Alliage CMSX‑4 Médical - Superalliage monocristallin - Lork Group

Présentation du produit

Le CMSX-4 est un superalliage monocristallin-à base de nickel-de deuxième-génération et est actuellement l'un des matériaux les plus largement utilisés au monde pour les aubes de turbine des moteurs d'avion et des turbines à gaz industrielles. Il atteint un équilibre exceptionnel entre haute résistance et stabilité de traitement.

Les principales caractéristiques de l'alliage CMSX-4 sont sa structure monocristalline-, son renforcement de phase et la présence de rhénium. Le premier est sa structure monocristalline ; Comme le dit l'adage, « pas de joints de grains signifie pas de points faibles ». Grâce à un processus de solidification directionnelle, l’ensemble de la pièce moulée est transformé en un seul cristal monolithique, éliminant ainsi les joints de grains. Deuxièmement, sa « phase de renforcement » : au sein de sa microstructure, la fraction volumique de la phase de renforcement atteint jusqu'à 70 %, fournissant l'intégrité structurelle nécessaire pour maintenir la résistance à haute température. Enfin, l'ajout d'une teneur en rhénium de 3 % constitue le couronnement, facteur critique de son bond en performances. Avec l’inclusion du rhénium, non seulement les résistances au fluage et à la fatigue sont améliorées, mais la résistance à l’oxydation et à la corrosion à chaud est également élevée à un nouveau niveau.

C’est également la raison pour laquelle, notamment lorsqu’il s’agit d’aubes de turbine, il n’existe tout simplement pas de substitut.

Aperçu du marché des matériaux

1. Identifiez le formulaire de matériel requis

En fonction de l'application prévue, nous proposons principalement le CMSX-4 sous deux formes de fourniture :

Tiges en alliage Casting Master (les plus courantes) : utilisées pour le moulage par solidification directionnelle afin de produire des aubes de turbine et des aubes directrices. Cela représente l’application la plus traditionnelle.

Poudre d'alliage : utilisée pour la fabrication additive (impression 3D), généralement disponible dans des spécifications de granulométrie telles que 15 à 53 μm ou 45 à 105 μm. La fabrication additive permet la création de structures complexes de canaux de refroidissement ; cependant, le contrôle du processus est plus difficile et il existe une plus grande susceptibilité à la formation de grains parasites et de fissures.

Notre dialogue technique avec les clients se concentre sur le processus spécifique de formage des matériaux à utiliser ; ce n’est qu’après avoir confirmé ce processus que nous recommandons la forme matérielle appropriée.

2. Référence de prix

Le prix de l'alliage CMSX-4 est principalement déterminé par le coût de sa base de nickel combiné aux primes associées aux métaux rares tels que le rhénium, le tantale et le tungstène. Le rhénium est le constituant le plus cher ; par conséquent, les fluctuations des prix du marché international du rhénium ont un impact direct sur le coût global du matériau. Étant donné que les prix du nickel, du rhénium, du tantale, du tungstène et d'autres matériaux constitutifs ont tous augmenté récemment, entraînant des coûts de production variables, veuillez nous contacter directement pour des demandes de prix spécifiques.

D'une manière générale, le prix des barres en alliage maître coulé est plusieurs fois supérieur à celui des superalliages standards (comme l'Inconel 718). La forme poudre coûte encore plus cher en raison du processus d’atomisation supplémentaire requis pour la production de poudre.

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Difficulté de traitement et points clés

CMSX-4 est un alliage notoirement « capricieux ». Si vous travaillez avec lui pour la première fois, nous avons déjà rencontré et appris de nombreux pièges, nous devons donc vous en informer à l'avance.

Traitement thermique : la fenêtre de mise en solution nécessite un contrôle précis

Il présente une "fenêtre de mise en solution" spécifique pour son traitement thermique -une plage de température s'étendant généralement sur environ 1 250 degrés à 1 300 degrés. Dans cette plage, l'objectif est d'éliminer les artefacts de ségrégation de la structure telle que -coulée sans dépasser la limite de température et induire un début de fusion. Bien que cette fenêtre ne soit pas particulièrement large, elle reste tout à fait réalisable pour une production à l'échelle industrielle-. Si vous effectuez le traitement thermique en interne-, nous vous recommandons d'utiliser un four sous vide pour éviter l'oxydation et la contamination de la surface.

Soudage : extrêmement sensible-nécessite des stratégies spécialisées

Cela constitue le défi le plus important associé à CMSX-4. Sa soudabilité est mauvaise ; pendant le processus de soudage, il est très sujet aux fissures de solidification, un phénomène qui constitue la principale cause de rejet de matériau.

Si vous envisagez d'effectuer des opérations de soudage ou de réparation, le Centre de Recherche Technique du Groupe Lork vous propose les trois recommandations suivantes :

Le préchauffage est obligatoire : le préchauffage du matériau aide à atténuer les contraintes de soudage résiduelles et réduit la propension à la fissuration.

Contrôler l'apport de chaleur : l'utilisation d'un faible apport de chaleur et de vitesses de soudage élevées pendant les opérations facilite la croissance des monocristaux-et minimise les fissures.

Envisagez le traitement HIP après-soudage : le pressage isostatique à chaud (HIP) peut éliminer la porosité microscopique présente dans les états tels que-coulés ou-soudés, améliorant ainsi considérablement les performances en fatigue.

Pour plus d’informations, veuillez contacter :

 E-mail:susan@lorkgroup.com
 WhatsApp :+86 19937075488

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