Poudre d'acier 15n20 : Propriétés, production et applications

Vue d'ensemble Poudre d'acier 15n20

La poudre d'acier 15n20 est une poudre d'alliage à base de fer contenant du nickel, du chrome, du molybdène et du carbone. Il se caractérise par une résistance élevée, une grande dureté, une résistance à l'usure et à la corrosion, ainsi qu'une bonne stabilité dimensionnelle lors du frittage.

Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier 15n20 sont les suivantes :

Composition

• Bilan de fer (Fe)
• Chrome (Cr) 3-5 wt%
• Nickel (Ni) 1%
• Molybdène (Mo) 0,3-0,6%
• Carbone (C) 0,2% max

Propriétés

• Densité : 7,7-7,9 g/cm3
• Compressibilité : Bonne
• Résistance verte : élevée
• Résistance au frittage : Très élevée
• Dureté : élevée
• Résistance à l'usure : Excellente
• Résistance à la corrosion : Très bonne
• Température de service maximale : ~500°C

Caractéristiques

• Forme : Irrégulière, angulaire
• Gamme de tailles : 10-150 μm
• Fluidité : Moyenne
• Compacité : élevée
• Aptitude au frittage : Bonne jusqu'à 1350°C
• Usinabilité : Modérée

L'acier 15n20 est apprécié pour sa capacité à atteindre des niveaux de résistance élevés, jusqu'à 1 000 MPa, tout en conservant une ductilité raisonnable après frittage. Les pièces peuvent être traitées thermiquement pour améliorer les performances mécaniques.

L'ajout de nickel renforce la trempabilité et les propriétés d'impact, tandis que le chrome et le molybdène augmentent la résistance grâce au renforcement par solution solide et par précipitation. Cette composition est spécialement conçue pour les applications de métallurgie des poudres par pressage et frittage nécessitant un matériau robuste.

Méthodes de production pour Poudre d'acier 15n20

La poudre d'acier 15n20 peut être produite selon les méthodes suivantes :

Atomisation de l'eau

L'alliage d'acier fondu est désintégré par des jets d'eau à haute pression en fines gouttelettes qui se solidifient en poudres irrégulières avec une grande surface idéale pour un frittage rapide. Il s'agit de la méthode de production la plus courante et la plus économique. Les poudres atomisées à l'eau présentent de bonnes propriétés d'écoulement et de compactage, ce qui est préférable pour le pressage automatique.

Atomisation des gaz

Des jets de gaz inertes fragmentent le flux fondu en petites particules de morphologie sphérique et d'une très grande pureté. Ce procédé est plus lent et plus coûteux, mais il est nécessaire pour les pièces de PM les plus sophistiquées. Les poudres atomisées au gaz présentent d'excellentes caractéristiques d'écoulement et d'emballage, recherchées pour les formes de composants complexes et les sections minces.

Électrolyse

La composition est déposée par électrolyse sur un substrat cathodique et éliminée par des méthodes mécaniques pour obtenir des poudres floconneuses. Bien que la chimie soit contrôlée avec précision, les poudres électrolytiques peuvent présenter des niveaux élevés d'oxygène, ce qui nécessite des traitements de recuit avant le pressage. La forme irrégulière a un impact sur la densité mais permet un pressage sans liant.

Alliage mécanique

Les poudres métalliques élémentaires sont mélangées et soumises à une action mécanique intense dans un broyeur à billes avec un agent de contrôle du processus. L'alliage mécanique produit des mélanges de composition homogène que la métallurgie conventionnelle des lingots ne permet pas d'obtenir. Toutefois, les particules composites peuvent encore nécessiter un traitement thermique avant d'être utilisées dans les particules.

Applications et utilisations de la poudre d'acier 15n20

La poudre d'acier 15n20 est spécialement conçue pour la production de pièces structurelles par métallurgie des poudres, par compactage et frittage.

Les applications typiques des composants en acier fritté 15n20 sont les suivantes :

• Automobile - Engrenages, pignons, bielles, axes de poignet, culbuteurs
• Consommateurs - Couteaux, ciseaux, lames de rasoir, cadenas
• Industrie - Roulements, coussinets, bagues d'étanchéité, sièges de soupapes, bandes d'usure
• Militaire - Composants d'armes à feu, pièces de missiles et de munitions
• Pétrole et gaz - Outils de complétion de puits, pistolets de perforation, vannes de fond de puits

Ce matériau offre une excellente combinaison de propriétés - résistance, dureté, résistance à l'usure, résistance thermique - nécessaires pour cette gamme d'applications critiques. Le chrome, le molybdène et le nickel de l'acier 15n20 offrent également une résistance substantielle à la corrosion dans différents environnements.

De nombreuses pièces sont traitées thermiquement (cémentation, carbonitruration, trempe par induction) après le frittage pour une optimisation localisée de la dureté en fonction des contraintes et des exigences de l'utilisation finale. Des taux de production élevés à des coûts inférieurs à ceux des équivalents coulés ou forgés font du 15n20 un alliage de métallurgie des poudres populaire.

