Proveedores de aleaciones de níquel, barras, tubos y placas de aleaciones de níquel

Requisitos especiales de tratamiento térmico para aleaciones de níquel endurecidas por envejecimiento en aplicaciones de impresión 3D

30 de octubre de 2025

Las aleaciones de níquel endurecibles por envejecimiento (como Inconel 718 y Waspaloy) se utilizan ampliamente en las industrias aeroespacial, energética y química debido a su excelente resistencia a altas temperaturas, resistencia a la corrosión y resistencia a la oxidación. Sin embargo, en la impresión 3D (fabricación aditiva), la microestructura de estas aleaciones difiere significativamente de la de la forja o fundición convencional debido al rápido proceso de solidificación y deposición capa por capa. Por tanto, se requieren procesos especiales de tratamiento térmico para optimizar sus propiedades.

El impacto de la impresión 3D en la microestructura de las aleaciones de níquel endurecidas por envejecimiento

Durante la impresión 3D, las aleaciones de níquel se funden y solidifican rápidamente bajo la exposición a un láser de alta energía o a un haz de electrones, lo que provoca refinamiento del grano, segregación de dendritas y tensión residual de alta densidad. Estos factores generalmente dan como resultado aleaciones impresas que exhiben alta dureza pero baja ductilidad y una distribución desigual de las fases de fortalecimiento de la precipitación (como do ' y do '' fases). Por lo tanto, es posible que los procesos tradicionales de tratamiento térmico no eliminen por completo estos defectos y deben adaptarse a las características de la impresión 3D.

Requisitos especiales de tratamiento térmico

1. Recocido de alivio de tensión:

Los componentes de aleación de níquel impresos en 3D suelen contener una elevada tensión residual, que puede provocar deformaciones o grietas. Por lo tanto, se requiere un recocido para aliviar tensiones inmediatamente después de la impresión, que normalmente se mantiene a 800–900°C por 1–2 horas, seguido de un enfriamiento lento (por ejemplo, enfriamiento en horno). Este proceso reduce eficazmente la tensión interna y mejora la estabilidad dimensional sin alterar significativamente las propiedades mecánicas de la aleación.

2. Tratamiento de solución:

Las propiedades finales de las aleaciones de níquel que endurecen el envejecimiento dependen de la precipitación de las fases que fortalecen la precipitación (como do ' y do '' fases), pero es posible que estas fases no estén completamente formadas o distribuidas de manera desigual en el estado impreso. Por lo tanto, el tratamiento con solución (normalmente a 950–1100°C) es crucial para:

Disolver compuestos intermetálicos gruesos (como la fase de Laves) formados durante la impresión.

Homogeneizando homogéneamente la composición de la aleación y reduciendo la segregación.

Proporcionando una estructura matricial ideal para el posterior tratamiento de envejecimiento.

Después del tratamiento de la solución, se requiere un enfriamiento rápido (enfriamiento con agua o enfriamiento con gas) para evitar la precipitación prematura de las fases de refuerzo.

3. Tratamiento de envejecimiento

El propósito del tratamiento de envejecimiento es mejorar la resistencia a la fluencia y la resistencia a la fluencia de la aleación controlando la precipitación de las fases precipitadas. Para las aleaciones de níquel impresas en 3D, los procesos de envejecimiento suelen ser más estrictos que los procesos tradicionales. Los enfoques comunes incluyen:

Envejecimiento en una sola etapa (p. ej., 720°C × 8 horas + refrigeración por aire + 620°C × 8 horas + refrigeración por aire), apto para Inconel 718.

Envejecimiento en varias etapas (p. ej., 845°C × 1 hora + 760°C × 1 hora + 650°C × 8 horas), utilizado para optimizar el fortalecimiento sinérgico del do ' y do '' fases.

Debido a la microestructura más fina de las aleaciones impresas en 3D, es posible que sea necesario ajustar la temperatura y el tiempo de envejecimiento para evitar un engrosamiento excesivo de las fases precipitadas, lo que podría provocar una degradación del rendimiento.

4. Tratamiento asistido por prensado isostático en caliente (HIP) (opcional)

Algunos componentes de aleación de níquel impresos en 3D pueden someterse a un tratamiento posterior mediante prensado isostático en caliente (HIP), normalmente a 1100–1150°C y 100–150 MPa para 2–4 horas. HIP puede cerrar aún más los microporos, aumentar la densidad y mejorar la uniformidad de la microestructura y, a menudo, se utiliza junto con el tratamiento de soluciones y los procesos de envejecimiento.

Requisitos especiales de tratamiento térmico para aleaciones de níquel endurecidas por envejecimiento en aplicaciones de impresión 3D

Esperando su Contacto