pós de hastelloy é um nome de marca registrada da Haynes International, Inc. que se refere a uma família de superligas à base de níquel resistentes à corrosão. Os pós de Hastelloy são partículas metálicas finas feitas de várias ligas de Hastelloy usadas principalmente para aplicações de fabricação de aditivos e soldagem em que é necessária alta resistência, calor e resistência à corrosão.
Visão geral dos pós de Hastelloy
Os pós de Hastelloy oferecem excepcional estabilidade estrutural e resistência à deformação por fluência térmica em uma ampla faixa de altas temperaturas. As principais propriedades que tornam o Hastelloy adequado para a manufatura aditiva incluem:
- Alta resistência mantida sob exposição prolongada a calor extremo
- Excelente resistência à corrosão, especialmente contra oxidação e vários ácidos
- Excelentes características de fabricação que permitem projetos complexos com saliências
- Estabilidade dimensional durante a operação em temperaturas altas e criogênicas
- Fácil capacidade de impressão combinada com boa fluidez e densidade de empacotamento
O Hastelloy está disponível em diversas variantes de liga otimizadas para condições específicas. Os pós de Hastelloy mais comuns usados em AM são as ligas à base de níquel Hastelloy X, Hastelloy C276 e Hastelloy C22.
Tipos de pó de Hastelloy
Composições de pó de Hastelloy
| Liga metálica | Níquel (%) | Cromo (%) | Ferro (%) | Molibdênio (%) | Outros elementos-chave |
|---|---|---|---|---|---|
| Hastelloy X | 47,5 min | 21.5 – 23.5 | 18,5 máx. | 9 – 10 | Cobalto, tungstênio |
| Hastelloy C276 | Equilíbrio | 14.5 – 16.5 | 4 – 7 | 15.5 – 17 | Molibdênio, tungstênio |
| Hastelloy C22 | Equilíbrio | 20 – 22.5 | 2,5 máximo | 12.5 – 14.5 | Cromo, tungstênio |
Fonte: Folhas de especificações da Haynes International
A composição exata é controlada para equilibrar propriedades como soldabilidade, capacidade de fabricação e resistência a rachaduras ambientais para condições de serviço específicas.
Principais características da popularidade Pós de Hastelloy
| Liga metálica | Principais propriedades | Aplicativos comuns |
|---|---|---|
| Hastelloy X | Excelente resistência a altas temperaturas <1.200°C, resistência à oxidação, fadiga térmica e resistência à fluência. Usado para revestimentos de combustão, bicos de pulverização e poços termométricos. | Motores de aeronaves, fornos industriais, equipamentos de processamento nuclear e químico. |
| Hastelloy C276 | Resistência superior à corrosão, especialmente contra corrosão por pites e fendas, mesmo em ácidos oxidantes. Usado para válvulas, bombas e tubulações. | Processamento químico, controle de poluição, produção de papel e celulose. |
| Hastelloy C22 | Resistência extremamente alta à corrosão em vários ambientes, tanto oxidantes quanto redutores. Usado em condensadores, trocadores de calor e tubulações. | Processamento químico, dessulfurização de gás de combustão, tratamento de resíduos. |
Especificações do pó de Hastelloy
Os pós de Hastelloy devem atender aos padrões exatos de distribuição de tamanho e pureza para obter resultados de impressão confiáveis e repetíveis.
Distribuição do tamanho dos pós de Hastelloy
| Tamanho da malha | Faixa de diâmetro da partícula |
|---|---|
| 140x - 325 | 38 - 105 mícrons |
| 230x - 400 | 32 - 63 mícrons |
| 270x - 500 | 20 - 53 mícrons |
As distribuições de tamanho estreito entre 25 e 45 mícrons são mais adequadas para os sistemas comuns de AM com feixe de laser/elétrons.
Padrões de pureza para pós de Hastelloy
| Elemento de impureza | Limite aceitável |
|---|---|
| Oxigênio (O2) | 0,06% máximo |
| Nitrogênio (N2) | 0,10% máximo |
| Carbono (C) | 0,08% máximo |
Altos níveis de oxigênio e nitrogênio podem causar problemas de porosidade durante a impressão. Os limites ajudam a garantir peças metálicas densas e de qualidade.
Graus de pó de Hastelloy
| Grau | Descrição |
|---|---|
| Grau A | Atende a todos os requisitos de tamanho, química e consistência de lote. Usado para a maioria das aplicações de AM. |
| Grau B | Controle de tamanho e padrões de pureza mais rígidos do que o Grau A. Para aplicações mais críticas. |
| Grau C | Desenvolvimento de ligas personalizadas, aplicações de alto desempenho. |
Os pós de grau superior oferecem um controle de qualidade mais rigoroso para aplicações regulamentadas e de alto risco.
Aplicativos de Pós de Hastelloy em AM
Graças às suas excepcionais propriedades de material, as ligas Hastelloy são usadas em uma ampla gama de setores exigentes quando fabricadas usando técnicas de AM.
