Prášek z nerezové oceli 17-4PH v roce 2024

Přehled

Prášek z nerezové oceli 17-4PH je srážením vytvrzená martenzitická nerezová ocel, kterou lze použít pro kovový 3D tisk. Má vysokou pevnost a tvrdost spolu s dobrou odolností proti korozi. Nerez 17-4PH obsahuje přibližně 4% mědi, která umožňuje věkové kalení slitiny prostřednictvím precipitace částic bohatých na měď.

Tento článek obsahuje přehled prášku 17-4PH včetně jeho složení, vlastností, zpracování, aplikací, dodavatelů a srovnání s jinými slitinami. Klíčové údaje jsou shrnuty v tabulkách níže.

složení prášku 17-4PH

název 17-4PH je odvozen od jeho složení, které obsahuje přibližně 4 % mědi. Hlavními legujícími prvky jsou:

Živel	Hmotnost %
Chrom	15 – 17.5%
Nikl	3 – 5%
Měď	3 – 5%
Mangan	≤ 1%
Křemík	≤ 1%
Uhlík	≤ 0.07%
Síra & amp; fosfor	≤ 0,04%
Dusík	≤ 0,03%

Obsah mědi vede k precipitačnímu kalení, které podstatně zvyšuje pevnost a tvrdost materiálu 17-4PH. Chrom zajišťuje odolnost proti korozi. Nikl rovněž zvyšuje odolnost proti korozi a zároveň zvyšuje tažnost a houževnatost.

vlastnosti prášku 17-4PH

prášek 17-4PH nabízí vynikající kombinaci vysoké pevnosti a dobré odolnosti proti korozi. Mezi klíčové vlastnosti patří:

Vlastnictví	Popis
Síla	Pevnost v tahu až 1 380 MPa, mez kluzu až 1 240 MPa
Tvrdost	Po stárnutí až 44 HRC
Odolnost proti korozi	Lepší než nerezové oceli řady 400 díky mědi
Obrobitelnost	Obtížněji obrobitelné než řada 300 kvůli vyšší pevnosti
Magnetismus	Mírně magnetické díky martenzitické mikrostruktuře
Svařitelnost	Nižší svařitelnost než u řady 300 v důsledku precipitačního kalení

Pevnost, tvrdost a odolnost proti korozi lze upravit tepelným zpracováním. Žíhání roztokem činí slitinu měkkou a tvárnou. Následné stárnutí vyvolá vysrážení částic bohatých na měď, které brání pohybu dislokací, čímž se materiál zpevní a zpevní.

zpracování 17-4PH

prášek 17-4PH lze zpracovávat několika metodami 3D tisku kovů:

• Laserová fúze v práškovém loži (L-PBF)
• Fúze v práškovém loži s elektronovým svazkem (E-PBF)
• Usměrněná depozice energie (DED)

L-PBF je jedním z nejběžnějších přístupů. Parametry procesu musí být pečlivě kontrolovány, aby se dosáhlo hustých dílů bez trhlin a zabránilo se zbytkovým napětím.

Typické podmínky zpracování prášku 17-4PH v L-PBF:

• Tloušťka vrstvy: 20-50 μm
• Výkon laseru: 100-400 W
• Rychlost skenování: 100-1500 mm/s
• Rozteč poklopů: 80-120 μm
• Průměr paprsku: 50-100 μm

Po tisku se doporučuje tepelné zpracování pro uvolnění zbytkových napětí. Pro zvýšení tvrdosti a pevnosti lze vytištěné díly žíhat v roztoku a zestárnout.

aplikace 17-4PH

materiál 17-4PH se používá pro kovové 3D tištěné díly vyžadující vysokou pevnost, tvrdost a střední odolnost proti korozi v různých průmyslových odvětvích:

• Letectví a kosmonautika: Lopatky turbín, oběžná kola, spojovací materiál, držáky
• Automobilový průmysl: Součásti převodovek, díly turbodmychadel
• Ropa & amp; plyn: Ventily, díly pro ústí vrtů, čerpadla
• Obecné inženýrství: Nástroje, přípravky, formy

Díky vysoké tvrdosti po stárnutí je materiál 17-4PH vhodný pro aplikace odolné proti opotřebení. Může nahradit těžko obrobitelné materiály, jako jsou nástrojové oceli pro vstřikovací formy a zápustky. Tato slitina se běžně používá pro vysokopevnostní konstrukční konzoly a pouzdra.

