GH3536 合金粉末

GH3536 合金粉末是一种镍基超级合金粉末,可用于以下用途 快速成型制造 GH3536 可用于要求在高温下具有高强度和耐腐蚀性的应用。作为一种先进的粉末冶金产品,GH3536 可以使用激光或电子束金属三维打印工艺制造复杂的几何形状。

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目录

GH3536 合金粉末专为增材制造而设计,采用了成分优化和粉末雾化技术,与传统的镍超合金相比具有更优异的性能。GH3536 合金粉末的主要特点包括

  • 在高达 760°C (1400°F) 的温度下仍具有高强度
  • 恶劣环境下的抗氧化和抗腐蚀性能
  • 出色的热疲劳寿命和抗裂纹生长性能
  • 印刷适性好,印刷部件孔隙率低
  • 可进行时效硬化,以优化强度和延展性

这些特性使 GH3536 适用于暴露在极端温度和应力下的航空航天、发电、油气和化学加工部件。无论是新部件的制造还是磨损部件的修复,都可以从使用这种先进粉末中获益。

 

GH3536 合金粉末

 

GH3536 合金粉末成分

GH3536 成分复杂,旨在提供最佳的性能平衡。标称成分如下:

要素 重量 %
镍 (Ni) 平衡
铬 (Cr) 13.5 – 16.0
钴(Co) 12.0 – 15.0
钨 (W) 5.0 – 7.0
钽 (Ta) 3.0 – 5.0
铝 (Al) 2.8 – 3.8
钛 (Ti) 0.5 – 1.5
铌 (Nb) 0.5 – 1.5
铪(Hf) 0.2 – 0.8
碳 (C) 0.05 – 0.15
硼 (B) 0.01 – 0.03
锆 (Zr) 0.01 – 0.05

镍构成了基体,而铬、钴和铝等元素则提高了抗氧化性。难熔元素钽、钨、铌和铪可提高高温下的强度。钛和铌通过形成碳化物来增强合金的强度。微量的碳、硼和锆可增强沉淀硬化。

粉末成分的设计可限制偏析,并在印刷过程中保持成分的均匀性,确保最终部件具有一致的性能。球形粉末形态还能改善流动性和堆积密度,从而获得良好的印刷适性。

GH3536 合金粉末特性

GH3536 由于其定制的成分和优化的生产工艺,在强度、延展性和耐环境性方面表现出了极佳的组合。主要特性概述如下:

机械性能

物业 原样印刷 年龄
拉伸强度 1050 - 1250 兆帕(152 - 181 千卡/平方英寸) 1275 - 1400 兆帕(185 - 203 千卡/平方英寸)
屈服强度(0.2% 偏移) 900 - 1100 兆帕(131 - 160 千卡/平方英寸) 1150 - 1300 兆帕(167 - 189 千卡/平方英寸)
伸长率 25 – 35% 16 – 22%
硬度 32 - 38 HRC 36 - 43 HRC

物理特性

物业 典型值
密度 8.3 克/立方厘米
熔点 1310°c (2390°f)

热性能

物业 温度
热膨胀系数 20-100°C 时为 12.8 x 10-6/°C
导热性 20°C 时为 11.4 W/m-K
比热 20°C 时为 0.43 焦耳/克-°C

抗氧化性

  • 在高达 ~980°C 的空气中抗氧化。形成保护性的 Cr2O3 氧化物鳞片。
  • 抗氧化性优于铬镍铁合金 718 和许多其他镍合金。

耐腐蚀性

  • 出色的耐热腐蚀和抗硫化性能。
  • 耐多种有机酸、氯化物和苛性碱。

其他属性

  • 在温度高达 760°C 的长时间暴露条件下仍能保持强度和延展性。
  • 出色的热疲劳寿命抗裂纹生长
  • 摩擦系数低,耐咬合。

GH3536 在老化状态下的强度超过了 Inconel 718 等传统镍超合金,同时还能保持较强的延展性。在高温条件下,该合金的强度高于许多不锈钢。抗氧化性接近于 Inconel 601 等镍铬合金。总之,GH3536 为关键应用提供了卓越的性能平衡。

GH3536 合金粉末的应用

GH3536 集强度、耐环境性、可印刷性和易于后期处理于一身,非常适合各种应用:

航空航天组件

  • 涡轮叶片、叶片、燃烧器
  • 结构部件、起落架
  • 火箭发动机喷嘴、推进器
  • 高超音速飞行器热结构

发电

  • 燃气轮机热段部件
  • 热交换器、换热器
  • 隔热罩、热电偶套管

石油和天然气

  • 井下工具、井口部件
  • 用于腐蚀性服务的阀门和泵

汽车

  • 涡轮增压器轮毂和外壳
  • 排气部件

化学加工

  • 阀门、泵、反应容器
  • 热交换器管道

工具

  • 保形冷却注塑模具
  • 压铸模具、热冲压工具

其他

  • 加热元件
  • 放射性废物容器
  • 特种紧固件和弹簧

GH3536 可以替代现有的低性能材料部件,从而提高耐用性和效率。这种粉末也非常适合用于制造传统制造工艺无法实现的新设计。新部件的生产和磨损部件的维修/翻新均可实现。

印刷 GH3536 合金粉末

使用激光粉末床熔融(L-PBF)和电子束粉末床熔融(E-PBF)工艺可以成功地打印出 GH3536 粉末。球形粉末形态具有良好的流动性和堆积性。主要考虑因素包括

印刷工艺

  • 适用激光和电子束粉末床技术。
  • 需要为新机器开发工艺参数。
  • 惰性气体室气氛(氩气或氮气)。

粉末规格

  • 粒度范围为 10-45 μm,典型粒度为 D50 ~25 μm。
  • 表观密度 2.5-3.5 克/立方厘米。
  • 流速 25-35 秒(霍尔流量计)。

