ハステロイ粉末

ハステロイ粉末 は、Haynes International, Inc.の登録商標名で、耐腐食性ニッケル基超合金のファミリーを指す。ハステロイ粉末は、様々なハステロイ合金から作られる微細な金属粒子で、主に高強度、耐熱性、耐食性が必要とされる積層造形や溶接用途に使用されます。

ハステロイ粉末の概要

ハステロイ粉末は、幅広い高温範囲にわたって、卓越した構造安定性と耐熱クリープ変形性を提供します。ハステロイが積層造形に適している主な特性は以下の通りです：

• 極端な熱に長時間さらされても高い強度を維持
• 特に酸化や様々な酸に対して優れた耐食性
• 優れた加工特性により、オーバーハングのある複雑なデザインも可能
• 高温および極低温での運転時の寸法安定性
• 良好な流動性と充填密度を兼ね備えた容易な印刷性

ハステロイには、特定の条件に最適化されたいくつかの合金バリエーションがあります。AMに使用される最も一般的なハステロイ粉末は、ニッケル基合金のハステロイX、ハステロイC276、ハステロイC22です。

ハステロイ粉末の種類

ハステロイ粉末組成物

合金	ニッケル(%)	クロム(%)	鉄(%)	モリブデン(%)	その他の主要要素
Hastelloy X	47.5分	21.5 – 23.5	18.最大5	9 – 10	コバルト、タングステン
ハステロイ C276	バランス	14.5 – 16.5	4 – 7	15.5 – 17	モリブデン、タングステン
ハステロイ C22	バランス	20 – 22.5	2.最大5	12.5 – 14.5	クロム、タングステン

ソースヘインズ・インターナショナル・スペックシート

正確な組成は、溶接性、加工性、耐環境亀裂性などの特性を特定の使用条件に合わせてバランスさせるために制御される。

人気の主な特徴 ハステロイ粉末

合金	主要物件	一般的なアプリケーション
Hastelloy X	高温強度、耐酸化性、耐熱疲労性、耐クリープ性に優れる。燃焼ライナー、スプレーノズル、サーモウェルなどに使用される。	航空機エンジン、工業炉、原子力発電所、化学処理装置。
ハステロイ C276	耐食性に優れ、特に酸化性酸中でも孔食や隙間腐食に強い。バルブ、ポンプ、配管に使用。	化学処理、公害防止、パルプ、製紙。
ハステロイ C22	酸化性、還元性両方の環境において極めて高い耐食性を示します。凝縮器、熱交換器、配管に使用。	化学処理、排煙脱硫、廃棄物処理。

ハステロイ粉末仕様

ハステロイ粉末は、信頼性と再現性の高い印刷結果を得るために、厳密な粒度分布と純度基準を満たす必要があります。

ハステロイ粉末の粒度分布

メッシュサイズ	粒子径範囲
140x – 325	38 – 105 ミクロン
230x – 400	32 – 63 ミクロン
270x – 500	20 – 53 ミクロン

25～45ミクロンの狭い粒度分布は、一般的なレーザー／電子ビームAMシステムに最も適している。

ハステロイ粉末の純度規格

不純物元素	許容限度
酸素 (O2)	0.最大06
窒素（N2）	0.最大10
カーボン（C）	0.最大08

酸素と窒素のレベルが高いと、印刷中に気孔の問題が発生する可能性があります。制限を設けることで、緻密で高品質な金属部品を確保することができます。

ハステロイ粉末グレード

グレード	説明
グレードA	すべてのサイズ、化学的性質、ロットの一貫性要件に適合。ほとんどのAM用途に使用。
グレードB	グレードAよりも厳しいサイズ管理と純度基準。より重要な用途向け。
グレードC	カスタム合金開発、高性能アプリケーション。

