Martensitaushärtender Stahl 300 Pulver

Martensitaushärtender Stahl 300 ist ein legiertes Stahlpulver, das in der Regel etwa 18% Nickel, 8,5% Kobalt, 3% Molybdän, 0,6% Titan und Spuren von Aluminium enthält. Es zeichnet sich durch hohe Festigkeit und Zähigkeit sowie gute Schweißbarkeit aus.

Übersicht

Martensitaushärtender Stahl 300 Pulver hat die folgenden Hauptmerkmale:

• Ultrahochfester Maraging-Stahl in Pulverform
• Erzielt Festigkeitswerte von 300 ksi (2068 MPa) und höher
• Behält im Vergleich zu anderen hochfesten Legierungen eine gute Bruchzähigkeit bei
• Die Zusammensetzung ermöglicht eine Wärmebehandlung zur Erzielung einer optimalen Festigkeit
• Pulvermetallurgisches Verfahren ermöglicht Herstellung komplexer Teile
• Einsatz in der Luft- und Raumfahrt, im Werkzeugbau und bei anderen kritischen Anwendungen

Wichtige Eigenschaften:

• Sehr hohe Streck- und Zugfestigkeit
• Gute Bruchzähigkeit
• Ausgezeichnete Dimensionsstabilität
• Leichte Bearbeitbarkeit vor der Alterungsbehandlung
• Gute Schweißbarkeit im gealterten Zustand
• Widerstandsfähig gegen Spannungsrisskorrosion

Zusammensetzung

Die nominale Zusammensetzung von Maraging Steel 300 Pulver ist:

Die wichtigsten Legierungselemente wie Nickel, Kobalt und Molybdän verleihen der Matrix die nötige Festigkeit, um ultrahohe Festigkeitswerte zu erreichen. Titan ist ein wichtiger Zusatz für die Kontrolle der Korngröße. Aluminium verbessert den Alterungsprozess.

Eigenschaften

Die nach einer angemessenen Wärmebehandlung von martensitaushärtendem Stahlpulver 300 erzielten Eigenschaften sind:

Die ultrahohe Festigkeit wird durch Mischkristallhärtung und Wärmebehandlung erreicht, die eine Ausscheidungshärtung ermöglicht. Außerdem weist es eine vergleichsweise gute Bruchzähigkeit auf. Aufgrund dieser Eigenschaften eignet es sich gut für kritische Bauteile in der Luft- und Raumfahrt und anderen anspruchsvollen Branchen.

Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung umfasst in der Regel folgende Schritte:

1. Lösung Behandlung: Erhitzen auf 593°C (1100°F) für 1 Stunde, dann Luftkühlung/Ölabschreckung. Erzeugt einen erweichten Zustand für eine einfache Bearbeitung.
2. Behandlung der Alterung: Erhitzen Sie 450 - 1200°F (230 - 650°C) für 1 - 6 Stunden und kühlen Sie dann an der Luft auf Raumtemperatur ab. Ermöglicht Ausscheidungshärtung, um die volle hohe Festigkeit zu erreichen.

Die Alterung bei niedrigeren Temperaturen führt zu einer höheren Zugfestigkeit, aber zu niedrigeren Dehnungswerten. Die Wärmebehandlung kann je nach den erforderlichen mechanischen Eigenschaften angepasst werden.

Anwendungen

Typische Anwendungen für martensitaushärtenden Stahl 300 Pulver sind:

• Luft- und Raumfahrt und Flugzeugkomponenten
• Militärische Ausrüstung
• Gehäuse von Raketenmotoren
• Turbinenschaufeln
• Industrielle Werkzeuge
• Druckbehälter
• Pleuelstangen
• Getriebe
• Nocken
• Befestigungselemente und Federn

Es ermöglicht eine zuverlässige Leistung unter hohen dynamischen Belastungen bei geringerem Gewicht im Vergleich zu anderen Luft- und Raumfahrtmaterialien. Zu den Komponenten gehören kritische Strukturteile, Triebwerks- und Getriebeelemente. Das pulvermetallurgische Verfahren erleichtert die Herstellung komplexer oder unregelmäßiger Formen.

Lieferanten und Preisgestaltung

Einige der wichtigsten Lieferanten von Maraging Steel 300 Pulver sind:

Die Preise können zwischen $45 - $60 pro kg variieren, je nach Auftragsvolumen, zusätzlicher Verarbeitung, Lieferfristen und regionalen Faktoren. Wird in der Regel in kleinen Mengen für die additive Fertigung verkauft. Die Preise für große Mengen können mit den Lieferanten ausgehandelt werden.

