Inconel 738

Inconel 738 Ähnliche Güteklassen

USA: UNS N07750

Beschreibung

Inconel 738 ist eine Nickelbasis-Superlegierung, die für ihre außergewöhnliche Kombination aus Hochtemperaturfestigkeit, thermischer Stabilität sowie Beständigkeit gegen Korrosion und Oxidation bekannt ist. Ihre Pulverform wird häufig in der additiven Fertigung (AM) und in pulvermetallurgischen Verfahren eingesetzt, um den anspruchsvollen Anforderungen der Luft- und Raumfahrt-, Energie- und Automobilindustrie gerecht zu werden.

Anwendungen

Luft- und Raumfahrt: Inconel-738-Pulver werden umfassend zur Herstellung von Turbinenschaufeln, Leitschaufeln und anderen Komponenten verwendet, die bei erhöhten Temperaturen hohe Festigkeit und Oxidationsbeständigkeit erfordern. Diese Teile sind entscheidend für die Leistung und Lebensdauer des Triebwerks.

Energiesektor: Komponenten für Gasturbinen in Kraftwerken, einschließlich Brennkammern und Nachbrennerteile, werden aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Kriechen und Bruch bei Temperaturen bis zu 982 °C aus Inconel 738 gefertigt.

Automobilindustrie: Hochleistungsabgassysteme und Turboladerkomponenten profitieren von der thermischen Stabilität und Korrosionsbeständigkeit von Inconel 738.

Zusammensetzung und Eigenschaften

Inconel-738-Pulver besteht hauptsächlich aus Nickel, Chrom, Kobalt und Molybdän, wobei zusätzliche Legierungselemente wie Wolfram, Aluminium und Titan hinzugefügt werden, um seine Eigenschaften zu verbessern. Diese Zusammensetzung bietet einen Schmelzpunkt von etwa 1.250 °C bis 1.350 °C, wodurch die Legierung auch bei hohen Temperaturen ihre strukturelle Integrität und mechanische Leistungsfähigkeit beibehalten kann. Sie weist zudem eine hervorragende Beständigkeit gegen thermische Ermüdung und zyklische Oxidation auf, was für Anwendungen in rauen Umgebungen entscheidend ist.

Inconel 738 Pulvereigenschaften

Die Partikelgrößenverteilung, Morphologie und Fließfähigkeit von Inconel-738-Pulver sind entscheidend für die additive Fertigung und die Pulvermetallurgie. Typischerweise liegen die Pulvergrößen für Selektives Laserschmelzen (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) im Bereich von 15 bis 45 Mikrometern. Die kugelförmige Gestalt der Pulverpartikel gewährleistet eine überlegene Fließfähigkeit und Packungsdichte, was zu einer gleichmäßigeren und fehlerfreieren Mikrostruktur im Endprodukt führt.

Mechanische Eigenschaften nach Fertigstellung

Pulverzustand

Streckgrenze

Zugfestigkeit

Bruchdehnung

Größe

0–15 μm

15–45 μm

45–75 μm

45–150 μm

R p0,2/MPa

R m/MPa

δ5 /%

Horizontal

≥ 880

≥ 1030

≥7,5

orm

kugelförmig

kugelförmig

kugelförmig

kugelförmig

Physikalische Eigenschaften

Dichte: 8,30 g/cm³

Spezifische Oberfläche: 0,242 cm²/g

Kugeligkeit ≥98,5 %

Schüttdichte: 4,19 g/cm³

Hall-Fließrate: 17,9 s/50 g

Schmelzpunkt: 1260–1330 °C

Relative Dichte: nahe 100 %

Empfohlene Schichtdicke: 15 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm

Technischer Standard: Technische Spezifikation für Inconel-738-Pulver für den 3D-Druck, ASTM B446, AMS 5666, AMS 5663, AMS 5599

