Inconel 625 ist eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung, die in anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt wird, die eine hohe Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit erfordern. Dieser Leitfaden behandelt Inconel 625-Pulver Arten, Zusammensetzung, Spezifikationen, Herstellungsverfahren, Lieferanten, Kosten, Vor- und Nachteile und Vergleiche zur Information der Käufer.
Inconel 625-Pulver Übersicht
Inconel 625-Metalllegierungspulver ermöglicht industrielle additive Fertigungs- und thermische Spritzbeschichtungsanwendungen, die extreme Temperatur-, Druck- und Chemikalienbeständigkeit erfordern. Wichtigste Eigenschaften:
- Ausgezeichnete Festigkeit bis zu 2100°F ohne Schmelzen
- Widersteht Korrosion in stark oxidierenden, schwefelhaltigen und chloridhaltigen Umgebungen
- Behält seine Flexibilität ohne Rissbildung bei längerer thermischer Ermüdung bei
- Der Nickelgehalt bestimmt die Mechanismen der Korrosionsbeständigkeit
- Pulverherstellungsmethoden erzeugen optimierte Partikel für AM oder thermisches Spritzen
Aufgrund ihrer Vielseitigkeit in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Chemie und Öl/Gas können Ingenieure die Zusammensetzung von Inconel 625, die Pulverspezifikationen, die Kompromisse zwischen den Anwendungsfällen und die Beschaffungsfaktoren verstehen, um diese Nickelsuperlegierung in der gesamten Industrie effektiv zu nutzen.
Zusammensetzung der Inconel 625-Pulver
Inconel 625-Legierungen enthalten eine Mischung aus Nickel, Chrom, Molybdän und geringen Mengen an Niob und Eisen:
| Element | Konzentrationsbereich | Rolle |
|---|---|---|
| Nickel | 58.0 – 63.0% | Korrosionsbeständigkeit in organischen und anorganischen Umgebungen |
| Chrom | 20.0 – 23.0% | Bildet eine schützende Chromoxidschicht, die bis zu 2100°F oxidationsbeständig ist |
| Molybdän | 8.0 – 10.0% | Mischkristallverfestiger. Verbessert die mechanischen Eigenschaften. |
| Niobium | 3.15 – 4.15% | Hartmetallformer zur Erhöhung der Hochtemperaturfestigkeit |
| Eisen | Restbetrag | Kostenersparnis, die die Duktilität und Oxidationsbeständigkeit gegenüber reinem Nickel verringern kann |
Tabelle 1. Chemische Zusammensetzungsbereiche und Elementfunktionalität in der Nickellegierung Inconel 625
Die ausgewogene Mischung widersteht korrosiven Umgebungen bis zu 1300°F. Unterschiedliche Elemente wie Aluminium, Titan oder Wolfram schaffen spezielle Derivate für gezielte Verbesserungen.
Merkmale und Eigenschaften von Inconel 625-Pulver
Physikalische Eigenschaften
- Dichte: 8,44 g/cm3
- Schmelzpunkt: 2.410°F
- Maximale Betriebstemperatur: 2100°F
Mechanische Eigenschaften
- Zugfestigkeit: 110 ksi
- Streckgrenze: 56 ksi
- Dehnung beim Bruch: 55%
- Härte: 25 HRC
Leistungseigenschaften
- Korrosionsbeständigkeit: Widersteht Lochfraß und Spaltkorrosion durch Säuren, Chloride, Sulfide und andere Aggressoren, insbesondere bei hohen Temperaturen
- Oxidationsbeständigkeit: Die Chromoxidschicht auf der Oberfläche bietet eine außergewöhnliche Oxidationsbeständigkeit bis zu 2100°F
Die Kombination aus hoher Festigkeit bei langanhaltender Hitze von 2100°F und unübertroffenem Korrosionsschutz vor Sulfidierung, Oxidation und Salzwasser macht diese Superlegierung unverzichtbar, wenn Alternativen schnell versagen.
