Martensitaushärtender Stahl 250 Pulver

Übersicht

Martensitaushärtender Stahl 250 Pulver ist ein ausscheidungshärtbares Stahlpulver, das für den 3D-Druck oder für additive Fertigungsanwendungen verwendet werden kann. Es hat eine ausgezeichnete Festigkeit und Zähigkeit in Kombination mit guter Schweißbarkeit und Duktilität.

Zu den wichtigsten Eigenschaften und Merkmalen von martensitaushärtendem Stahlpulver 250 gehören:

Zusammensetzung: Eisen-Nickel-Legierung mit 18-19% Nickel, 7-9% Kobalt, 3-5% Molybdän, 0,6-1,2% Titan und weniger als 0,1% Kohlenstoff

Die Dichte: 8,1 g/cc

Schmelzpunkt: 1480-1525°C

Höchste Zugfestigkeit: >250 ksi (>1723 MPa) im gealterten Zustand

Dehnung: 10-15% in gealtertem Zustand

Härte: 50 HRC im gealterten Zustand

Martensitaushärtender Stahl hat seinen Namen von der kombinierten Wirkung von martensitische Umwandlung und Alterung. Der niedrige Kohlenstoffgehalt ermöglicht die Bildung von weichem Martensit bei schneller Abkühlung. Die anschließende Alterung bei 480-510 °C ermöglicht eine feine Ausscheidung intermetallischer Phasen, die eine hohe Festigkeit und Zähigkeit bewirken.

Aufgrund dieser Kombination von Eigenschaften eignet sich martensitaushärtender Stahl für Produkte, die eine hohe Festigkeit sowie Zähigkeit und Schweißbarkeit erfordern. Das Druckverfahren auf Pulverbettbasis ermöglicht die Herstellung komplexer Teile.

Martensitaushärtender Stahl 250 Zusammensetzung des Pulvers

Martensitaushärtende Stähle haben niedrige Kohlenstoffkonzentrationen, in der Regel weniger als 0,1%. Dies verhindert die Bildung von Karbiden während der Alterung, die den Stahl spröde machen können.

Die Zusammensetzung von martensitaushärtendem Stahlpulver der Güteklasse 250 ist:

Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von martensitaushärtendem Stahlpulver 250

Element	Gewicht %
Nickel	18-19
Kobalt	7-9
Molybdän	3-5
Titan	0.6-1.2
Kohlenstoff	<0.1
Eisen	Bilanz

Kleine Zusätze von Titan und Aluminium verbessern die Härtungsreaktion. Der Kohlenstoffgehalt wird mit unter 0,1% niedrig gehalten, um unerwünschte Karbidausscheidungen zu verhindern.

Der niedrige Kohlenstoffgehalt in Verbindung mit einem ausgewogenen Nickel- und Kobaltgehalt ergibt eine hervorragende Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit nach der Alterungsbehandlung.

Herstellungsverfahren für Maraging Steel 250 Pulver

Martensitaushärtender Stahl wird in einem Vakuum-Induktionsschmelzofen doppelt geschmolzen, um die Zusammensetzung zu kontrollieren. Die Schmelze wird dann durch Gasverdüsung schnell zu Pulver verfestigt.

Tabelle 2: Typisches Herstellungsverfahren für martensitaushärtenden Stahl 250 Pulver

Schritt	Einzelheiten
Schmelzen	Vakuum-Induktionsschmelzen
Schnelle Erstarrung	Zerstäubung mit Inertgas zu feinem Pulver
Siebung	Klassifizierung der Partikelgröße
Sphärisierung	Für eine bessere Fließfähigkeit des Pulvers

Die Gasverdüsung ermöglicht die Kontrolle über die Größenverteilung und Morphologie des Pulvers. Die Pulverpartikel haben im Allgemeinen eine kugelförmige Gestalt mit einigen Trabanten.

Der typische Größenbereich liegt zwischen 15 und 45 Mikrometern, aber je nach Anwendungsanforderungen werden auch kleinere oder größere Größen hergestellt.

Eigentum von Martensitaushärtender Stahl 250 Pulver

Martensitaushärtender Stahl verbindet gute Verarbeitbarkeit im geglühten Zustand mit sehr hoher Festigkeit im gealterten Zustand. Für einen Stahl dieser Festigkeitsklasse weist er außerdem eine ausgezeichnete Zähigkeit auf.