Spécifications de la poudre d'acier 15n20

La poudre d'acier 15n20 répond à différentes classifications et sa composition chimique est régie par des spécifications internationales :

Classification

• Acier rapide
• Acier de construction P/M
• Acier chrome-nickel-molybdène

Normes

• ISO 4491 15n20
• JIS SUS 15n20
• ASTM A331 15n20
• DIN 1.2702

Spécifications de la composition

Gamme de tailles

Les poudres destinées au pressage sont normalement plus fines que 45 microns. Les particules plus grossières de 125+ microns peuvent être utilisées pour le moulage par injection de composants frittés. Une répartition plus serrée des tailles permet d'obtenir une meilleure densité de compactage.

Fournisseurs de Poudre d'acier 15n20

De nombreux fabricants de poudres et fournisseurs de poudres métalliques parmi les plus importants au monde produisent de la poudre d'acier 15n20 :

• Höganäs (Suède)
• Rio Tinto Metal Powders (États-Unis)
• JFE Steel (Japon)
• Poudre CNPC (Chine)
• Sandvik Osprey (Royaume-Uni)
• AMETEK (USA)
• Carpenter Powder Products (États-Unis)

Tarification

La poudre d'acier 15n20 est vendue par poids unitaire, généralement en sacs ou en fûts de 25 à 500 kg. Les prix varient en fonction de :

• Niveau de pureté
• Méthode de production
• Taille et distribution
• Remises sur les quantités achetées et les commandes groupées

Les prix dépendent fortement de la dynamique du marché entre l'offre et la demande et les coûts des matières premières. Contactez directement les fournisseurs pour obtenir un devis en fonction de votre volume annuel et de vos exigences en matière de pureté.

Comparaison entre les produits en poudre d'acier 15n20

Variables clés lors de la sélection des fournisseurs de poudre 15n20 :

Méthode de production

• L'atomisation de l'eau offre le meilleur équilibre entre le coût et les propriétés.
• Poudres atomisées au gaz et poudres électrolytiques utilisées lorsque la pureté est critique
• Les poudres en alliage mécanique offrent des compositions personnalisées

Morphologie des poudres

• Les poudres irrégulières et angulaires améliorent la résistance à l'état vert
• Les poudres arrondies et sphériques améliorent l'écoulement et l'emballage.

Gamme de tailles de poudres

• Ultrafine <20 microns pour les microcomposants
• Norme inférieure à 45 microns pour le pressage
• Les particules plus grosses >100 microns conviennent au moulage par injection de métaux

Normes de pureté

• Moins d'oxygène
• N et S inférieurs pour des performances élevées
• Contrôle strict des éléments lumineux

Avant d'acheter, évaluez toujours la certification de la composition, les normes de contrôle de la fabrication, les protocoles d'essai et les procédures de qualité.

Avantages et limites de la poudre d'acier 15n20

Avantages

• Haute résistance après frittage - jusqu'à 1200 MPa
• Excellentes propriétés et résistance à l'usure
• Très bonne résistance
• Résistant à la corrosion, en particulier dans les environnements de travail chauds
• Dimensions stables lors du frittage en phase liquide
• Coût inférieur à celui de nombreux aciers à outils et nuances d'acier inoxydable
• Frittage à des températures plus basses pour conserver les carbures fins

Limites

• Résistance plus faible après un traitement thermique à haute densité par rapport aux équivalents forgés
• Non recommandé pour les applications à faible contrainte - faible trempabilité
• Susceptible de se transformer en grain à partir de 1250°C
• Difficile d'usiner des caractéristiques complexes en raison de la dureté.
• Les grandes pièces sont plus lentes à se densifier - variation du retrait
• Poudres atomisées au gaz et électrolytiques coûteuses

Pour obtenir un maximum d'avantages, les ingénieurs doivent concevoir des pièces en tenant compte des paramètres de performance de l'acier P/M 15n20, en tenant compte à la fois des capacités et des contraintes.

FAQ

Qu'est-ce que l'acier 15n20 ?

L'acier 15n20 est un acier de métallurgie des poudres faiblement allié au chrome-nickel-molybdène qui présente une résistance mécanique, une dureté et des propriétés d'usure élevées, ainsi qu'une résistance modérée à la corrosion après frittage et/ou traitement thermique secondaire.

Qu'est-ce que Poudre d'acier 15N20?

Le 15N20 est un acier à haute teneur en carbone et en nickel, souvent utilisé dans la production de lames Damas et de lames soudées. La poudre d'acier 15N20 est une forme finement broyée de cet acier qui est couramment utilisée dans les processus de métallurgie des poudres pour la fabrication de lames et d'autres produits métalliques.

Quelles sont les principales propriétés de l'acier 15N20 ?

L'acier 15N20 est connu pour sa teneur élevée en carbone (environ 0,75-0,85%), son alliage de nickel et sa bonne rétention des arêtes. Il est également connu pour sa capacité à créer des motifs complexes lorsqu'il est forgé en combinaison avec d'autres aciers.

Comment la poudre d'acier 15N20 est-elle produite ?

La poudre d'acier 15N20 est généralement produite à l'aide d'un processus appelé atomisation ou atomisation au gaz. Dans ce processus, l'acier 15N20 fondu est pulvérisé à travers une buse et rapidement refroidi à l'aide d'un gaz à haute pression, ce qui produit de fines particules de poudre.

Quelles sont les applications de la poudre d'acier 15N20 ?

La poudre d'acier 15N20 est principalement utilisée dans la production de lames Damas et de lames soudées. Elle peut également être utilisée dans d'autres applications où une teneur élevée en carbone et une bonne conservation du tranchant sont souhaitées, telles que la fabrication de couteaux, d'épées et la forge.

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