Polvo de acero inoxidable 300M

El 300M tiene un alto contenido en níquel y cromo, lo que le confiere una excelente resistencia a la corrosión, comparable a la de los aceros inoxidables 304 y 316. La composición se controla dentro de los estrechos márgenes que se indican a continuación:

Composición del polvo de acero inoxidable 300M

Elemento	Gama de composición
Carbono (C)	0,05% máx
Silicio (Si)	1,0% máx.
Manganeso (Mn)	2,0% máx.
Fósforo (P)	0,03% máx
Azufre (S)	0,01% máx
Cromo (Cr)	24.0-26.0%
Níquel (Ni)	19.0-22.0%
Molibdeno (Mo)	4.0-5.0%
Nitrógeno (N)	0.10-0.16%
Hierro (Fe)	Saldo

Los principales elementos de aleación, como el cromo, el níquel y el molibdeno, confieren al acero inoxidable 300M sus propiedades únicas. El alto contenido de cromo proporciona una excelente resistencia a la corrosión y la oxidación. El níquel mejora aún más esta resistencia haciendo que el acero sea más resistente a los ácidos reductores. El molibdeno mejora la resistencia a la corrosión por picaduras y grietas en cloruros.

También se añade nitrógeno para estabilizar la estructura austenítica y aumentar la resistencia mediante el refuerzo de la solución sólida. El carbono se restringe para minimizar la precipitación de carburos. El resultado final es un polvo de acero versátil resistente a la corrosión, ideal para la fabricación aditiva.

Propiedades del polvo de acero inoxidable 300M

El acero inoxidable 300M proporciona una excelente combinación de alta resistencia y buena ductilidad junto con una extraordinaria resistencia a la corrosión. A continuación se describen algunas propiedades clave:

Propiedades del polvo de acero inoxidable 300M

Propiedad	Valor
Densidad	7,9 g/cm3
Punto de fusión	1370°C (2500°F)
Conductividad térmica	12 W/m-K
Resistividad eléctrica	72 μΩ-cm
Módulo de elasticidad	200 GPa
Relación de Poisson	0.29
Resistencia a la tracción	165ksi (1140 MPa)
Límite elástico	140ksi (965 MPa)
Alargamiento	35%

La estructura austenítica confiere al 300M una mayor tenacidad y ductilidad en comparación con los grados martensíticos. También hace que el acero sea amagnético. El material tiene una buena resistencia hasta 600°C y puede utilizarse a temperaturas criogénicas. La resistencia a la corrosión es comparable a la del grado 316L. La resistencia al desgaste es inferior a la de los grados martensíticos, pero la maquinabilidad es excelente.

En general, el 300M ofrece un equilibrio excepcional entre resistencia, ductilidad, tenacidad a la fractura y resistencia a la corrosión, lo que lo hace adecuado para aplicaciones exigentes de fabricación aditiva en sectores como el aeroespacial, el químico, el del petróleo y el gas, etc.

Aplicaciones de polvo de acero inoxidable 300M

Algunos usos y aplicaciones típicos del polvo de acero inoxidable 300M son:

Aplicaciones de polvo de acero inoxidable 300M

Industria	Aplicaciones comunes
Aeroespacial	Componentes del motor, piezas estructurales, tren de aterrizaje
Automoción	Cuerpos de válvulas, piezas de bombas, componentes de turbocompresores
Médico	Implantes, prótesis, instrumental quirúrgico
Química	Bombas, válvulas, accesorios de tubería
Petróleo y gas	Herramientas de fondo de pozo, piezas de cabezal de pozo, componentes de alta mar
Industrial	Equipos de procesado de alimentos, placas de prensado, matrices y moldes
Consumidores	Cajas de reloj, joyas, objetos de arte decorativos

La excelente resistencia a la corrosión permite a la 300M soportar entornos de funcionamiento difíciles en industrias como la del petróleo y el gas, el procesamiento químico, el control de la contaminación, etc., donde las piezas están expuestas a ácidos, álcalis, sales o cloruros.

En aplicaciones aeroespaciales, ofrece una gran resistencia para reducir el peso, combinada con una buena resistencia a la fluencia y a la fatiga a temperaturas elevadas. La estructura austenítica le confiere una excelente tenacidad a la fractura.