Normen

Derzeit gibt es keine formalen Spezifikationen für die Zusammensetzung und die Eigenschaften von Maraging Steel 300-Pulver, da es in erster Linie für die additive Fertigung und nicht für das herkömmliche Gießen/Schmieden konzipiert ist.

Die Lieferanten halten sich jedoch an die etablierten Normen für die martensitaushärtende Knetgüte 300, was die Grenzwerte für die Zusammensetzung und das Erreichen der beabsichtigten Festigkeitswerte durch eine angemessene Wärmebehandlung betrifft. Auch die Prüfnormen werden angepasst.

Vergleich mit Alternativen

Vs. Maraging Steel 250 Grade:

• Martensitaushärtung 300 hat 12-15% höhere Festigkeit
• Maraging 250 ist etwas härter
• Maraging 300 ist teurer

Vs. Rostfreie Stähle:

• 5-7 mal höhere Festigkeit als ausscheidungsgehärtete nichtrostende Stähle
• Bessere Bruchzähigkeit als die meisten nichtrostenden Güten
• Teurer als Edelstahl

Vs. Tischlerwerkzeugstähle:

• 2-3 mal höhere Festigkeit als Kaltarbeitsstähle
• Wesentlich bessere Zähigkeit, insbesondere in größeren Abschnitten
• Größere Dimensionsstabilität bei der Wärmebehandlung
• Schwierig zu schleifen oder zu polieren im Vergleich zu Werkzeugstählen

Beschränkungen

• Teures Legierungspulver
• Erfordert eine kontrollierte Wärmebehandlung
• Die Abschnittsgröße ist für kritische Anwendungen begrenzt
• Nach der Alterungsbehandlung nicht leicht zu schweißen oder zu verbinden
• Geringe Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit

Verbesserte Korrosionsbeständigkeit kann durch Hinzufügen von 1-3% Chrom erreicht werden, um martensitaushärtende rostfreie Typen herzustellen.

FAQs

F: Wofür wird martensitaushärtender Stahl verwendet?

A: Martensitaushärtende Stähle bieten eine sehr hohe Festigkeit in Verbindung mit einer guten Bruchzähigkeit und eignen sich daher für kritische statisch und dynamisch belastete Bauteile in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungsbereich, im Motorsport, im Werkzeugbau und in anderen anspruchsvollen Branchen.

F: Warum ist Maraging-Stahl so stark?

A: Martensitaushärtende Stähle sind aufgrund der Ausscheidungshärtung durch Wärmebehandlung einer Legierungszusammensetzung, die Schlüsselelemente wie Nickel, Kobalt, Molybdän und Titan enthält, ultrahochfest. Dies ermöglicht eine Veränderung der Molekularstruktur, die den Stahl extrem hart und widerstandsfähig gegen Versetzungen macht.

F: Was ist pulvermetallurgisch hergestellter Maraging-Stahl?

A: Es handelt sich um die Herstellung von Bauteilen aus martensitischem Stahlpulver mit Hilfe von additiven Fertigungsverfahren wie Laser-Pulverbettschmelzen, Binder-Jetting oder gerichteter Energieabscheidung. Dies ermöglicht eine größere Gestaltungsfreiheit im Vergleich zum konventionellen Schmieden und Bearbeiten. Das Ergebnis sind gleichwertige oder bessere Eigenschaften nach der Wärmebehandlung.

F: Ist martensitaushärtender Stahl spröde?

A: Nein, im Gegensatz zu anderen ultrahochfesten Stählen behalten martensitaushärtende Stähle eine vergleichsweise gute Bruchzähigkeit und Beständigkeit gegen Rissausbreitung. Allerdings ist die Querschnittsgröße für kritische Anwendungen begrenzt. Bei optimaler Alterungsbehandlung bieten sie ein gutes Gleichgewicht zwischen Festigkeit, Duktilität und Kerbschlagzähigkeit.

F: Kann man martensitaushärtenden Stahl schweißen?

A: Martensitaushärtende Stähle im geglühten/gelösten Zustand können mit herkömmlichen oder Festkörperverfahren geschweißt werden. Das Schweißen im gehärteten Zustand ist jedoch schwieriger und erfordert spezielle Verfahren. Verbundene Bauteile müssen möglicherweise erneut aufgelöst und erneut wärmebehandelt werden, um die Eigenschaften wiederherzustellen.

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