Aplicações do pó de Hastelloy por setor
| Setor | Aplicativos comuns |
|---|---|
| Aeroespacial | Lâminas de turbina, bicos de combustível, revestimentos e carcaças de combustão |
| Produtos químicos | Válvulas, bombas, vasos de reação, tubulação |
| Petróleo e gás | Árvores de Natal para cabeças de poço, ferramentas de fundo de poço, válvulas |
| Automotivo | Carcaças de turbocompressores, rotores de superalimentadores |
| Médico | Instrumentos cirúrgicos, implantes |
| Moldes de vidro | Superfícies de contato de vidro fundido |
A resistência incomparável da Hastelloy ao calor e à corrosão expande as possíveis aplicações em diversos mercados. A AM possibilita peças complexas inadequadas para os métodos tradicionais.
Comparação de processos de AM para pó de Hastelloy
| Processo | Descrição | Benefícios | Limitações |
|---|---|---|---|
| DMLS | Usa laser para derreter seletivamente o pó camada por camada com base no modelo CAD. Processo mais comum de AM de metal. | A combinação de complexidade da peça, velocidade e propriedades do material faz com que seja a escolha preferida para Hastelloy. | Tamanhos limitados, mais lento que o jato de aglutinante, custo mais alto da peça. |
| LBM - EBM | A fusão por feixe de elétrons funde o pó metálico com um feixe de elétrons de alta potência no vácuo. | Excelente densidade e consistência do material. Grandes volumes de construção, com capacidade de até 1.000 litros. | Custo mais alto do equipamento, escolha limitada de material em comparação com o laser, velocidades de construção mais lentas. |
| Jato de aglutinante | Agente aglutinante líquido que cai seletivamente para unir partículas de pó. | Extremamente rápido, geometrias de peças ilimitadas, menor custo de equipamento. | Peças de menor densidade que exigem um processo de sinterização secundário. Opções limitadas de materiais. |
Os métodos baseados em laser oferecem o melhor equilíbrio entre a qualidade e a flexibilidade das peças para produções de pequeno a médio porte. Os processos EBM e de jato de aglutinante são mais adequados para grandes volumes.
Fornecedores de pó de Hastelloy
Os principais fabricantes que fornecem pós metálicos de Hastelloy de alta qualidade incluem:
Fabricantes de pó de Hastelloy
| Empresa | Opções de grau de pó | Faixa típica de preços |
|---|---|---|
| Sandvik Osprey | Graus A a C, todas as ligas comuns | $90-$150/kg |
| Aditivo Carpenter | Graus A e B | $100-$180/kg |
| Hoganas | Grau A e personalizado | $75-$220/kg |
| Praxair | Grau A, ligas selecionadas | $80-$140/kg |
Os preços variam de acordo com o volume do pedido, a distribuição de tamanho, os requisitos químicos e os níveis de impureza permitidos.
Perguntas frequentes
Qual é o melhor tamanho de partícula para DMLS ou fusão em leito de pó a laser?
Recomenda-se uma faixa de tamanho de partícula de 25 a 45 mícrons, com tamanhos médios ideais entre 30 e 40 mícrons. Isso equilibra a capacidade de espalhamento, a fluidez e a alta densidade de empacotamento necessárias para camadas consistentes e de alta qualidade durante a impressão.
O pó de Hastelloy é reutilizável após a impressão?
Sim, o pó de Hastelloy pode ser coletado, peneirado e misturado com pó fresco adicional de 3 a 5 vezes antes de precisar ser substituído, o que o torna muito econômico. O tamanho ou a forma das partículas pode mudar ao longo dos ciclos de reutilização, o que deve ser monitorado.
Quantas vezes as peças de Hastelloy podem ser fundidas novamente durante o processo de AM?
Recomenda-se um máximo de 2 a 3 ciclos de fusão para ligas de Hastelloy para evitar desvios na composição que prejudicam as propriedades mecânicas. Depois que o limite de refusão for atingido, o material deve ser substituído por pó novo.
Qual grau de Hastelloy tem a melhor resistência à corrosão?
O Hastelloy C276 apresenta a mais completa resistência à corrosão em vários ambientes, como ácidos oxidantes, cloretos, etc., o que o torna a classe mais resistente à corrosão. O Hastelloy C22 também é extremamente resistente. A seleção da classe depende das condições específicas de exposição.
Quais são alguns exemplos de aplicações do pó de Hastelloy?
As aplicações comuns que aproveitam a resistência ao calor e à corrosão do Hastelloy incluem câmaras de combustão aeroespaciais, válvulas e acessórios de motores de aeronaves expostos a gases corrosivos quentes, equipamentos de processamento químico industrial, como tubos e tanques, trocadores de calor de controle de poluição, sistemas de manuseio e reprocessamento de combustível nuclear e ferramentas de perfuração de petróleo e gás.