En usos médicos como implantes y herramientas quirúrgicas, la buena biocompatibilidad y alta resistencia del inoxidable 300M son ventajosas. En productos de consumo, su atractivo aspecto y su capacidad de pulido a espejo lo hacen adecuado para aplicaciones decorativas.

La fabricación aditiva permite producir componentes con geometrías complejas y características internas que no son posibles con las rutas de fabricación convencionales. Esto amplía la libertad de diseño y la gama de aplicaciones del polvo de acero inoxidable 300M.

Especificaciones del polvo de acero inoxidable 300M

El polvo 300M está disponible comercialmente en diferentes rangos de tamaño, morfologías y mezclas adaptadas a diversos procesos de fabricación aditiva. A continuación se ofrecen algunas especificaciones clave:

Especificaciones del polvo de acero inoxidable 300M

Parámetro	Valores típicos
Forma de las partículas	Esférico, satélite, irregular
Tamaño de las partículas	15-45 μm, 15-53 μm, 53-150 μm
Densidad aparente	2,5-4,5 g/cm3
Densidad del grifo	3,5-4,5 g/cm3
Caudal	15-25 s/50g
Contenido en carbono	< 0,05 wt%
Contenido de oxígeno	< 0,15 wt%
Contenido en nitrógeno	0,10-0,16 wt%
Contenido en hidrógeno	< 0,0015 wt%

• Los polvos esféricos se esparcen fácilmente y tienen una buena fluidez para la deposición uniforme de capas. Son ideales para los procesos SLS/DMLS.
• Las morfologías irregulares y satélites proporcionan una mejor densidad de empaquetamiento para el chorro de ligante.
• Se prefieren tamaños de partícula más pequeños (~20 μm) para obtener una mejor resolución y acabado superficial.
• Los tamaños más grandes (~45-150 μm) mejoran el flujo de polvo y reducen los atascos del recuperador.

-La química, especialmente de elementos intersticiales como C, N, O, H se controla para evitar problemas de vaporización y porosidad durante la impresión.

Durante la atomización pueden utilizarse gases como el nitrógeno y el argón para minimizar la oxidación y la captación de hidrógeno. Los elementos de aleación se ajustan para compensar las pérdidas de vapor durante el proceso.

Proveedores de polvo de acero inoxidable 300M

El polvo 300M es ofrecido por varios proveedores líderes de materiales para la fabricación aditiva de metales:

Proveedores de polvo de acero inoxidable 300M

Empresa	Marcas	Tamaños de partículas disponibles
Sandvik	Osprey 300M	15-45 μm, 53-150 μm
Aditivo para carpinteros	300M-18, 300M-28	15-53 μm
Praxair	TruForm 300M	15-45 μm
Soluciones SLM	300M	15-45 μm
EOS	Acero inoxidable 300M	20-50 μm
Tecnología LPW	LF300M	15-45 μm

Los principales productores de polvo utilizan la atomización con gas para fabricar polvo esférico 300M adecuado para procesos de fusión de lecho de polvo por láser como la fusión selectiva por láser (SLM) y el sinterizado directo de metal por láser (DMLS).

Otros proveedores especializados ofrecen polvo 300M atomizado por agua y plasma con morfologías más irregulares a precios más bajos. Están orientados a aplicaciones de inyección de aglutinante.

En general, el polvo 300M está disponible en todo el mundo a través de los proveedores de materiales de AM metálica, lo que garantiza una cadena de suministro fiable para los usuarios finales.

Costes del polvo de acero inoxidable 300M

El polvo 300M es más caro que los grados más comunes como el inoxidable 316L debido a su composición especializada con alto contenido en níquel, cromo y molibdeno. A continuación se muestran algunos rangos de precios típicos:

Costes del polvo de acero inoxidable 300M

Grado de polvo	Morfología	Precios
300M prealeado	Esférica	$60-100 por kg
300M atomizado en agua	Irregular	$30-60 por kg

• Los polvos esféricos prealeados fabricados por atomización con gas son más costosos debido a los mayores costes de producción y a la mejor calidad.
• Los polvos irregulares atomizados con agua o plasma son más baratos pero tienen un mayor contenido de oxígeno.
• Los tamaños de partícula más grandes (>45 μm) tienen precios más bajos debido al mayor rendimiento durante la fabricación.
• Las cantidades más pequeñas y las mezclas personalizadas son más caras. Los pedidos a granel permiten negociar mejores precios.
• Los polvos elementales mezclados pueden suponer un ahorro de costes, pero su rendimiento es inferior al de las prealeaciones.
• Los polvos reciclados son ~20-30% más baratos, pero su reutilización es limitada.