Partikelgrößenspezifikationen für Inconel 625-Pulver
Inconel 625-Pulver wird je nach Verwendungszweck in verschiedenen Größenverteilungen hergestellt:
| Anmeldung | Größenbereich | Morphologie der Partikel |
|---|---|---|
| Additive Fertigung | 15-45 Mikrometer | Sphärisch |
| Thermische Spritzbeschichtung | -45 +10 μm 106 μm | Unregelmäßig eckig |
Tabelle 2. Größenbereiche und Formen von Pulver in Industriequalität, die für AM- und thermische Spritzverfahren erforderlich sind
Engere Verteilungen mit nahezu perfekter Sphärizität unterstützen die Fließfähigkeit in 3D-Laser-Pulverbettschmelzdruckern. Das thermische Spritzen kann breitere Verteilungen zulassen, die einige Satelliten akzeptieren, ohne die Integrität der Beschichtung zu beeinträchtigen.
Inconel 625-Pulver Herstellungsverfahren
Zu den wichtigsten Verfahren zur Herstellung von Inconel 625-Pulver gehören:
Gaszerstäubung - Hochreine Barren, die in inerter Atmosphäre geschmolzen werden, werden dann von Überschallgasstrahlen getroffen, die den geschmolzenen Strom in kugelförmige Tröpfchen umwandeln, die zu Pulver erstarren. Durch die schnelle Erstarrung entstehen feinere Kornstrukturen, die für die Verwendung in der additiven Fertigung geeignet sind. Die Chargenmethode hat jedoch Schwierigkeiten, die von der Großserienindustrie für das thermische Spritzen geforderten Mengen von über 100 Tonnen pro Jahr zu erreichen.
Verfahren mit rotierenden Elektroden - Bei dieser Methode der kontinuierlichen Drahtherstellung wird ein elektrisch geladener Draht einer entgegengesetzt geladenen Drehscheibe zugeführt, die geschmolzenes Material als Tröpfchen abwirft, die zu Pulver erstarren. Aufgrund der geringeren Reinheit und Oberflächenqualität eignet sich dieses Verfahren eher für das thermische Spritzen als für AM-Anwendungen. Der kontinuierliche Charakter ermöglicht eine sehr hohe Produktionsmenge für industrielle Beschichtungsanwendungen.
Plasma-Rotationselektroden-Verfahren - Durch Rotation und Zuführung eines Drahtes in ein Plasma, das heißer ist als herkömmliche REP-Verfahren, wird eine höhere Partikelreinheit und Oberflächenqualität erreicht. Die Energie des Plasmas schmilzt mehr einlaufenden Draht und ermöglicht so eine kontinuierliche Produktion, die für den Bedarf an thermischem Spritzen in mittleren Stückzahlen geeignet ist.
Die Anpassung der Produktionstechniken an die Qualitäts- und Mengenanforderungen der Endanwendung gewährleistet die Verfügbarkeit von Inconel 625-Rohstoffpulver zu einem angemessenen Preis, wenn es von den Fertigungssystemen verlangt wird.
Inconel 625 Pulver Industrie Spezifikationen
Regierungen, Berufsverbände und einzelne Unternehmen geben verschiedene Normen für Inconel 625 Materialien und Pulver heraus. Zu den gängigen Normen gehören:
| Standard | Beschreibung |
|---|---|
| AMS 5666 | Materialspezifikation für die Luft- und Raumfahrt, herausgegeben von SAE International |
| ASTM B446 | American Society for Testing and Materials Standard für Nickellegierungen |
| ASME SB-443 | Spezifikation für Kessel und Druckbehälter |
| AWS A5.14 | American Welding Society Spezifikation für Schweißelektroden aus Nickellegierungen |
| MIL-N-13161 | Geschmiedete Stangen und Platten aus Inconel 625 für militärische Zwecke |
| Praxair 1701 | Spezifikation des thermischen Spritzpulvers |
Tabelle 3. Verschiedene öffentliche Normen und Unternehmensspezifikationen für Inconel 625 Pulver Material und Qualitätsanforderungen
Überprüfung der Spezifikationen, um sicherzustellen, dass die chemischen und physikalischen Eigenschaften des Pulvers, die Partikelgrößenverteilung und die Qualitätsgrenzwerte den erwarteten Anforderungen und Möglichkeiten des Produktionsprozesses entsprechen.
