高精度レーザークラッドに使用される一般的な超合金材料

ニッケル基超合金

ニッケル基超合金は、その卓越した高温強度と耐食性により、高精度レーザークラッド応用を支配しています。Inconel 718は最も広く使用されているニッケル・クロム合金で、700°Cまでの優れた引張強度とクリープ強度、良好な溶接性を提供します。Inconel 625は優れた酸化および耐食性を提供し、海洋および化学処理用途に理想的です。最も過酷な高温環境には、Rene 80およびRene 142が高度なγ'析出強化による卓越したクリープ破断強度を提供しますが、クラッド中に亀裂を防ぐために精密な熱管理が必要です。

コバルト基超合金

コバルト基超合金は、一定荷重下での耐摩耗性と高温性能に優れています。ステライトシリーズ、特にステライト6およびステライト21は、摩耗および侵食抵抗が必要なバルブシート、タービンブレード先端、その他の部品へのレーザークラッドに広く使用されています。これらの合金は、コバルト・クロム母材中の炭化物強化（Cr7C3、WC）により、高温（通常800°Cで30-45 HRC）でも硬度を維持します。Haynes 188は1150°Cまでの優れた耐酸化性を提供し、航空宇宙燃焼部品に適しています。

鉄・ニッケル基超合金

鉄・ニッケル超合金は、中温用途における費用対効果の高い代替材料を提供します。A-286およびインコロイ800H/HTは、耐酸化性と熱疲労が主な懸念事項である500-700°Cで動作する部品に一般的にクラッドされます。これらの材料は、完全なニッケル基合金よりも低いニッケル含有量で、良好な強度と加工性を提供します。熱膨張マッチングを必要とする特殊用途では、インコロイ903および909などの制御膨張超合金が、熱サイクルを受ける部品に精密クラッドされます。

特殊および先進材料

いくつかの特殊超合金は、独自の用途要件に対応しています。ハステロイXは、良好な加工特性を備え、1200°Cまでの卓越した耐酸化性を提供します。Mar-M247およびCM247LCは、従来の鋳造超合金の中で最高の耐温度能力を提供しますが、欠陥形成を避けるために極めて精密なクラッドパラメータが必要です。単結晶部品の修理には、レニウムとルテニウムを含む第四世代および第五世代の単結晶合金が、特殊なレーザークラッド技術を用いてますます導入されています。

材料選択の考慮事項

高精度レーザークラッドに適切な超合金を選択するには、複数の要素のバランスを取ることが必要です。基材との適合性は、熱応力を最小限に抑え、界面破壊を防ぐために重要です。加工性の考慮事項には、凝固割れ感受性、粉末流動特性、酸素取り込みへの感受性が含まれます。最終的な用途要件が最適な選択を決定します—高強度用途にはニッケル基合金、耐摩耗性にはコバルト基合金、コスト重視の部品には鉄・ニッケル基合金が好まれます。すべての材料は、品質検証を厳密に行い、航空宇宙、発電、その他の高性能産業が要求する精密な仕様を満たすことを保証する必要があります。

レーザークラッド用一般的な超合金