En general, el polvo 300M cuesta entre $30-100 por kg en función del grado, la calidad, la morfología, las gamas de tamaños, los volúmenes de pedido y los precios de los proveedores. Los costes están bajando con la creciente competencia y los avances en la tecnología de atomización.

Manipulación de polvo en acero inoxidable 300M

El polvo 300M debe manipularse con cuidado para evitar su contaminación o mezcla con otros materiales. A continuación se proporcionan algunas directrices:

Manipulación de polvo en acero inoxidable 300M

• Almacenar los envases sin abrir en un ambiente seco e inerte para evitar la oxidación y la captación de humedad.
• Contenedores abiertos dentro de guanteras llenas de argón para evitar la exposición al aire
• Utilizar herramientas y recipientes dedicados exclusivamente a 300M para evitar la contaminación cruzada.
• Evitar el contacto con hierro o carbono para evitar cambios en la composición
• Mida el peso del polvo con precisión antes de reutilizarlo para controlar las proporciones de mezcla
• Tamizar los polvos antes de reutilizarlos para romper los aglomerados y eliminar las partículas grandes.
• No vierta el polvo directamente en el recipiente principal para evitar que se mezclen el polvo nuevo y el usado.
• Limpiar a fondo el equipo entre lotes de manipulación para evitar la contaminación cruzada.

La manipulación y el almacenamiento adecuados ayudan a mantener la composición del polvo, la morfología, la fluidez y las propiedades de reutilización. La contaminación puede afectar negativamente a las propiedades del material o provocar defectos de impresión.

Almacén de polvo de acero inoxidable 300M

El polvo 300M debe almacenarse en las siguientes condiciones:

Almacén de polvo de acero inoxidable 300M

• Conservar en su envase original cerrado hasta el momento de su uso
• Utilizar sellado con gas inerte o envasado al vacío para el almacenamiento a largo plazo
• Conservar en un lugar fresco y seco, protegido de la luz solar directa
• Las temperaturas ambiente entre 10-25°C son ideales para el almacenamiento
• Evitar las oscilaciones de temperatura y la humedad, que pueden provocar condensación.
• Utilice bolsas desecantes al abrir los recipientes para absorber la humedad
• Limitar el tiempo de almacenamiento a 6-12 meses para los polvos prealeados para evitar la oxidación.
• Rotar las existencias utilizando un sistema FIFO (primero en entrar, primero en salir)

El almacenamiento adecuado es crucial para evitar la degradación del polvo con el tiempo por la humedad, el oxígeno u otros factores ambientales. Siga las recomendaciones del fabricante para obtener la máxima vida útil.

Polvo de acero inoxidable 300M Seguridad

El polvo 300M requiere precauciones de manipulación similares a las de otros polvos finos de acero inoxidable:

Polvo de acero inoxidable 300M Seguridad

• Utilizar los EPI adecuados durante la manipulación - guantes, mascarillas, protección ocular
• Evitar respirar el polvo - utilizar ventilación y mascarillas
• Evitar el contacto con la piel para prevenir la sensibilización - utilizar guantes
• Utilizar herramientas a prueba de chispas y sistemas de aspiración diseñados para polvo combustible.
• Las guanteras de gas inerte protegen durante la manipulación
• Se recomienda utilizar iluminación y equipos eléctricos a prueba de explosiones
• Seguir las precauciones de la FDS y llevar los EPI mencionados durante el tratamiento
• Mantener la limpieza para evitar la acumulación de partículas y minimizar los riesgos
• Utilizar sistemas de recogida de polvo y procedimientos de limpieza para reducir el riesgo de polvo combustible.

