铬镍铁合金粉末概述
铬镍铁合金粉末是指粉末冶金形式的镍铬基材料。 超合金 的商标。Inconel 粉末可用于增材制造、金属注射成型和其他粉末冶金应用。
铬镍铁合金粉末的一些主要特性包括
- 高温下强度和硬度高
- 卓越的耐腐蚀性和抗氧化性
- 良好的焊接性和机加工性能
- 蠕变断裂强度高
- 在低温条件下仍能保持强度和韧性
铬镍铁合金粉末有不同的合金牌号，如铬镍铁合金 625、718 和 939，其成分和特性各不相同。它们可用于制造航空航天、化学加工、石油和天然气、汽车和发电行业的应用部件。
主要产品形式为气体雾化球形粉末和团聚烧结粉末。规格包括粒度分布、流速、表观密度和成分。
铬镍铁合金粉末的类型
铬镍铁合金 625 粉末
铬镍铁合金 625 是一种镍铬钼合金，具有出色的耐腐蚀性和高强度特性。
典型成分（% 重量）
| 镍 | 铬 | 钼 | 铌 | 铁 | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|
| 58 分钟 | 20-23 | 8-10 | 3.15-4.15 | 5 最大值 | 1 最大值 |
主要特性
- 在高达 980°C 的高温下仍能保持拉伸和蠕变强度
- 在氯化物和其他腐蚀性环境中抗点蚀和缝隙腐蚀
- 抗氧化性高达 980°C
应用：
- 发动机罩、反推力装置等航空航天部件
- 轴、紧固件等船用部件
- 化学加工设备
- 石油和天然气开采与提炼
铬镍铁合金 718 粉末
Inconel 718 是一种沉淀硬化镍铬合金，在高达 700°C 的温度下具有出色的拉伸、疲劳和蠕变性能。
典型成分（% 重量）：
| 镍 | 铬 | 铁 | 铌 | 钼 | 钛 | 铝质 | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 50-55 | 17-21 | 巴尔 | 4.75-5.5 | 2.8-3.3 | 0.65-1.15 | 0.2-0.8 | 1 最大值 |
主要特性
- 在高达 700°C 的温度下仍能保持强度
- 卓越的耐腐蚀性
- 良好的焊接性
- 高疲劳强度和韧性
应用：
- 涡轮盘、垫片、轴等航空航天部件
- 火箭发动机外壳、框架、紧固件
- 核反应堆
- 低温储罐
铬镍铁合金 939 粉末
Inconel 939 是一种可沉淀硬化的镍基超级合金，设计用于提高高温蠕变断裂强度。
典型成分（% 重量）：
| 镍 | 钴 | 铬 | 钨 | 钛 | 铝质 | 其他 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 巴尔 | 19-23 | 14.7-17 | 3.8-4.9 | 0.9-1.5 | 1.3-1.7 | 1.5 最大值 |
主要特性
- 蠕变强度极高，可达 1095°C
- 连续工作温度达 980°C 时的抗氧化性
- 热气中的耐腐蚀性
- 在高温下仍能保持拉伸强度
应用：
- 燃气轮机部件，如燃烧器罐、过渡装置
- 蒸汽轮机螺栓、套管
- 热处理设备
- 飞机发动机部件
铬镍铁合金粉末的特性
物理特性
| 物业 | 说明 |
|---|---|
| 密度 | 范围为 8.1-8.4 g/cc |
| 熔点 | 1315-1370°C |
| 导热性 | 24°C 时为 11-12.4 W/mK |
| 热膨胀 | 12.5-13.5 x 10-6/°C，20-100°C 时 |
| 比热 | 20°C 时为 0.435 焦耳/克/°C |
| 电阻率 | 20°C 时为 1.24-1.4 μΩ.m |
机械性能
| 物业 | 说明 |
|---|---|
| 拉伸强度 | 760-1275 兆帕 |
| 屈服强度 | 550-1100 兆帕 |
| 伸长率 | 15-35% |
| 硬度 | 25-50 HRC |
| 弹性模量 | 205-210 GPa |
| 泊松比 | 0.29-0.31 |
| 疲劳强度 | 310-690 兆帕 |
化学特性
- 在各种酸、碱和海水中均具有出色的耐腐蚀性能
- 良好的抗氧化性和抗渗碳性，最高温度可达 1095°C
- 耐硫酸、磷酸和有机酸
铬镍铁合金粉末的应用和用途
| 行业 | 组件 |
|---|---|
| 航空航天 | 发动机部件、机身部件、紧固件、衬套 |
| 石油和天然气 | 井下油管、阀门、井口部件、泵 |