Inconel 625-Pulver Anwendungen
Die Kombination von hoher Temperaturkorrosionsbeständigkeit und Anpassungsfähigkeit in der Fertigung ermöglicht den Einsatz von Inconel 625 in allen Branchen:
Additive Fertigung
- Luft- und Raumfahrt: Turbinenschaufeln, Laufräder und Verbrennungskomponenten
- Chemie: Korrosionsbeständige Pumpen, Ventile und Behälter
- Öl/Gas: Bohrlochkopf-Weihnachtsbäume und Bohrwerkzeuge sind der Sulfidierung ausgesetzt
Thermische Spritzbeschichtung
- Schusswaffenbolzen brauchen Härte und Auslösefähigkeit
- Druckwalzenoberflächen widerstehen Abrieb
- Hydraulische Stellantriebe in Flugzeugen sind problematischen Salzwassereinflüssen ausgesetzt
- Offshore-Steigleitungen und Reaktionsgefäße bekämpfen Korrosion durch Meerwasser
Anwendbar überall dort, wo die Festigkeit von rostfreiem Stahl benötigt wird, aber die Oxidations- und Chemikalienbeständigkeit weiter verbessert werden soll - insbesondere bei dynamischen Belastungen durch anhaltende Hitze.
Inconel 625-Pulver Hersteller und Lieferanten
Zu den weltweit führenden Anbietern von Inconel 625-Pulver gehören:
| Anbieter | Beschreibung |
|---|---|
| Sandvik Fischadler | Führender Hersteller von Nitinol und Nickelsuperlegierungen durch Zerstäubung. Bekannt für kugelförmige Pulver. |
| Tischlertechnik | Großer Hersteller von Speziallegierungsblöcken und -pulvern. |
| Höganäs | Bedeutender Erfinder und Hersteller von Metallpulvern durch Zerstäubung und HDH. |
| PyroGenesis Kanada | Spezialisiert auf hochreine plasmagestäubte Titan- und Nickelpulver |
| Tekna Fortgeschrittene Materialien | Superlegierungspulver für den Feinguss. |
Tabelle 4. Die wichtigsten kommerziellen Anbieter weltweit bieten verschiedene Optionen für Inconel 625-Pulver an
Achten Sie bei der Beschaffung darauf, dass die Hersteller die benötigten Kapazitäten, Qualitätszertifizierungen und speziellen Prozessfähigkeiten berücksichtigen.
Preise für Inconel 625-Pulver
Die Preise für Inconel 625 schwanken aufgrund der Konzentrationsempfindlichkeit mit den Rohstoffpreisen im Nickelindex. Aktuelle Preisdurchschnitte:
| Typ | Preis pro Kilogramm |
|---|---|
| Additive Fertigungsqualität | $50+ |
| Thermisches Spritzen | $30+ |
| Legierter Draht/Stab | $15+ |
Die Preisgestaltung hängt von den Investitionen in die Pulverherstellung und Qualifizierung ab. Der Vergleich mit den resultierenden mechanischen Eigenschaften und der Lebensdauer bestimmt den tatsächlichen Wert im Vergleich zu Alternativen wie Edelstahl 316L, die 60-70% weniger kosten.