Los polvos finamente divididos plantean riesgos como la sensibilización por exposición prolongada y los peligros de explosión por acumulación de polvo. La concienciación, la formación y las prácticas seguras son esenciales.

Impresión en polvo de acero inoxidable 300M

300M requiere parámetros de impresión optimizados adaptados a la aleación:

Acero inoxidable 300M Parámetros de impresión

• Potencia/densidad energética del láser: 150-220 W, 50-90 J/mm3
• Velocidades de escaneado: 600-1200 mm/s
• Espacio entre escotillas: 80-120 μm
• Grosor de la capa: 20-50 μm
• Se prefiere el argón a contracorriente al nitrógeno
• Los niveles de oxígeno inferiores a 1000 ppm evitan la oxidación
• El precalentamiento a 80-150°C reduce las tensiones residuales
• Tratamientos térmicos de alivio de tensión obligatorios para evitar el agrietamiento

Las consideraciones clave incluyen minimizar las tensiones térmicas y evitar problemas de agrietamiento en caliente para lograr impresiones de alta densidad. Es necesario ajustar algunos parámetros para optimizar los modelos de impresora específicos.

Polvo de acero inoxidable 300M Postprocesado

Los métodos típicos de postprocesado para piezas 300M incluyen:

Postprocesado de piezas de acero inoxidable 300M

• Eliminación de soportes mediante electroerosión o chorro de arena
• Alivio de tensiones a 1065-1120°C durante 1-2 horas para evitar el agrietamiento.
• Prensado isostático en caliente (HIP) para eliminar los huecos internos y mejorar la resistencia a la fatiga.
• Tratamiento térmico a 900-950°C para ajustar la dureza/resistencia
• Lijado, granallado, esmerilado, pulido para mejorar el acabado superficial
• Pasivado en ácido nítrico para eliminar el tinte térmico y mejorar la resistencia a la corrosión.
• Granallado para inducir tensiones de compresión y mejorar la resistencia a la fatiga
• Recubrimientos como PVD, CVD pueden proporcionar resistencia al desgaste/corrosión o apariencias únicas.

A menudo es necesario un acabado en varias fases para conseguir las propiedades deseadas del material, la precisión dimensional, la calidad de la superficie y la estética. El proceso depende de los requisitos de la aplicación.

Control de calidad del polvo de acero inoxidable 300M

Deben realizarse pruebas exhaustivas para garantizar la calidad del polvo y de la pieza impresa:

Pruebas de polvo de acero inoxidable 300M

Prueba	Detalles
Análisis químicos	ICP-OES, ICP-MS, química húmeda, OES de chispa
Distribución granulométrica	Difracción láser, análisis granulométrico
Morfología	Imágenes SEM, microscopía
Densidad del polvo	Volúmetro Scott, caudalímetro Hall
Caudal	Caudalímetro Hall
Análisis de humedad	Análisis termogravimétrico

Ensayo de piezas de acero inoxidable 300M

Prueba	Detalles
Densidad	Picnometría de Arquímedes, Helio
Rugosidad de la superficie	Perfilómetro, interferometría
Dureza	Rockwell, Vickers, Brinell
Resistencia a la tracción	ASTM E8
Microestructura	Microscopía óptica, análisis de imágenes
Unión de capas	Microscopía electrónica, colorante penetrante
Porosidad	Tomografía de rayos X, análisis de imágenes
Defectos superficiales	Pruebas de líquidos penetrantes, microscopía

Las pruebas exhaustivas según las normas industriales garantizan la calidad constante del polvo y el rendimiento de la pieza impresa. Minimiza los defectos y evita fallos de las piezas en servicio.

Ventajas del polvo de acero inoxidable 300M

Algunas de las ventajas de utilizar polvo 300M para la fabricación aditiva son:

• Excelente resistencia a la corrosión comparable a la del acero inoxidable 316L
• Alta resistencia con buena ductilidad y tenacidad a la fractura
• Puede procesarse fácilmente mediante fusión de lecho de polvo por láser, inyección de aglutinante, etc.
• Buena precisión dimensional y acabado superficial en las piezas impresas
• Funciona bien en entornos difíciles y a temperaturas elevadas
• Puede producir geometrías complejas que no son posibles con los métodos convencionales
• Las piezas pueden tratarse térmicamente para adaptar propiedades como la dureza, la resistencia, etc.
• Ofrece una flexibilidad de diseño no limitada por las restricciones típicas de fabricación
• Ahorra material, energía y costes frente a los métodos sustractivos
• Amplia oferta de los principales proveedores para garantizar un suministro fiable de material

La combinación de propiedades excepcionales de los materiales, fabricación avanzada y personalización hacen de la 300M una aleación ideal para componentes AM de misión crítica en todos los sectores.

