Estrutura metalográfica de liga de alta temperatura HastelloyX (GH3536)
A liga GH3536 é uma liga de alta temperatura à base de níquel com alto teor de ferro que é principalmente uma solução sólida reforçada com cromo e molibdênio.
Os efeitos de diferentes processos de tratamento térmico na microestrutura e nas propriedades mecânicas da liga GH3536 formada por fusão seletiva a laser foram analisados utilizando OM, SEM e testes de propriedades mecânicas. Os resultados mostram que à medida que a temperatura da solução sólida aumenta, o tamanho do grão torna-se maior e a resistência à tração aumenta gradualmente sob condições de alta temperatura, mas diminui sob condições de temperatura ambiente.
característica
Possui boa resistência à oxidação e corrosão, tem durabilidade média a média e resistência à fluência abaixo de 900 graus, e tem boa conformabilidade de processamento a frio e a quente e desempenho de soldagem. É adequado para a fabricação de componentes de câmaras de combustão e outros componentes de alta temperatura de motores aeronáuticos. Pode ser usado abaixo de 900 graus por um longo tempo e a temperatura de trabalho de curto prazo pode chegar a 1080 graus. Uma liga que pode suportar certas tensões em altas temperaturas de 600 a 1200 graus e tem a capacidade de resistir à oxidação ou corrosão.
Quando a temperatura da solução sólida atinge 1120 graus, a resistência à tração da barra de teste transversal e da barra de teste longitudinal atinge 816 e 731 MPa, respectivamente, em condições de temperatura ambiente; sob condições de alta temperatura de 900 graus, atingem 189 e 204 MPa, respectivamente. Após o tratamento de envelhecimento a 800 graus, carbonetos finos precipitam da estrutura da matriz da liga, produzindo um efeito de fortalecimento de segunda fase e melhorando a resistência. À medida que o tempo de envelhecimento aumenta, os carbonetos tornam-se mais densos, mas o tamanho do grão quase não muda, o que se reflete no aumento da resistência à tração à temperatura ambiente e no alongamento após a fratura.
De acordo com os elementos da matriz, pode ser dividido principalmente em superligas à base de ferro, superligas à base de níquel e superligas à base de cobalto. De acordo com o processo de preparação, pode ser dividido em ligas deformadas de alta temperatura, ligas fundidas de alta temperatura e ligas de metalurgia do pó de alta temperatura. De acordo com os métodos de fortalecimento, existem o fortalecimento por solução sólida, o fortalecimento por precipitação, o fortalecimento por dispersão de óxido e o fortalecimento de fibras (ver fortalecimento de metais). As ligas de alta temperatura são usadas principalmente para fabricar componentes de alta temperatura, como pás de turbina, palhetas guia, discos de turbina, discos de compressor de alta pressão e câmaras de combustão para turbinas a gás de aviação, navais e industriais; eles também são usados para fabricar veículos aeroespaciais, motores de foguetes, reatores nucleares, equipamentos petroquímicos e conversão de carvão e outros dispositivos de conversão de energia.
Quando o tempo de envelhecimento atinge 20 h, a resistência à tração da barra de teste transversal e da barra de teste longitudinal sob condições de temperatura ambiente atinge 832 e 747 MPa respectivamente; o alongamento pós-quebra da barra de teste transversal e da barra de teste longitudinal sob condições de alta temperatura de 900 graus atinge 8,5% e 21,5%. Finalmente, o processo de tratamento térmico ideal para a formação seletiva por fusão a laser da liga GH3536 é: solução sólida (1120 graus × 1 h) + envelhecimento (800 graus × 20 h).
Composição química GH3536
Carbono C: Menor ou igual a {{0}} 0,12 Cromo Cr: 21 ~ 25 Níquel Ni: 52,8 ~ 63,3 Alumínio AL: 1,8 ~ 1,7 Ferro Fe: restante Manganês Mn: Menor ou igual a 1,57 Silício Si: Menor ou igual a 0,80 Fósforo P: Menor ou igual a 0,036 Enxofre S: Menor ou igual a 0,04
GH3536 é uma superliga deformada reforçada com solução sólida à base de Ni-Cr-Fe, com a marca internacional Hastelloy-X. A liga possui excelente resistência à oxidação e à corrosão, bem como boas propriedades de soldagem e trabalhabilidade a frio e a quente. Na indústria de aviação do meu país, tem sido usado como componentes de câmaras de combustão de motores aeronáuticos, estruturas em favo de mel, difusores, bocais de cauda e outros componentes de extremidade quente. Com o passar dos tempos, os produtos de aviação continuam a apresentar novos requisitos funcionais e a estrutura das peças torna-se gradualmente complexa.
Marcas semelhantes
GH3536
UNS NO6002 HastelloyX (EUA), NC22FeD (França), NiCr22FeMo (Alemanha), Nimonic PE13 (Reino Unido)
Os métodos tradicionais de fabricação subtrativa geralmente apresentam muitas dificuldades no processamento de peças com estruturas complexas. A tecnologia de fabricação aditiva resolve o problema do difícil processamento de componentes complexos, até certo ponto, em virtude de seu método de fabricação com alto grau de liberdade. A fusão seletiva a laser é um dos principais processos utilizados atualmente para fabricação aditiva de metais. O processo de leito de pó e o feixe de microlaser de alta energia o tornam mais vantajoso do que outros processos na formação de estruturas complexas, precisão das peças, qualidade da superfície, etc. A fabricação aditiva a laser tem vantagens exclusivas para a fabricação de ligas de alta temperatura à base de níquel. Pode não apenas encurtar o tempo de produção e reduzir os custos de produção, mas também priorizar o design funcional.
Estrutura metalográfica GH3536:
A estrutura desta liga no estado de solução sólida é uma matriz de austenita, com pequena quantidade de carbonetos de TiN e M6C.
No processo de produção real, os produtos de manufatura aditiva geralmente requerem processamento mecânico subsequente. No entanto, durante esse processo, muitas vezes ocorrem fraquezas no processamento, travamento da ferramenta e acabamento superficial ruim. Esses defeitos estão relacionados ao princípio de formação da fabricação aditiva. A fim de resolver tais problemas, tais problemas podem ser resolvidos através de uma série de otimização do processo de tratamento térmico. Já existem padrões de tratamento térmico correspondentes para liga fundida GH3536. No entanto, uma vez que a fusão seletiva a laser envolve um processo complexo de mudança de fase, é necessário explorar o melhor plano de processo de tratamento térmico baseado na tecnologia de fusão seletiva a laser.