印刷建议

  • 将底板预热至 ~150°C 可减少热应力。
  • 典型的扫描速度为 400-1000 毫米/秒。
  • 舱口间距 0.08-0.12 毫米,以获得良好的致密性。
  • 100% 可重复使用的新鲜粉末。

后期处理

  • 缓解压力:1080°C/2小时,风冷。
  • 陈酿:760°C/8-16 小时,风冷。
  • 热等静压可进一步降低孔隙率。

通过参数优化,密度可超过 99.8%。微观结构由细小、均匀的晶粒组成,适用于关键应用领域。

GH3536 粉末的规格

GH3536 合金粉末的标准尺寸分布和等级如下。也可根据客户要求生产。

粉末粒度分布
D10 10 μm
D50 25 μm
D90 45 μm
粉末班 额定流量 表观密度
一级 25 s 2.5 克/立方厘米
二级 28 s 2.8 克/立方厘米
三级 32 s 3.2 克/立方厘米

其他规格:

  • 1% 条件下的球形形态与卫星部分。
  • 氧气含量低于 100 ppm。
  • 不添加粘合剂或润滑剂。

每批粉末都有一份分析证书,详细说明成分、颗粒特征、流速和其他参数。

GH3536 的处理和储存

在处理和储存过程中保持粉末质量:

  • 将密封的粉末容器存放在阴凉干燥的环境中。建议使用干燥剂。
  • 避免粉末受潮,否则会导致结块和流动性问题。
  • 限制运输和储存过程中的温度偏差。
  • 只能在惰性气体手套箱或氩气室中打开容器。
  • 立即处理打开的容器,以限制氧化。不要重复使用暴露的粉末。
  • 使用适当的个人防护设备,避免吸入或接触皮肤和眼睛。

如果处理得当,GH3536 粉末自生产日期起保质期超过一年。建议采用先进先出法进行库存管理。

GH3536 的安全数据

作为一种含有镍和其他元素的合金粉末,在处理过程中应采取标准的安全预防措施:

  • 使用个人防护设备:合适的粉末呼吸器、手套、护目镜、防护服。
  • 处理过程中避免皮肤接触或吸入粉尘。
  • 正确接地所有粉末处理设备。建议使用惰性气体手套箱。
  • 在清理过程中使用集尘装置。避免产生空气粉尘。
  • 妥善处理多余的粉末和清理碎片。
  • 有关其他安全信息,请参阅 SDS 文件。

镍粉被列为可疑致癌物。请遵守有关安全处理金属粉末的所有法律法规。

检查 GH3536 粉末

为确保GH3536 粉末符合应用要求,可采用以下检查程序:

粒径分布

  • 激光衍射分析(ISO 13320)
  • 筛分分析(ASTM B214)

形态和微观结构

  • 扫描电子显微镜
  • 安装和抛光试样的光学显微镜观察

粉末成分

  • 电感耦合等离子体质谱仪(ASTM E1097)
  • O 和 N 的惰性气体融合(ASTM E1019)

粉末密度

  • 表观密度(霍尔流量计)
  • 丝锥密度(ASTM B527)

粉末流动性

  • 霍尔流量计(ASTM B213)
  • 革命性粉末分析仪

地块验收

  • 根据 ASTM B215 取样
  • 验证粉末是否符合尺寸、成分和形态规格

应对每批粉末进行测试,以验证是否符合适用的 ASTM 标准。这样才能确保印刷用粉末原料的质量始终如一。

常见问题

问:GH3536 与其他用于 AM 的镍超级合金相比有何优势?

答:GH3536 比 Inconel 718 等主要合金具有更高的强度,同时保持延展性。粉末成分和雾化工艺最大程度地减少了偏析和气孔。

问:GH3536 印刷后是否需要热等静压 (HIP)?

答:HIP 可以进一步降低内部孔隙率,但并不是实现高密度(>99.5%)和优化 AM 参数所必需的。HIP 可允许更高的使用温度。

问:印刷 GH3536 后需要进行哪些后期处理?

答:印刷后可进行简单的应力消除热处理。为获得最佳强度,建议进行老化热处理。

问:购买 GH3536 粉末的交货时间是多久?

答:小批量生产可在 2-4 周内发货。大批量生产需要 3-5 个月,具体取决于供货情况。

问:GH3536 是否含有铝或钛,会在印刷过程中产生问题?

答:铝和钛的浓度是平衡的,以避免粉末氧化或在印刷过程中与熔池发生过度反应。

问:印刷 GH3536 时建议采用哪种粒度分布?

答:D10 为 10 μm、D50 为 25 μm、D90 为 45 μm 的分布能很好地兼顾流动性和印刷性。

问:GH3536 能否用于印刷具有悬垂和复杂几何形状的零件?

答:是的,GH3536 对悬伸角度超过 45° 的零件具有出色的打印性能。

结论

GH3536 镍超合金粉末集高强度、耐温性、抗氧化性、可印刷性和后处理响应性于一身,适用于航空航天、发电、石油天然气、汽车和化学加工行业中要求苛刻的增材制造应用。量身定制的成分、优化的粉末特性以及热处理潜力,使其具有传统制造无法实现的可调特性,可用于新设计。通过适当的处理和打印程序,GH3536 可以制造出前所未有的复杂、高性能金属零件,同时兼具低重量和耐用性。

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