Tabelle 3: Überblick über die Eigenschaften von martensitaushärtendem Stahlpulver 250 unter verschiedenen Bedingungen

Eigentum	Wie-verfestigt	Gealtert
Streckgrenze	~100 ksi	>250 ksi
Zugfestigkeit	120-140 ksi	>260 ksi
Dehnung	20-25%	8-15%
Härte	30 HRC	50 HRC
Zähigkeit	Ausgezeichnet	Gut

Aufgrund seiner Eigenschaften eignet es sich sowohl für die Verwendung im gedruckten Zustand als auch für die Wärmebehandlung. Die Teile können nach dem Druck leicht bearbeitet und anschließend gealtert werden, um ihre Festigkeit zu erhöhen.

Wärmebehandlung von Maraging-Stahl 250 Pulver

Um die höchste Festigkeit zu erreichen, muss Maraging-Stahl einer geeigneten Wärmebehandlung unterzogen werden. Das Standardverfahren ist:

• Lösungsfindung: Erhitzen auf 820-840°C, 1-2 Stunden halten, schnell abkühlen
• Alterung: Erhitzen auf 480-510°C, 3-6 Stunden halten, an der Luft abkühlen

Bei der Lösungsglühung wird Martensit durch Erhitzen in das Austenit-Phasenfeld und anschließendes schnelles Abkühlen gebildet. Dadurch entsteht eine weiche Phase, die für Umwandlungen während der Alterung bereit ist.

Die Alterung führt zur Bildung intermetallischer Ausscheidungen in der Martensitmatrix. Dies führt zu einer erheblichen Steigerung der Festigkeit. Die richtige Alterungszeit und -temperatur ist entscheidend.

Schlüsselanwendungen von Maraging Steel 250 Powder

Die Kombination dieser Eigenschaften macht Maraging-Stahl für verschiedene anspruchsvolle Anwendungen geeignet:

Tabelle 4: Überblick über die wichtigsten Anwendungen von Maraging Steel 250 Pulver

Industrie	Anwendungen	Vorteile
Luft- und Raumfahrt	Turbinenschaufeln, Triebwerkskomponenten	Hohe Festigkeit, Bruchzähigkeit
Automobilindustrie	Fahrwerk, Komponenten des Antriebsstrangs	Festigkeit, Schweißbarkeit
Werkzeugbau	Spritzgussformen, Formwerkzeuge	Hohe Festigkeit, Formbeständigkeit
Allgemeines Ingenieurwesen	Schächte, Gehäuse, Vorrichtungen	Stärke, Zähigkeit

• Die erreichbaren ultrahohen Festigkeiten machen es für kritische statisch und dynamisch tragende Teile geeignet.
• Hervorragende Zähigkeit verringert das Risiko eines plötzlichen Bruches.
• Gute Bearbeitbarkeit im geglühten Zustand. Komplexe Formen können nach dem Druck bearbeitet werden.
• Kann zum Zusammenbau großer Bauteile geschweißt werden.
• Die geringe thermische Ausdehnung ermöglicht eine hervorragende Maßkontrolle bei Werkzeuganwendungen.

Spezifikationen und Normen

Martensitaushärtender Stahl der Güteklasse 250 entspricht den folgenden Spezifikationen:

Tabelle 5: Spezifikationen und Normen für martensitaushärtenden Stahl der Güteklasse 250 in Pulverform

Standard	Bezeichnung	Land
ASTM	A743	USA
DE	1.2709	Europa

Äquivalente Standardsorten aus anderen Ländern:

• Japan: JIS G4805-SUH850
• China: GB 8162-99
• Russland: EP741N

Da es sich um einen relativ neuen Werkstoff handelt, werden die Spezifikationen für martensitaushärtenden Stahl noch weiterentwickelt. Für spezielle Anwendungen werden häufig maßgeschneiderte Güten hergestellt.

Lieferanten und Preisgestaltung

Martensitaushärtender Stahl 250 Pulver kann von den folgenden führenden Lieferanten bezogen werden:

Tabelle 6: Übersicht über einige Anbieter von Maraging Steel 250 Pulver und ungefähre Preise

Unternehmen	Markennamen	Preise
Sandvik	Fischadler 250	$100+/kg
EOS	MaragingSteel MS1	$90+/kg
Schreiner	Benutzerdefiniert 450	$110+/kg
Praxair	Mara 250	$120+/kg

• Die Preise variieren von $90-120+ pro kg je nach Auftragsvolumen und genauer Chemie.
• Kundenspezifische Legierungen, die auf die Anforderungen der Anwendung zugeschnitten sind, sind ebenfalls erhältlich.
• Kleine Muster können online bei Unternehmen für 3D-Druckmaterialien erworben werden.