Fertigungstechniken

Die Fertigung mit Inconel-738-Pulvern umfasst hochentwickelte Prozesse, die darauf ausgelegt sind, die überlegenen Eigenschaften dieser Nickelbasis-Superlegierung insbesondere in Hochtemperatur- und Hochbelastungsumgebungen wie in der Luft- und Raumfahrt-, Energie- und Automobilindustrie zu nutzen. Die Wahl des Fertigungsverfahrens hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, einschließlich der Komplexität des Bauteils, des Volumens und der gewünschten Eigenschaften. Hier ein Überblick über wichtige Fertigungsverfahren:

1. Additive Fertigung (AM)

Die additive Fertigung oder der 3D-Druck mit Inconel 738 erfolgt hauptsächlich durch Verfahren wie Selektives Laserschmelzen (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM). Diese Prozesse ermöglichen den schichtweisen Aufbau von Bauteilen und erlauben die Erstellung komplexer Geometrien, die mit herkömmlichen Fertigungstechniken schwierig oder unmöglich wären.

• Selektives Laserschmelzen (SLM): Ein Hochleistungslaser verschmilzt Inconel-738-Pulverpartikel schichtweise gemäß einem digitalen 3D-Modell. Dieses Verfahren eignet sich ideal zur Herstellung von Komponenten mit komplexen inneren Strukturen und Geometrien, wie z. B. Kühlkanälen in Turbinenschaufeln.

• Elektronenstrahlschmelzen (EBM): Verwendet einen Hochleistungselektronenstrahl zum Schmelzen des Pulvers; dieser Prozess findet im Vakuum statt, um hohe Reinheit und reduzierte Oxidation des fertigen Teils zu gewährleisten. EBM eignet sich für Komponenten, die außergewöhnliche Materialeigenschaften wie hohe Ermüdungsbeständigkeit erfordern.

1. Pulvermetallurgie

Zur Pulvermetallurgie mit Inconel-738-Pulvern gehören Heißisostatisches Pressen (HIP) und Metallpulverspritzgießen (MIM). Diese Methoden werden aufgrund ihrer Fähigkeit gewählt, hochdichte und hochfeste Komponenten herzustellen.

• Heißisostatisches Pressen (HIP): Kombiniert hohe Temperatur und Druck, um die Pulver zu exzellenten Bauteilen zu verdichten. HIP ist vorteilhaft zur Beseitigung interner Poren und zur Erzielung überlegener mechanischer Eigenschaften, was es für kritische Komponenten in Luft- und Raumfahrt- sowie Kraftwerksturbinen geeignet macht.

• Metallpulverspritzgießen (MIM): Hierbei wird Inconel-738-Pulver mit einem Bindemittel gemischt, um einen Feedstock zu erzeugen, der dann in die gewünschte Form gespritzt wird, bevor Entbindern und Sintern erfolgen. MIM ist vorteilhaft für die Herstellung kleiner, komplexer Teile mit engen Toleranzen, wie Befestigungselemente und Getriebekomponenten.

Vorteile in der Produktion

Die Verwendung von Inconel-738-Pulvern bietet mehrere Produktionsvorteile:

Designflexibilität: Ermöglicht die Herstellung komplexer Formen und innerer Merkmale, die mit herkömmlichen Fertigungsmethoden schwierig oder unmöglich zu realisieren sind.

Materialeffizienz: Im Vergleich zu subtraktiven Fertigungstechniken reduziert die additive Fertigung den Materialverschleiß erheblich.

Leistung bei hohen Temperaturen: Die Hochtemperaturfähigkeiten von Inconel-738-Bauteilen sind für Branchen, die unter extremen Bedingungen arbeiten, unerlässlich und bieten verbesserte Sicherheit und Zuverlässigkeit.

Zusammenfassend sind Inconel-738-Pulver entscheidend für die Herstellung von Komponenten, die hohe Festigkeit, Haltbarkeit und Beständigkeit gegen raue Umgebungen erfordern. Ihr Einsatz in der additiven Fertigung und Pulvermetallurgie eröffnet neue Wege für die Konstruktion und Produktion fortschrittlicher Komponenten in verschiedenen Branchen.

Fertigung mit Nickelbasis-Superlegierungen Inconel 738 Pulvern