Pro und Kontra von Inconel 625-Pulver
| Vorteile | Benachteiligungen |
|---|---|
| Widersteht Oxidation/Korrosion bis zu 2100°F | 4-10fache Kosten für austenitische/ferritische rostfreie Alternativen |
| Behält seine Duktilität auch nach längerer Hitzeeinwirkung bei | Erfordert heißes isostatisches Pressen zur Verfestigung von schlechter fließenden, zerstäubten Pulvern |
| Behandelt stark reduzierende Säuren | Geringere Zugfestigkeit als Alternativen aus Stahl |
| Flexibilität in der Pulverproduktion ermöglicht Nutzungswachstum | Empfindlich gegenüber der Kontrolle von Elementzugaben während der Produktion |
Tabelle 5. Bei der Bewertung der Verwendung von Inconel 625-Pulver zu berücksichtigende Kompromisse
Die Maximierung der Stärken bei gleichzeitiger Vermeidung von Überspezifizierungen gewährleistet einen kostengünstigen Einsatz nur dort, wo wirklich eine außergewöhnliche Temperaturkorrosionsbeständigkeit erforderlich ist.
Vergleich mit Edelstahl-Pulverwerkstoffen
Im Vergleich zu Alternativen wie 316/304 Edelstahlpulver hebt sich Inconel 625 ab:
| Parameter | Inconel 625 | 316/304 Edelstahl Pulver |
|---|---|---|
| Kosten | 4-10x höher | Niedrige Materialkosten pro lb/kg |
| Temperaturbeständigkeit | Widersteht Oxidation bis zu 2100°F | Verliert über 900°F schnell an Festigkeit |
| Chemische Beständigkeit | Praktisch unempfindlich gegen organische und oxidierende Säuren | Anfällig für Lochfraß durch Chloride und Säurekorrosion |
| Thermische Ermüdung | Ausgezeichnete Flexibilität ohne Rissbildung durch Zyklen | Entwickelt mikrofissurale abbauende Eigenschaften |
| Schweißtechnische Kompatibilität | Schwierige Aufgabe, Material ohne Rissbildung zu verschmelzen | Viel einfachere Schweißeigenschaften |
Tabelle 6. Vergleich der Eigenschaften von Pulver aus der Nickelsuperlegierung Inconel 625 mit denen von Alternativen aus Edelstahl
Inconel 625-Pulver stiehlt Anwendungen, bei denen die Festigkeit von rostfreiem Stahl in Verbindung mit thermischer/chemischer Beständigkeit erforderlich ist, da sich Alternativen sonst schnell abbauen.
FAQ
F: Muss Inconel 625-Pulver beim 3D-Druck heißisostatisch gepresst werden?
A: Ja, schlecht fließende, zerstäubte Partikel profitieren von HIP, um innere Porosität zu beseitigen und die Ermüdungsfestigkeit zu verbessern.
F: Welche Partikelgröße eignet sich am besten für die additive Fertigung im Laser-Pulverbett-Verfahren?
A: 15-45 Mikrometer sorgen für eine dichte Packung mit einer guten Bindung zwischen den Partikeln. Alles über 45μm führt zu Problemen in den Materialbetten des Additivsystems.
F: Ist Inconel 625 schweißbar?
A: Ja, aber die Anpassung der Kristallstruktur des Zusatzwerkstoffs und die Minimierung der Kohlenstoffaufnahme sind entscheidend, um Rissbildung nach dem Schweißen um die Wärmeeinflusszonen zu vermeiden.
F: Welche Branchen verwenden Inconel 625-Beschichtungen?
A: In der Luft- und Raumfahrt, bei Öl-/Gasventilen und -pumpen, in der chemischen Industrie und bei Papiermaschinenwalzen werden Korrosions- und Hitzebeständigkeit genutzt.
F: Behält recyceltes Inconel 625 seine ursprünglichen Eigenschaften bei?
A: Ja, Pulver kann problemlos als Spritzpulver wiederverwendet werden. Die Komponenten können in die spezifizierten chemischen und mikrostrukturellen Eigenschaften umgeschmolzen werden.
