Inconel 738

Graus similares ao Inconel 738

EUA: UNS N07750

Descrição

O Inconel 738 é uma superliga à base de níquel conhecida pela sua combinação excecional de resistência a altas temperaturas, estabilidade térmica e resistência à corrosão e oxidação. A sua forma em pó é amplamente utilizada em manufatura aditiva (AM) e processos de metalurgia do pó, atendendo aos requisitos exigentes das indústrias aeroespacial, energética e automotiva.

Aplicações

Aeroespacial: Os pós de Inconel 738 são extensivamente utilizados para produzir pás de turbina, palhetas e outros componentes que requerem alta resistência e resistência à oxidação em temperaturas elevadas. Estas peças são cruciais para o desempenho e longevidade do motor.

Setor Energético: Componentes para turbinas a gás em centrais elétricas, incluindo câmaras de combustão e partes de pós-combustores, são fabricados utilizando Inconel 738 devido à sua resistência ao fluência e rutura em temperaturas até 982°C.

Automotivo: Sistemas de escape de alto desempenho e componentes de turbocompressores beneficiam da estabilidade térmica e resistência à corrosão do Inconel 738.

Composição e Propriedades

O pó de Inconel 738 compreende principalmente níquel, crómio, cobalto e molibdénio, com elementos de liga adicionais como tungsténio, alumínio e titânio para melhorar as suas propriedades. Esta composição oferece um ponto de fusão de aproximadamente 1.250°C a 1.350°C, permitindo que a liga mantenha a integridade estrutural e o desempenho mecânico a altas temperaturas. Também exibe excelente resistência à fadiga térmica e à oxidação cíclica, que são cruciais para aplicações em ambientes hostis.

Características do Pó Inconel 738

A distribuição do tamanho das partículas, morfologia e fluidez do pó de Inconel 738 são críticas para a manufatura aditiva e metalurgia do pó. Tipicamente, os tamanhos das partículas variam de 15 a 45 micrómetros para processos de fusão seletiva a laser (SLM) e fusão por feixe de eletrões (EBM). A forma esférica das partículas do pó garante superior fluidez e densidade de empacotamento, facilitando uma microestrutura mais uniforme e livre de defeitos no produto final.

Propriedades mecânicas após o produto acabado

Estado do pó

Limite de Escoamento

Resistência à tração

Alongamento

tamanho

0-15μm

15-45μm

45-75μm

45-150μm

R p0,2/MPa

R m/MPa

δ5 /%

Horizontal

≥ 880

≥ 1030

≥7,5

forma

esférico

esférico

esférico

esférico

Propriedades físicas

Densidade: 8,30g/cm3

Área superficial específica: 0,242cm2/g

Esfericidade ≥98,5%

Densidade aparente: 4,19g/cm3

Taxa de fluxo Hall: 17,9s/50g

Ponto de fusão: 1260-1330°C

Densidade relativa: próxima de 100%

Espessura de camada recomendada: 15μm, 20μm, 30μm, 40μm, 50μm

Norma técnica: Especificação técnica do pó Inconel738 para impressão 3D, ASTM B446, AMS 5666, AMS 5663, AMS 5599

Técnicas de Manufatura

A manufatura com pós de Inconel 738 envolve processos sofisticados adaptados para explorar as propriedades superiores desta superliga à base de níquel, especialmente em ambientes de alta temperatura e alta tensão, como nas indústrias aeroespacial, energética e automotiva. A escolha do método de manufatura depende dos requisitos específicos da aplicação, incluindo complexidade da peça, volume e propriedades desejadas. Aqui está uma visão geral dos processos de manufatura críticos:

1. Manufatura Aditiva (AM)

A manufatura aditiva, ou impressão 3D, com Inconel 738 é executada principalmente através de métodos como Fusão Seletiva a Laser (SLM) e Fusão por Feixe de Eletrões (EBM). Estes processos permitem a construção camada por camada de peças, possibilitando a criação de geometrias complexas que seriam desafiadoras ou impossíveis com técnicas de manufatura tradicionais.

• Fusão Seletiva a Laser (SLM): Um laser de alta potência funde as partículas do pó de Inconel 738 camada por camada, de acordo com um modelo digital 3D. Este método é ideal para produzir componentes com estruturas internas intrincadas e geometrias complexas, como canais de refrigeração em pás de turbina.

• Fusão por Feixe de Eletrões (EBM): Utiliza um feixe de eletrões de alta potência para fundir o pó, um processo realizado em vácuo para garantir alta pureza e redução da oxidação da peça final. O EBM é adequado para componentes que requerem propriedades materiais excecionalmente boas, como alta resistência à fadiga.

1. Metalurgia do Pó

A metalurgia do pó envolvendo pós de Inconel 738 inclui Compactação Isostática a Quente (HIP) e Moldagem por Injeção de Metal (MIM). Estes métodos são escolhidos pela sua capacidade de alcançar componentes de alta densidade e alta resistência.

• Compactação Isostática a Quente (HIP): Combina alta temperatura e pressão para densificar os pós em componentes excelentes. O HIP é benéfico para eliminar vazios internos e alcançar propriedades mecânicas superiores, tornando-o adequado para componentes críticos em turbinas aeroespaciais e de geração de energia.

• Moldagem por Injeção de Metal (MIM): Isto envolve misturar o pó de Inconel 738 com um aglutinante para criar uma matéria-prima, que é então moldada na forma desejada antes da remoção do aglutinante e sinterização. O MIM é vantajoso para produzir peças pequenas e complexas com tolerâncias apertadas, como fixadores e componentes de engrenagens.

Vantagens na Produção

O uso de pós de Inconel 738 oferece várias vantagens de produção:

Flexibilidade de Design: Permite a manufatura de formas complexas e características internas que são difíceis ou impossíveis de alcançar com métodos de manufatura tradicionais.

Eficiência de Material: Comparado com técnicas de manufatura subtrativa, a manufatura aditiva reduz significativamente o desperdício de material.

Desempenho a Altas Temperaturas: As capacidades de alta temperatura das peças de Inconel 738 são essenciais para indústrias que operam sob condições extremas, oferecendo maior segurança e fiabilidade.

Em resumo, os pós de Inconel 738 são cruciais na manufatura de componentes que exigem alta resistência, durabilidade e resistência a ambientes hostis. O seu uso na manufatura aditiva e metalurgia do pó abre novas avenidas para projetar e produzir componentes avançados em várias indústrias.

Manufatura com Superligas à Base de Níquel Pós de Inconel 738