44 克/立方厘米
- 熔点 - 1300°C
- 拉伸强度 - 760-1380 兆帕
- 屈服强度 - 550 兆帕
- 伸长率 - 50%
- 弹性模量 - 200-217 GPa
- 导热系数 - 9.8 W/m-K
- 热膨胀系数 - 12.8 x 10-6 m/m°C
这种超级合金兼具高强度、延展性、耐腐蚀性以及在高温下的稳定特性，可用于要求苛刻的应用领域。
用于 3D 打印的铬镍铁合金 625 粉末
用于增材制造的铬镍铁合金 625 粉末的主要特性：
铬镍铁合金 625 粉末特性
- 颗粒形状 - 大部分为球形
- 颗粒大小 - 15-45 微米
- 表观密度 - 4 克/立方厘米
- 流动性 - 稍有粘性
- 纯度 - 镍 + 其他合金元素 > 99.5%
- 氧气含量 - <500 ppm
球形的形态和受控的粒度分布可使粉末在印刷过程中顺利铺展。高纯度可最大限度地减少缺陷。
三维打印铬镍铁合金 625 的方法
适合铬镍铁合金 625 的常用添加制造工艺包括
铬镍铁合金 625 的 3D 打印方法
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| DMLS | 使用激光熔化金属粉末 |
| SLM | 选择性激光熔化粉末 |
| 粘结剂喷射 | 用液体制剂粘合粉末 |
| 透镜 | 激光工程塑网 |
| EBM | 真空中的电子束熔化 |
DMLS 和 SLM 具有较高的精度和表面光洁度。粘合剂喷射更经济。EBM 和 LENS 可制造较大的近净成形部件。必须对每种工艺的参数进行优化。
3D 打印铬镍铁合金 625 零件的应用
使用添加式制造的铬镍铁合金 625 部件的行业：
3D 打印铬镍铁合金 625 的应用
| 行业 | 应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 涡轮叶片、燃烧器、喷嘴 |
| 石油和天然气 | 暴露在酸性气体中的阀门、井口部件 |
| 发电 | 热交换器管道、泵轴 |
| 汽车 | 涡轮增压器轮毂、排气部件 |
| 化学加工 | 耐腐蚀流体处理部件 |
其他用途包括隔热板、冲压模具、核反应堆、运动器材以及利用强度、延展性和生物相容性的生物医学植入物。
三维打印铬镍铁合金 625 的优势
使用 Inconel 625 进行增材制造的主要优势：
三维打印铬镍铁合金 625 的优势
- 生产复杂、优化几何形状的能力
- 与机加工相比，交货时间更短，成本更低
- 拓扑优化减轻了重量
- 与减法技术相比，浪费更少
- 材料性能优于铸造
- 无需昂贵的工具或模具
- 将子组件合并为单一部件
- 定制和快速原型
三维打印克服了传统制造工艺的局限性，可制造高性能的铬镍铁合金部件。
印刷铬镍铁合金 625 的局限性
3D 打印铬镍铁合金 625 所面临的挑战
- 铬镍铁合金 625 粉末成本高
- 印刷过程中需要使用惰性气体
- 拆除支撑结构的困难
- 可能需要进行后期处理以减轻应力
- 对印刷部件进行鉴定所需的测试
- 延展性低于锻造的铬镍铁合金 625
- 合格供应商数量有限
- 大型部件受限于打印机的构建体积
工艺改进和资格认证将扩大采用快速成型制造的 Inconel 625 部件，用于关键任务应用。
用于 3D 打印的铬镍铁合金 625 粉末供应商
AM 用铬镍铁合金 625 粉末的知名供应商包括
铬镍铁合金 625 粉末供应商
| 公司名称 | 地点 |
|---|---|
| 山特维克 | 德国 |
| 普莱克斯 | 美国 |
| 木匠添加剂 | 美国 |
| AP&C | 加拿大 |
| SLM 解决方案 | 德国 |
| LPW 技术 | 英国 |
这些公司使用惰性气体雾化技术生产铬镍铁合金 625 粉末，并严格控制粒度分布、形态、含氧量和其他质量属性。
铬镍铁合金 625 材料成本分析
铬镍铁合金 625 粉末的成本
| 数量 | 每公斤价格 |
|---|---|
| 1-10 公斤 | $100-150 |
| 10-50 公斤 | $80-120 |
| >大于 50 千克 | $50-100 |
成本高于不锈钢粉，但低于钛等活性合金。批量订购可享受折扣。零件成本还取决于产品几何形状和制造率。
铬镍铁合金 625 的比较分析
铬镍铁合金 625 与不锈钢和钴铬合金的比较
| 合金 | 铬镍铁合金 625 | 316L 不锈钢 | 钴铬合金 |
|---|---|---|---|
| 密度（克/立方厘米） | 8.4 | 8.0 | 8.3 |
| 拉伸强度（兆帕） | 1035 | 515 | 655 |
| 熔点（°C） | 1300 | 1370 | 1290 |
| 耐腐蚀性 | 优秀 | 良好 | 公平 |
| 费用 | 高 | 低 | 中度 |
| 可印刷性 | 公平 | 优秀 | 良好 |
铬镍铁合金 625 具有最佳的高温性能，但材料成本较高。不锈钢更容易打印，价格也较低。钴铬合金可兼顾牙科和医疗用途。
常见问题
问：3D 打印英科耐尔 625 的最佳颗粒尺寸是多少？
答：建议使用粒度范围为 15-45 微米的颗粒，其球形形态和紧密分布可在印刷过程中获得最佳流动性和高堆积密度。
问：哪种印刷工艺最适合铬镍铁合金 625？
答：使用高功率激光的 DMLS 和 SLM 可提供最佳的精度、密度和表面光洁度。粘合剂喷射的制造速度更快，但机械性能较低。
问：3D 打印后，Inconel 625 是否需要热处理？
答：是的，通常会进行固溶退火和时效热处理循环，以消除应力，达到最佳的延展性、强度和其他机械性能。
问：哪些行业使用 3D 打印的铬镍铁合金 625 最多？
答：航空航天是燃烧部件的最大采用者。石油和天然气、发电、汽车和化学加工领域也在使用 3D 打印的 Inconel 625。
问：是否可以 3D 打印功能分级的 Inconel 625 零件？
答：是的，体素控制方法可以通过精确的粉末混合和激光调制，在单个打印部件中连续改变成分和微结构。
问：铬镍铁合金 625 在增材制造后是否需要热等静压？
答：虽然 HIP 可以消除内部空隙并提高抗疲劳性，但最近的工艺改进使大多数应用都能在印刷过程中实现全密度。
问：印刷的铬镍铁合金 625 采用哪些表面处理工艺？
答：印刷部件通常要经过研磨、喷丸、打磨和抛光，以平滑表面并去除支撑物。也可采用热等静压工艺。
问：3D 打印 Inconel 625 的材料性能是否与锻造材料相当？
答：经过正确印制和加工的铬镍铁合金 625 在抗拉强度、延展性、断裂韧性和其他性能方面可以达到甚至超过传统加工的锻造合金。
问：Inconel 625 AM 零件在设计时需要考虑哪些因素？
答：精细的功能需要较厚的墙壁。设计时应避免悬挑，尽量减少支撑，并考虑热应力。模块可以合并成整体组件。