Vergleich mit Alternativen

Tabelle 7: Vergleich von martensitaushärtendem Stahl 250 mit alternativen Materialien

Eigentum	Martensitaushärtender Stahl 250	17-4PH Edelstahl	Inconel 718	Titan Ti64
Dichte	8,1 g/cc	7,8 g/cc	8,2 g/cc	4,4 g/cc
Zugfestigkeit	>260 ksi	190 ksi	190 ksi	130 ksi
Dehnung	8-15%	12-20%	19-29%	10-25%
Korrosionsbeständigkeit	Mäßig	Sehr gut	Ausgezeichnet	Ausgezeichnet
Thermische Eigenschaften	Durchschnitt	Schlecht	Gut	Durchschnitt
Kosten	Hoch	Mäßig	Sehr hoch	Mäßig

Vorteile von martensitaushärtendem Stahl 250:

• Höchste Festigkeit im Druckzustand
• Ausgezeichnete Bruchzähigkeit
• Gute Bearbeitbarkeit und Schweißbarkeit
• Maßhaltigkeit bei der Wärmebehandlung

Nachteile:

• Geringere Korrosionsbeständigkeit als Edelstahl oder Superlegierungen
• Höhere Kosten als Stähle wie 17-4PH
• Niedrigere Temperaturbeständigkeit als Nickellegierungen

Insgesamt bietet martensitaushärtender Stahl 250 im Vergleich zu anderen Werkstoffen die beste Kombination aus extrem hoher Festigkeit und mittleren Kosten.

Schlussfolgerung

• Martensitaushärtender Stahl 250 Pulver kann nach der Alterung außergewöhnliche Zugfestigkeiten von über 260 ksi erreichen.
• Es wird häufig für kritische Komponenten in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie, im Werkzeugbau und im allgemeinen Maschinenbau verwendet.
• Die ausgewogene Nickel- und Kobaltzusammensetzung sorgt für eine optimale Kombination von Festigkeit und Zähigkeit.
• Hervorragende Dimensionsstabilität während des Lösungsprozesses und der Alterung machen es ideal für Werkzeuganwendungen.
• Der pulverbettbasierte 3D-Druck ermöglicht nun die Herstellung sehr komplexer Teile mit diesem hochfesten Stahlpulver.

FAQ

Was ist Maraging Steel 250-Pulver?

Maraging Steel 250 Powder ist eine Art von Metallpulver, das in additiven Fertigungsverfahren wie dem 3D-Druck verwendet wird. Es besteht aus Maraging-Stahl, der für seine außergewöhnliche Festigkeit und Zähigkeit bekannt ist.

Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Maraging Steel 250 Powder?

Maraging Steel 250 Powder ist bekannt für seine hohe Festigkeit, hervorragende Bruchzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Es zeichnet sich auch dadurch aus, dass es wärmebehandelt werden kann, um eine noch größere Härte zu erreichen.

Was ist die Anwendung von Maraging Steel 250 Powder?

Dieses Pulver wird in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und der Medizintechnik zur Herstellung von Teilen und Komponenten verwendet, die eine hohe Festigkeit und Haltbarkeit erfordern. Zu den üblichen Anwendungen gehören Komponenten für die Luft- und Raumfahrt, Werkzeuge und medizinische Implantate.

Wie wird Maraging Steel 250 Powder im 3D-Druck verarbeitet?

Maraging Steel 250 Powder wird normalerweise in Pulverbettschmelzverfahren wie dem selektiven Laserschmelzen (SLM) oder dem Elektronenstrahlschmelzen (EBM) verwendet. Bei diesen Verfahren wird ein hochenergetischer Laser- oder Elektronenstrahl eingesetzt, um die Pulverpartikel selektiv zu schmelzen und Schicht für Schicht zu einem 3D-Objekt zu verschmelzen.

Was sind die Vorteile der Verwendung von Maraging Steel 250 Powder im 3D-Druck?

Zu den Vorteilen zählen das hohe Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, die hervorragenden mechanischen Eigenschaften und die Möglichkeit, komplexe Geometrien herzustellen. Es ist auch für die Herstellung von Teilen mit komplizierten Details geeignet.

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