Limitaciones del polvo de acero inoxidable 300M

El 300M también tiene algunas limitaciones que hay que tener en cuenta:

• Más caro que aleaciones comunes como 316L o 17-4PH inoxidable
• Requiere parámetros de procesamiento optimizados adaptados a la aleación
• Sensible a la contaminación por manipulación inadecuada del polvo
• Necesidad de prensado isostático en caliente (HIP) para eliminar los huecos internos
• Menor resistencia al desgaste que los polvos de acero inoxidable martensítico
• Requiere operaciones de postprocesado y acabado
• Las tensiones térmicas elevadas pueden provocar grietas; los tratamientos térmicos son obligatorios
• Durante el procesado puede producirse oxidación y absorción de nitrógeno
• Las piezas pueden requerir soportes para evitar deformaciones durante la impresión
• Número limitado de proveedores en comparación con aleaciones más comunes

Su composición especializada, su elevado coste y la necesidad de condiciones de procesamiento controladas limitan su uso a aplicaciones críticas en las que el rendimiento justifica su mayor coste.

Polvo de acero inoxidable 300M vs 316L vs 17-4PH

¿Cómo se compara el 300M con otros polvos de acero inoxidable populares como el 316L y el 17-4PH?

Comparación de polvos de acero inoxidable

Aleación	Composición	Propiedades	Aplicaciones
300M	Alto Ni, Cr, Mo	Excelente resistencia a la corrosión, buena ductilidad y tenacidad, alta resistencia hasta 600°C	Aeroespacial, petróleo y gas, química, alta temperatura
316L	Medio Ni, Cr	Excelente resistencia a la corrosión, fácilmente soldable, buena biocompatibilidad	Ferretería naval, implantes médicos, procesamiento de alimentos
17-4PH	Medio Ni, Cr + Cu	Gran dureza y resistencia, buena resistencia a la corrosión, tratable térmicamente	Aeroespacial, utillaje, automoción, moldes de plástico

300M proporciona la mejor combinación de resistencia a la corrosión y resistencia útil a temperaturas elevadas. Se prefiere el 17-4PH para aplicaciones

El polvo de acero inoxidable 300M es un material especializado utilizado en aplicaciones de pulvimetalurgia y fabricación aditiva. Este acero inoxidable austenítico de alta aleación presenta una excelente resistencia a la corrosión y propiedades de alta resistencia.

El polvo 300M puede utilizarse para crear componentes metálicos complejos mediante técnicas de fabricación avanzadas, como el sinterizado selectivo por láser (SLS), el sinterizado directo de metal por láser (DMLS) y la inyección de aglutinante. Los polvos esféricos finos se esparcen fácilmente y se sinterizan uniformemente, produciendo piezas densas.

Aquí hay más contenido que continúa con la comparación entre los polvos de acero inoxidable 300M, 316L y 17-4PH:

