Struttura metallografica in lega ad alta temperatura HastelloyX (GH3536).
La lega GH3536 è una lega ad alta temperatura a base di nichel con un alto contenuto di ferro che è principalmente una soluzione solida rinforzata con cromo e molibdeno.
Gli effetti di diversi processi di trattamento termico sulla microstruttura e sulle proprietà meccaniche della lega GH3536 formata mediante fusione laser selettiva sono stati analizzati utilizzando OM, SEM e test delle proprietà meccaniche. I risultati mostrano che all’aumentare della temperatura della soluzione solida, la dimensione del grano diventa più grande e la resistenza alla trazione aumenta gradualmente in condizioni di alta temperatura ma diminuisce in condizioni di temperatura ambiente.
caratteristica
Ha una buona resistenza all'ossidazione e alla corrosione, ha una durabilità medio-media e una resistenza allo scorrimento viscoso inferiore a 900 gradi e ha una buona formabilità nella lavorazione a freddo e caldo e prestazioni di saldatura. È adatto per la produzione di componenti di camere di combustione e altri componenti ad alta temperatura di motori aeronautici. Può essere utilizzato a lungo sotto i 900 gradi e la temperatura di lavoro a breve termine può raggiungere i 1080 gradi. Una lega che può sopportare determinate sollecitazioni a temperature elevate da 600 a 1200 gradi e ha la capacità di resistere all'ossidazione o alla corrosione.
Quando la temperatura della soluzione solida raggiunge i 1120 gradi, la resistenza alla trazione della barra di prova trasversale e della barra di prova longitudinale raggiungono rispettivamente 816 e 731 MPa a temperatura ambiente; in condizioni di temperatura elevata di 900 gradi, raggiungono rispettivamente 189 e 204 MPa. Dopo il trattamento di invecchiamento a 800 gradi, i carburi fini precipitano dalla struttura della matrice della lega, producendo un effetto di rafforzamento della seconda fase e migliorando la resistenza. Con l'aumentare del tempo di invecchiamento, i carburi diventano più densi, ma la dimensione del grano difficilmente cambia, il che si riflette nell'aumento della resistenza alla trazione a temperatura ambiente e dell'allungamento dopo la frattura.
Secondo gli elementi della matrice, può essere principalmente suddiviso in superleghe a base di ferro, superleghe a base di nichel e superleghe a base di cobalto. Secondo il processo di preparazione, può essere suddiviso in leghe deformate ad alta temperatura, leghe colate ad alta temperatura e leghe ad alta temperatura mediante metallurgia delle polveri. Secondo i metodi di rinforzo, ci sono il rafforzamento della soluzione solida, il rafforzamento della precipitazione, il rafforzamento della dispersione dell'ossido e il rafforzamento delle fibre (vedi rafforzamento dei metalli). Le leghe ad alta temperatura vengono utilizzate principalmente per produrre componenti ad alta temperatura come pale di turbine, palette di guida, dischi di turbine, dischi di compressori ad alta pressione e camere di combustione per turbine a gas aeronautiche, navali e industriali; vengono utilizzati anche per produrre veicoli aerospaziali, motori a razzo, reattori nucleari, apparecchiature petrolchimiche e dispositivi per la conversione del carbone e altri dispositivi di conversione dell'energia.
Quando il tempo di invecchiamento raggiunge le 20 ore, la resistenza alla trazione della barra di prova trasversale e della barra di prova longitudinale in condizioni di temperatura ambiente raggiunge rispettivamente 832 e 747 MPa; l'allungamento post-rottura della barra di prova trasversale e della barra di prova longitudinale in condizioni di temperatura elevata di 900 gradi raggiunge l'8,5% e il 21,5%. Infine, il processo di trattamento termico ottimale per la formatura con fusione laser selettiva della lega GH3536 è: soluzione solida (1120 gradi × 1 h) + invecchiamento (800 gradi × 20 h).
Composizione chimica GH3536
Carbonio C: inferiore o uguale a {{0}}.12 Cromo Cr: 21~25 Nichel Ni: 52,8~63,3 Alluminio AL: 1,8~1,7 Ferro Fe: resto Manganese Mn: inferiore o uguale a 1,57 Silicio Si: inferiore o uguale a 0,80 Fosforo P: inferiore o uguale a 0,036 Zolfo S: inferiore o uguale a 0,04
GH3536 è una superlega deformata rinforzata con soluzione solida a base di Ni-Cr-Fe, con il marchio internazionale Hastelloy-X. La lega ha un'eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione, nonché buone proprietà di saldatura e lavorabilità a freddo e caldo. Nell'industria aeronautica del mio paese, è stato utilizzato come componenti della camera di combustione dei motori aeronautici, strutture a nido d'ape, diffusori, ugelli di coda e altri componenti hot-end. Con lo sviluppo dei tempi, i prodotti aeronautici continuano a presentare nuovi requisiti funzionali e la struttura delle parti diventa gradualmente complessa.
Marchi simili
Visualizzazione del materiale GH3536
UNS NO6002 HastelloyX (USA), NC22FeD (Francia), NiCr22FeMo (Germania), Nimonic PE13 (Regno Unito)
I tradizionali metodi di produzione sottrattiva spesso presentano molte difficoltà durante la lavorazione di parti con strutture complesse. La tecnologia di produzione additiva risolve in una certa misura il problema della difficile lavorazione di componenti complessi grazie al suo metodo di produzione ad alto grado di libertà. La fusione laser selettiva è uno dei principali processi attualmente utilizzati per la produzione additiva dei metalli. Il processo del letto di polvere e il raggio microlaser ad alta energia lo rendono più vantaggioso rispetto ad altri processi nella formazione di strutture complesse, precisione delle parti, qualità della superficie, ecc. La produzione additiva laser presenta vantaggi unici per la produzione di leghe ad alta temperatura a base di nichel. Non solo può abbreviare i tempi di produzione e ridurre i costi di produzione, ma anche dare priorità alla progettazione funzionale.
GH3536 Struttura metallografica:
La struttura di questa lega allo stato di soluzione solida è una matrice di austenite, con una piccola quantità di carburi TiN e M6C.
Nel processo di produzione vero e proprio, i prodotti di fabbricazione additiva spesso richiedono una successiva lavorazione meccanica. Tuttavia, durante questo processo, si verificano spesso debolezza della lavorazione, incollaggio dell'utensile e scarsa finitura superficiale. Questi difetti sono legati al principio di formatura della produzione additiva. Per risolvere tali problemi, tali problemi possono essere risolti attraverso una serie di ottimizzazioni del processo di trattamento termico. Esistono già standard di trattamento termico corrispondenti per la lega GH3536 fusa. Tuttavia, poiché la fusione laser selettiva comporta un processo di cambiamento di fase complesso, è necessario esplorare il miglior piano di processo di trattamento termico basato sulla tecnologia di fusione laser selettiva.