dodavatelé prášku 17-4PH

prášek 17-4PH je komerčně dostupný u předních výrobců kovových prášků:

Dodavatel	Třídy výrobků	Rozsah velikostí
Sandvik	Osprey 17-4PH	15-45 μm
Tesař	17-4PH	15-45 μm
Praxair	17-4 PH	15-53 μm
Technologie LPW	17-4PH	15-45 μm
Erasteel	17-4 PH	20-150 μm

Ceny se pohybují od 50 do 90 dolarů za libru v závislosti na objednaném množství. K dispozici jsou vlastní rozdělení velikosti částic a třídy vysoké čistoty (např. pasivované fosfáty).

17-4PH vs ostatní slitiny

srovnání 17-4PH s nerezovou ocelí a slitinami nástrojové oceli je následující:

Slitina	Síla	Odolnost proti korozi	Komentáře
17-4PH	Velmi vysoko	Mírný	Srážkové kalení; vysoká tvrdost; dobrá kombinace pevnosti a odolnosti proti korozi
316L	Střední	Vynikající	Standardní korozivzdorná nerezová ocel; nízká pevnost; není tepelně zpracovatelná; levnější
PH 13-8	Vysoký	Vynikající	Srážkové kalení; vysoká pevnost a odolnost proti korozi; obsahuje 8 % niklu
Nástrojová ocel H13	Velmi vysoko	Mírný	Standardní nástrojová ocel; vysoká tvrdost, ale nižší odolnost proti korozi; dražší

FAQ

Jaké jsou hlavní výhody nerezové oceli 17-4PH?

Hlavními výhodami materiálu 17-4PH jsou jeho vysoká pevnost a tvrdost ve spojení se střední odolností proti korozi. Stárnutím lze dosáhnout tvrdosti až 44 HRC. Nabízí podstatně vyšší pevnost než nerezové oceli řady 300.

K čemu se používá nerezová ocel 17-4PH?

Mezi běžné aplikace materiálu 17-4PH patří konstrukční součásti, jako jsou konzoly a pouzdra, díly odolné proti opotřebení, vstřikovací formy a zápustky pro plasty, oběžná kola, ventily a součásti pro letecký průmysl. Je široce používán v leteckém, ropném a plynárenském průmyslu, automobilovém průmyslu a všeobecném strojírenství.

Proč je materiál 17-4PH vhodný pro 3D tisk z kovu?

tiskárna 17-4PH má nízkou tepelnou vodivost a koeficient tepelné roztažnosti, takže je méně náchylná ke zbytkovému napětí a praskání během tisku. Jeho vysoká tvrdost umožňuje tisknout nástroje odolné proti opotřebení. Slitina je běžně dostupná ve formě prášku.

Jaké tepelné zpracování se používá pro 17-4PH?

17-4PH se obvykle žíhá v roztoku při teplotě 1038-1066 °C a následně stárne při teplotě 371-427 °C, aby se vysrážely částice bohaté na měď. Tím slitina výrazně ztvrdne a zpevní se. Před tepelným zpracováním se doporučuje uvolnění napětí.

Jak si vede ocel 17-4PH ve srovnání s nástrojovou ocelí 316L a H13?

17-4PH má mnohem vyšší pevnost a tvrdost než nerezová ocel 316L, ale nižší odolnost proti korozi. V porovnání s nástrojovou ocelí H13 nabízí 17-4PH lepší odolnost proti korozi při mírně nižší tvrdosti. ocel 17-4PH poskytuje dobrou rovnováhu mezi tvrdostí, pevností a odolností proti korozi.

Jaká opatření jsou nutná při 3D tisku 17-4PH?

Pro minimalizaci zbytkových napětí a vzniku trhlin je důležitá pečlivá volba procesních parametrů a uvolňování napětí mezi vrstvami. U složitých geometrií je také třeba optimalizovat orientaci tisku, podpůrné struktury a rozlišení/výšku vrstvy.

Kteří dodavatelé nabízejí prášek 17-4PH?

Mezi přední dodavatele prášku 17-4PH patří společnosti Sandvik, Carpenter Additive, Praxair, LPW Technology a Erasteel. Prášek je k dispozici v různých rozměrech přizpůsobených pro procesy AM, jako je DED a L-PBF.