3D-Drucken von Inconel 625

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Inhaltsübersicht

3D-Drucken von Inconel 625 ist eine Nickel-Chrom-Molybdän-Legierung mit ausgezeichneter Hochtemperaturfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Dadurch eignet sie sich gut für den 3D-Druck komplexer Geometrien für anspruchsvolle Anwendungen. Dieser Leitfaden bietet einen Überblick über die Zusammensetzung, Eigenschaften, Parameter und Verwendungsmöglichkeiten von 3D-gedrucktem Inconel 625.

Einführung in den 3d-Druck von Inconel 625

Inconel 625 ist eine Hochleistungssuperlegierung, die häufig für die additive Fertigung in der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt, der Nuklearindustrie und der chemischen Industrie verwendet wird. Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören:

Tabelle 1: Übersicht über das 3D-gedruckte Material Inconel 625

EigenschaftenEinzelheiten
Nickel Content58-63%
Hohe FestigkeitZugfestigkeit 1.310 MPa
TemperaturbeständigkeitBis zu 1.400°F oder 760°C
KorrosionsbeständigkeitHochgradig beständig gegen Hitze, Säuren, Laugen
RissfestigkeitAusgezeichnete Ermüdungsfestigkeit und Zähigkeit
VerarbeitbarkeitLeicht schweißbar zum Verbinden
Häufige VerwendungszweckeLuft- und Raumfahrt, Schifffahrt, industrielle Anwendungen

Der 3D-Druck ermöglicht die Herstellung komplexer Teile aus Inconel 625, die mit herkömmlichen Methoden nicht zu erreichen sind. Lesen Sie weiter, um mehr über Zusammensetzung, Eigenschaften, Druckprozessparameter, Anwendungen und mehr zu erfahren.

3D-Drucken von Inconel 625
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Chemische Zusammensetzung von 3d-Druck Inconel 625

Die chemische Zusammensetzung der Inconel 625-Legierung umfasst Nickel, Chrom, Molybdän, Niob und Eisen:

Tabelle 2: Zusammensetzung der Inconel 625-Legierung

ElementGewicht %
Nickel (Ni)58.0 – 63.0 %
Chrom (Cr)20.0 – 23.0 %
Molybdän (Mo)8.0 – 10.0 %
Niobium (Nb)3.15 – 4.15 %
Eisen (Fe)Restbetrag
Kohlenstoff (C)≤ 0.10%
Manganese (Mn)≤ 0,50 Prozent
Silizium (Si)≤ 0,50 Prozent
Phosphor (P)≤ 0.015%.
Schwefel (S)≤ 0.015%.
Aluminium (Al)≤ 0,40 Prozent
Titan (Ti)≤ 0,40 Prozent
Kobalt (Co)≤ 1.0%

Diese sorgfältig optimierte Nickel-Chrom-Matrix bietet eine außergewöhnliche Kombination aus Hitze- und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitiger Duktilität, Ermüdungsfestigkeit und Schweißbarkeit.

Mechanische Eigenschaften von 3D-gedrucktem Inconel 625

Die mechanischen Eigenschaften von Inconel 625 machen es für anspruchsvolle Anwendungen geeignet:

Tabelle 3: Mechanische Eigenschaften von Inconel 625

EigentumWert
Dichte8,44 g/cm3
Schmelzpunkt2.300-2.460°F (1.260-1.350°C)
Zugfestigkeit125.000 – 240.000 psi
Streckgrenze (geglüht)110.000 psi min
Dehnungmindestens 30%
Young’s modulus29 x 10^6 psi
Poission’s Ratio0.29
Ermüdungsfestigkeit110 – 129 ksi
Bruchzähigkeit200 ksi√in
Härte~35 HRC

Die Kombination aus Festigkeit, Rissbeständigkeit, thermischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit ermöglicht es Inconel 625, extremen Umgebungen standzuhalten.