| 化学 | 反应堆容器、热交换器、冷凝器、管道 |
| 汽车 | 阀门、排气部件、涡轮增压器部件 |
| 电源 | 燃气轮机部件、煤/灰处理部件 |
| 医疗 | 外科植入物、假肢 |
铬镍铁合金粉的规格
尺寸分布
| 网布 | 千分尺 |
|---|---|
| -140 | 低于 106 |
| -100 | 150-106 |
| -325 | 低于 45 |
| -500 | 低于 32 |
表观密度
- 典型范围为 2.5-4.5 g/cc
流量
- 测量粉末流动的自由度
- 以秒/50 克为单位
- 25-35 秒/50 克为自由流动值
组成
- 符合 AMS 合金等级规范
- 分析包括镍、铬、铁、铌、钼、钛、铝
污染
- 氧含量低于 0.1%
- 硫、硒、铅含量低
供应商和定价
| 供应商 | 可提供的年级 | 平均价格范围 |
|---|---|---|
| 山特维克 | 625, 718, 939 | $50-$150/kg |
| Met3dp | 第 625 号、第 718 号、第 939 号、第 738 号决议 | $75-$200/kg |
| 木匠粉末 | 625, 718, 939 | $60-$180/kg |
| 霍加纳斯 | 625, 718 | $70-$250/kg |
- 价格因合金等级、质量、批量大小而异
- 大规模生产的规模经济
- 热等静压、脱气等额外加工会增加成本
如何选择铬镍铁合金粉末
需要考虑的因素
合金等级
- 将合金与工作温度和所需性能相匹配
- 625 为耐腐蚀性，718 为 700°C 强度，939 为 1095°C 蠕变强度
粉末大小
- 粉末更细，分辨率和表面光洁度更高
- 粉末更大，沉积率更高
生产方法
- 气体雾化、等离子旋转电极工艺（PREP）或其他
质量标准
- 化学分析、颗粒形状、污染程度
- 通过 ISO 9001 或 AS9100 认证
批量大小和交货时间
- 大批量时的价格优惠
- 提前计划定制订单
应用方法
- 选择与特定 AM 或 MIM 工艺兼容的粉末
后期处理
- 额外的热处理、HIP 可能会改变特性
建议
- 对于增材制造，粉末小于 45 微米
- 对于 MIM，采用较大的粒度分布
- 在大量购买之前，先获得样品并进行试印
- 与粉末供应商密切合作，使产品符合部件要求
- 小心控制处理和储存，避免粉末受到污染或发生变化
铬镍铁合金粉的优缺点
优势
- 高温下强度高
- 卓越的耐腐蚀性和抗氧化性
- 良好的焊接性和机加工性能
- 在低温条件下保持韧性
- 可用 AM 技术制造复杂的几何形状
- 粉末冶金加工可产生一致的精细微观结构
缺点
- 比钢和铝合金昂贵
- 工作和处理过程充满挑战
- 容易因热应力而开裂
- 如果没有特殊技术，很难铸造
- 优质粉末供应商数量有限
常见问题
铬镍铁合金粉末有什么用途？
铬镍铁合金粉末可用于利用增材制造或金属注射成型技术制造具有优异高温机械性能和耐腐蚀性能的部件。通常应用于航空航天、化学加工、发电、石油和天然气以及汽车行业。
铬镍铁合金 625、718 和 939 粉末之间有什么区别？
主要区别在于成分的不同，从而导致温度能力的不同：
- 铬镍铁合金 625 具有出色的耐腐蚀性，温度可达 980°C
- 铬镍铁合金 718 的最高强度可达 700°C
- Inconel 939 可在高达 1095°C 的极端温度下保持蠕变强度
哪种粒度最适合 AM？
在使用铬镍铁合金粉末进行粉末床熔融快速成型制造时，建议采用 15-45 微米的粒度范围。15 微米以下的较细颗粒会对流动和铺展造成挑战。45 微米以上的颗粒可能会降低分辨率和表面光洁度。
铬镍铁合金粉末是否需要特殊储存或处理？
是的，铬镍铁合金粉末容易氧化和吸湿，这会改变其性能和流动特性。它们需要存放在有惰性气体或真空的密封容器中。处理技术应尽量减少与空气的接触。
使用铬镍铁合金进行 AM 后需要进行哪些后处理？
使用铬镍铁合金粉末进行增材制造后，通常需要进行热等静压（HIP）、热处理和机加工等后处理。这些工艺有助于改善微观结构和材料性能，以满足应用要求。
铬镍铁合金粉末在 AM 之后是否可以重复使用？
是的，铬镍铁合金粉末可以在增材制造后回收并重复使用。但是，为了保持稳定的质量，重复使用的粉末需要与新鲜的原始粉末混合，混合比例为 30% 重复使用或更低。