より高いグレードのパウダーは、規制が厳しくリスクの高い用途に、より厳格な品質管理を提供する。

応用例 ハステロイ粉末 AM

その卓越した材料特性のおかげで、ハステロイ合金は、AM技術を使用して製造された場合、要求の厳しい産業の広い範囲で使用されています。

ハステロイ粉末の産業別用途

産業	一般的なアプリケーション
航空宇宙	タービンブレード、燃料ノズル、燃焼ライナー、ハウジング
化学物質	バルブ、ポンプ、反応容器、配管
石油・ガス	ウェルヘッドのクリスマスツリー、ダウンホールツール、バルブ
自動車	ターボチャージャーハウジング、スーパーチャージャーローター
メディカル	手術器具、インプラント
ガラス金型	溶融ガラス接触面

ハステロイの比類なき耐熱性と耐食性は、多様な市場において可能な用途を広げます。AMは、従来の方法では不可能だった複雑な部品を可能にします。

ハステロイ粉末のAMプロセスの比較

プロセス	説明	メリット	制限事項
DMLS	CADモデルに基づき、レーザーを使用して粉末を層ごとに選択的に溶かす。最も一般的な金属AMプロセス。	部品の複雑さ、速度、材料特性の組み合わせにより、ハステロイに適した選択となります。	サイズに制限があり、バインダージェッティングよりも遅い。
LBM – EBM	電子ビーム溶解は、真空中で高出力の電子ビームを使って金属粉末を溶かす。	優れた材料密度と一貫性最大1000リットルの大容量	設備コストが高い、レーザーに比べて材料の選択肢が限られる、造形速度が遅い。
バインダー噴射	液体結合剤を選択的に滴下して粉末粒子を結合させる。	超高速、形状無制限、設備コスト低減。	二次焼結工程を必要とする低密度部品。材料の選択肢が限られる

レーザーベースの方法は、少量から中量の生産に最適で、部品の品質と柔軟性のバランスが取れている。EBMとバインダージェットプロセスは、大量生産に適しています。

ハステロイ粉末サプライヤー

高品質のハステロイ金属粉末を提供する主要メーカーには、以下のようなものがある：

ハステロイ粉末メーカー

会社概要	パウダー・グレード・オプション	一般的な価格帯
サンドビック・オスプレイ	等級A～C、すべての一般的な合金	90～150ドル/kg
カーペンター添加剤	A&Bグレード	100～180ドル/kg
ホーガナス	グレードAとカスタム	kgあたり75～220ドル
プラクセア	グレードA、選択合金	kgあたり80～140ドル

価格は、注文量、サイズ分布、化学的要件、および許容不純物レベルによって異なります。

よくある質問

DMLSやレーザー粉末床溶融に最適な粒子径は？

粒子径は25～45ミクロンが推奨され、中央値で30～40ミクロンが最適である。これは、印刷中に一貫した高品質の層を形成するために必要な展延性、流動性、および高い充填密度のバランスをとるものである。

ハステロイ粉末は印刷後に再利用できますか？

ハステロイパウダーは、通常3～5回使用することができます。粒子径や形状は、再利用のサイクルの中で変化する可能性があり、モニタリングが必要です。

ハステロイ部品はAMプロセス中に何回再溶解できますか？

機械的特性を損なう組成ドリフトを避けるため、ハステロイ合金では最大2-3回の溶融サイクルを推奨する。再溶解の限界に達したら、材料は新しい粉末と交換する必要があります。

耐食性に優れたハステロイはどのグレードですか？

ハステロイC276は、酸化性酸、塩化物など様々な環境下で最も優れた耐食性を示し、最も優れた耐食性を持つグレードです。ハステロイC22も極めて高い耐食性を示します。グレードの選択は、特定の暴露条件によって異なります。

ハステロイ粉末の用途例を教えてください。

ハステロイの耐熱性と耐食性を利用した一般的な用途としては、航空宇宙用の燃焼室、高温の腐食性ガスにさらされる航空機エンジンのバルブや継手、パイプやタンクなどの工業用化学処理装置、公害防止用の熱交換器、核燃料の取り扱いと再処理システム、石油・ガス掘削工具などがあります。

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