Die wichtigsten Vorteile von Inconel 625 für den 3D-Druck

3D-gedrucktes Inconel 625 bietet große Vorteile:

Tabelle 4: Vorteile von 3D-Drucken von Inconel 625 Teile

VorteileBeschreibung
Hohes Festigkeits-Gewichts-VerhältnisSo stark wie Stahl bei einem Bruchteil des Gewichts, das spart Kosten
Hält extremen Temperaturen standBehält seine mechanischen Eigenschaften von kryogenen Temperaturen bis zu 1.400°F bei
KorrosionsbeständigkeitAusgezeichnete chemische Beständigkeit gegen Säuren und Laugen bis zu 1.400°F
RissfestigkeitHohe Ermüdungsfestigkeit widersteht Bruchversagen
Thermische StabilitätNiedriger Wärmeausdehnungskoeffizient verhindert Verformung
LebensmittelechtZugelassen für lebensmittelverarbeitende Geräte ohne Auslaugung
Kundenspezifische LegierungenKann die Chemie an die Anforderungen der Anwendung anpassen
Komplexe GeometrienDrucken Sie komplizierte Formen, die mit der Fabrikation nicht zu erreichen sind.
Konsolidierte BaugruppenDrucken komplexer Baugruppen ohne Schweißen, was die Kosten senkt
Schnelle IterationEntwicklung, Prüfung und Anpassung von Teilen durch schnelle Prototypen

Diese Vorteile erweitern die Konstruktionsmöglichkeiten und ermöglichen leichtere, stärkere und langlebigere Bauteile.

Empfohlene 3D-Druckparameter für Inconel 625

Hier sind typische Prozessparameter für das Drucken von Inconel 625-Teilen auf Laser-Pulverbett-Schmelzanlagen und Systemen für die gerichtete Energieabscheidung aufgeführt:

Tabelle 5: Inconel 625 Standard-Parameter für den 3D-Druck

ParameterTypischer Wert
Schichtdicke20 – 100 Mikrometer
LaserleistungBis zu 500 W
Scan-Geschwindigkeit800 – 1200 mm/s
Durchmesser des Strahls50 – 200 Mikrometer
Größe des Pulvers15 – 45 Mikrometer
Ausrichtung drucken45°-Winkel
UnterstützungsstrukturenObligatorisch
GlühenWahlweise 2.100 – 2.300°F für 2 Stunden

Bei den Einstellungen muss ein Gleichgewicht zwischen Dichte und Eigenspannungen bestehen. Die Einhaltung bewährter Methoden wie ASTM F3056 minimiert Rissbildung und Verformungen. Betrachten wir als Nächstes die gängigen Anwendungen.

Anwendungen von 3D-gedruckten Inconel 625-Teilen

Zu den üblichen Verwendungszwecken von additiv hergestelltem Inconel 625 in verschiedenen Branchen gehören:

Tabelle 6: Inconel 625 3D-Druckanwendungen

IndustrieAnwendungenKomponenten
Luft- und RaumfahrtStrukturelle Halterungen, Motorkomponenten, HydrauliksystemeTurbinenschaufeln, Raketendüsen, Abgaskrümmer, Brennelemente
Öl und GasBohrlochwerkzeuge, Ventile, BohrlochkopfsystemeBohrer, Drahtwerkzeuge, Weihnachtsbäume
AutomobilindustrieTurbolader, AuspuffkomponentenKrümmer, Turbolader-Rotorgehäuse, Turbolaufräder
Chemische VerarbeitungWärmetauscher, Reaktionsgefäße, RohrverbindungenRohrspulen und -krümmer, Mischflügel, Prozessausrüstung
Lebensmittel und ArzneimittelMischer, Trockner, Heizgeräte, FörderanlagenLager, Wellen, Befestigungselemente, Verbinder
MarineAntriebskomponenten, EntsalzungssystemePumpen, Laufräder, Kupplungen, Ventile
StromerzeugungWärmetauscher, DampfsystemkomponentenKrümmer, Überhitzerrohre, Kondensatorrohre

Der 3D-Druck ermöglicht leichtere, festere und kundenspezifische Inconel 625-Teile, die komplexe Baugruppen in anspruchsvollen Anwendungen konsolidieren und den Einsatz in kritischen Systemen fördern.

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Materialoptionen für den 3D-Druck von Inconel 625

Beliebte Optionen für Inconel 625-Legierungen für die additive Fertigung sind:

Tabelle 7: Gemeinsame 3D-Drucken von Inconel 625 Materialformate

TypBeschreibungWichtige Eigenschaften
Inconel 625 StandardMeistverwendete Sorte für ZusatzstoffeZugfestigkeit 1050 MPa, Bruchfestigkeit 760 MPa bei 980°C
Inconel 625 UltraHöhere Dichte und Duktilität30% höhere Streck- und Zugfestigkeit
Inconel 718Hitzebeständige Luft- und RaumfahrtqualitätAusgezeichnete Festigkeit und Härte >540°C
Kundenspezifische 625er-LegierungenAnwendungsspezifische maßgeschneiderte ChemieErhöhte Emissivität, Leitfähigkeit, Magnetismus usw.