Comparación detallada

• El 300M tiene mayor resistencia a la tracción que el 316L y menor ductilidad. Mantiene la resistencia hasta 600 °C mejor que el 316L.
• El 316L presenta la mejor resistencia a la corrosión en general, seguido del 300M y el 17-4PH. El 300M resiste mejor la corrosión por picaduras y grietas que el 316L.
• El 17-4PH alcanza la mayor dureza después del tratamiento térmico, pero tiene menor tenacidad que el 300M y el 316L.
• El 300M tiene mayor contenido de níquel que el 316L y el 17-4PH, lo que mejora la resistencia a la corrosión. El 17-4PH contiene cobre para el endurecimiento por precipitación.
• El 300M se utiliza en aplicaciones especializadas que requieren resistencia a temperaturas elevadas, como los componentes aeroespaciales. El 316L se utiliza ampliamente en entornos corrosivos en sectores en los que la alta resistencia no es crítica.
• El 17-4PH es adecuado para aplicaciones que requieren una gran dureza, como moldes, herramientas y piezas resistentes al desgaste para automoción y consumo.
• Los polvos 300M y 17-4PH son más caros que el polvo 316L común. El 17-4PH es relativamente más fácil de procesar por sinterizado láser que el 300M.
• Los tres son grados fácilmente soldables en estado recocido/solucionado. El 17-4PH requiere un tratamiento de envejecimiento después de la soldadura para restaurar sus propiedades.
• El 300M requiere tratamientos térmicos de alivio de tensión después de la impresión para evitar el agrietamiento. El 17-4PH suele someterse al tratamiento térmico H900 tras la fabricación para obtener unas propiedades óptimas.

En resumen, el 300M ocupa un nicho entre la resistencia generalizada a la corrosión del 316L y la alta resistencia/dureza del 17-4PH martensítico. Ofrece las mejores propiedades a temperaturas elevadas, cruciales para las aplicaciones aeroespaciales.

Preguntas sobre el polvo de acero inoxidable 300M

Estas son algunas preguntas frecuentes sobre el polvo de acero inoxidable 300M:

Preguntas frecuentes sobre el polvo de acero inoxidable 300M

P: ¿Qué tamaño de partícula es mejor para imprimir acero inoxidable 300M?

R: Se recomiendan 15-45 micras para SLM/DMLS. Los tamaños mayores de 45-100 micras mejoran la fluidez pero reducen la resolución.

P: ¿Cuál es la densidad típica alcanzada en piezas de 300M impresas mediante fusión de lecho de polvo láser?

R: Se puede conseguir una densidad de impresión superior a 99% con parámetros optimizados. El HIP ayuda a eliminar los huecos internos.

P: ¿Cuál es la rugosidad superficial típica de las piezas 300M as-printed?

R: La rugosidad superficial típica es de unas 10-15 micras Ra, que puede reducirse a menos de 1 micra mediante pulido.

P: ¿Necesita el 300M algún tratamiento térmico posterior?

R: Sí, se recomienda la distensión a 1065-1120°C para evitar el agrietamiento seguida de un enfriamiento a <50°C/h.

P: ¿Cuáles son las aplicaciones típicas de las piezas 300M impresas con chorro de tinta?

R: Los componentes de herramientas, plantillas, accesorios y moldes de inyección de plástico son aplicaciones comunes que se benefician de la dureza y la resistencia a la corrosión.

P: ¿Cómo debe almacenarse la pólvora 300M no utilizada para su reutilización?

R: En un recipiente seco y sellado en atmósfera inerte a 10-25°C hasta 1 año. Almacenar lejos de la contaminación por hierro.

P: ¿Se puede tratar térmicamente el 300M para aumentar su dureza?

R: Sí, el envejecimiento a 900-950°C puede aumentar la dureza hasta 38 HRC, de forma similar a los grados de endurecimiento por precipitación.

Esto cubre algunas preguntas clave sobre el polvo 300M. Póngase en contacto con nosotros para cualquier otra consulta específica.

Conclusión

En resumen, el polvo de acero inoxidable 300M proporciona una combinación excepcional de alta resistencia, buena ductilidad, excelentes propiedades a temperaturas elevadas y una resistencia a la corrosión inigualable por otras aleaciones. Es ideal para componentes críticos aeroespaciales, de petróleo y gas, y de la industria química impresos mediante las últimas técnicas de fabricación aditiva.

Hay que tener cuidado durante el almacenamiento, la manipulación y el procesamiento para conseguir unas propiedades óptimas del material. Las pruebas y el control de calidad también son esenciales en todas las fases. Los costes más elevados limitan su uso a aplicaciones nicho en las que el rendimiento justifica el sobreprecio respecto a las aleaciones comunes.

Con la creciente madurez de la tecnología AM y las futuras reducciones de costes, las aleaciones especializadas como la 300M verán ampliada su adopción en todos los sectores que busquen beneficiarse de sus propiedades únicas y personalizar los componentes para obtener el máximo rendimiento.