Spezialisierte Inconel-Pulver optimieren Form, Größe und Chemie der Partikel, um den Erfolg des 3D-Drucks zu steigern.

Inconel 625 3D-Druck Normen

Schlüsselstandards für die Qualifizierung von 3D-gedruckten Inconel 625 Teilen und Pulvern:

Tabelle 8: Inconel 625 Legierung 3D-Druck Normen

StandardBeschreibung
ASTM F3056Standardspezifikation für die additive Fertigung von Nickellegierungen
ASTM B946Standard für die Erkennung von Mängeln
AMS 2801Wärmebehandlung von Nickellegierungen
AMS 5662Anforderungen an das Laser-Pulverbett-Schmelzverfahren
ISO/ASTM 52900Allgemeine Grundsätze für Entwurf und Herstellung

Die Zertifizierung von gedruckten Inconel-Komponenten nach diesen Spezifikationen gewährleistet hohe Qualität und Zuverlässigkeit im Betrieb.

Lieferanten von Inconel 625 für den 3D-Druck

Zu den führenden Anbietern von Inconel 625-Metallpulvern gehören:

Tabelle 9: Inconel 625 Pulver Lieferanten

AnbieterBeschreibungPreisgestaltung
LPW-TechnologieBreites Legierungsspektrum, individuelle Partikeloptimierung$$$
Sandvik FischadlerStandard- und kundenspezifische Nickellegierungspulver$$$
ErasteelBreites Portfolio an Superlegierungswerkstoffen$$
AMG Superalloys UKSpezialisierung auf Nickellegierungen$-$$
TeknaFortgeschrittenes Plasmasphäroidisierungsverfahren$$$

Diese Spezialisten für Premium-Legierungen stimmen die Partikelgröße, die Form, die Chemie und die Defekte von Inconel 625 genau ab, um einen erfolgreichen Druck zu gewährleisten.

Vor- und Nachteile von 3D-gedrucktem Inconel 625

Tabelle 10: Vorteile und Grenzen des 3D-Drucks von Inconel 625

ProfisNachteile
Hält Temperaturschwankungen von 1800°F standTeurer als Stahl oder Aluminium
Fünfmal bruchfester als StahlErfordert Wärmebehandlung zum Abbau von Spannungen
Die Hälfte der Dichte von StahlAnfällig für Mikrorisse ohne Optimierung
Widersteht Heißkorrosion und LochfraßSchwer zu druckende Überhänge, die Stützen erfordern
Biokompatibel für Lebensmittel und medizinische ZweckeBegrenzte Anzahl von Großlieferanten und Druckereien
Drucken komplexer Geometrien zur Konsolidierung von BaugruppenNachbearbeitung kann eine Herausforderung sein

Bei solider Prozessführung überwiegen die enormen Leistungsvorteile von 3D-gedrucktem Inconel 625 die höheren Teilekosten.

FAQ

F: Was verursacht die Rissbildung beim Bedrucken von Inconel 625?

A: Hohe Kühlspannungen durch große Temperaturgradienten führen zu Rissbildung. Geeignete Stützstrukturen, optimierte Prozesseinstellungen, Wärmevor- und -nachbehandlung und maschinelle Entlastungen tragen dazu bei, die Rissbildung zu minimieren.

F: Ist für 3D-gedrucktes Inconel 625 eine Wärmebehandlung erforderlich?

A: Eine optionale Wärmebehandlung baut innere Spannungen ab und verbessert die mechanischen Eigenschaften und die Rissbeständigkeit. Ein Glühen bei 1900-2100°F für 1-3 Stunden ist typisch, je nach Querschnittsdicke.

F: Welche Oberflächenbeschaffenheit kann bei bedruckten Inconel 625-Teilen erwartet werden?

A: Die rohe Oberflächengüte reicht von 250-500 Mikron Ra, je nach Druckparametern. Durch zusätzliche Bearbeitung, Schleifen, Polieren oder Elektropolieren können die Anforderungen an die Oberflächengüte erhöht werden.

F: Kann man 3D-gedrucktes Inconel 625 schweißen?

A: Ja, Inconel 625 kann problemlos mit GTAW-, Elektronenstrahl- oder Laserschweißverfahren geschweißt werden, um 3D-gedruckte Baugruppen zu verbinden oder Komponenten zu modifizieren. Eine ordnungsgemäße Befestigung ist entscheidend, um Verformungen zu vermeiden.

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