Acier inoxydable 17-4PH Poudre en 2024

Vue d'ensemble

La poudre d'acier inoxydable 17-4PH est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation qui peut être utilisé pour l'impression 3D de métal. Il présente une résistance et une dureté élevées ainsi qu'une bonne résistance à la corrosion. Le 17-4PH contient environ 4% de cuivre, ce qui permet le durcissement de l'alliage par précipitation des particules riches en cuivre.

Cet article présente une vue d'ensemble de la poudre 17-4PH, y compris sa composition, ses propriétés, son traitement, ses applications, ses fournisseurs et des comparaisons avec d'autres alliages. Les principaux détails sont résumés dans les tableaux ci-dessous.

Composition de la poudre 17-4PH

Le 17-4PH tire son nom de sa composition qui comprend environ 4% de cuivre. Les principaux éléments d'alliage sont :

La teneur en cuivre entraîne un durcissement par précipitation qui augmente considérablement la résistance et la dureté du 17-4PH. Le chrome assure la résistance à la corrosion. Le nickel renforce également la résistance à la corrosion tout en améliorant la ductilité et la ténacité.

Propriétés de la poudre 17-4PH

La poudre 17-4PH offre une excellente combinaison de haute résistance mécanique et de bonne résistance à la corrosion. Ses principales propriétés sont les suivantes

La solidité, la dureté et la résistance à la corrosion peuvent être adaptées grâce à un traitement thermique. Le recuit de mise en solution rend l'alliage souple et ductile. Le vieillissement ultérieur induit la précipitation de particules riches en cuivre qui entravent le mouvement des dislocations, ce qui durcit et renforce le matériau.

17-4PH Traitement

La poudre 17-4PH peut être traitée par plusieurs méthodes d'impression 3D de métaux :

• Fusion laser sur lit de poudre (L-PBF)
• Fusion en lit de poudre par faisceau d'électrons (E-PBF)
• Dépôt d'énergie dirigée (DED)

Le L-PBF est l'une des approches les plus courantes. Les paramètres du processus doivent être soigneusement contrôlés pour obtenir des pièces denses et sans fissures et éviter les contraintes résiduelles.

Conditions de traitement typiques pour la poudre de 17-4PH dans le L-PBF :

• Épaisseur de la couche : 20-50 μm
• Puissance du laser : 100-400 W
• Vitesse de balayage : 100-1500 mm/s
• Espacement des hachures : 80-120 μm
• Diamètre du faisceau : 50-100 μm

Un traitement thermique de détente est recommandé après l'impression pour éliminer les contraintes résiduelles. Les pièces imprimées peuvent être recuites en solution et vieillies pour augmenter leur dureté et leur résistance.

17-4PH Applications

Le 17-4PH est utilisé pour les pièces métalliques imprimées en 3D qui nécessitent une résistance élevée, une grande dureté et une résistance modérée à la corrosion dans une variété d'industries :

• Aéronautique : Aubes de turbines, roues, fixations, supports
• Automobile : Composants de transmission, pièces de turbocompresseurs
• Pétrole et gaz : Vannes, pièces de tête de puits, pompes
• Ingénierie générale : Outillage, montages, moules

Grâce à sa dureté élevée après vieillissement, le 17-4PH convient aux applications résistantes à l'usure. Il peut remplacer des matériaux difficiles à usiner tels que les aciers à outils pour les moules d'injection et les matrices. L'alliage est couramment utilisé pour les supports et les boîtiers structurels à haute résistance.

17-4PH Fournisseurs de poudre

La poudre 17-4PH est disponible dans le commerce auprès des principaux fabricants de poudres métalliques :

Les prix varient de $50/lb à $90/lb en fonction de la quantité commandée. Des distributions granulométriques personnalisées et des qualités de haute pureté (par exemple, passivées au phosphate) sont disponibles.

17-4PH vs. autres alliages

Le 17-4PH se compare à l'acier inoxydable et aux alliages d'acier à outils comme suit :

FAQ

Quels sont les principaux avantages de l'acier inoxydable 17-4PH ?

Les principaux avantages du 17-4PH sont sa résistance et sa dureté élevées, associées à une résistance modérée à la corrosion. Le vieillissement permet d'obtenir des valeurs de dureté allant jusqu'à 44 HRC. Il offre une résistance nettement supérieure à celle des aciers inoxydables de la série 300.

À quoi sert l'acier inoxydable 17-4PH ?

Les applications courantes du 17-4PH comprennent les composants structurels tels que les supports et les boîtiers, les pièces résistantes à l'usure, les moules d'injection plastique et les matrices, les roues, les vannes et les composants aérospatiaux. Il est largement utilisé dans les secteurs de l'aérospatiale, du pétrole et du gaz, de l'automobile et de l'ingénierie générale.

Pourquoi le 17-4PH est-il adapté à l'impression 3D de métaux ?

Le 17-4PH a une faible conductivité thermique et un faible coefficient de dilatation thermique, ce qui le rend moins sujet aux contraintes résiduelles et aux fissures pendant l'impression. Sa dureté élevée permet d'imprimer des outils résistants à l'usure. L'alliage est généralement disponible sous forme de poudre.

Quel est le traitement thermique utilisé pour le 17-4PH ?

Le 17-4PH est généralement recuit en solution à 1038-1066°C, puis vieilli à 371-427°C pour précipiter les particules riches en cuivre. L'alliage se durcit et se renforce considérablement. Il est recommandé de procéder à un détensionnement avant le traitement thermique.

Comment le 17-4PH se compare-t-il à l'acier à outils 316L et H13 ?

Le 17-4PH présente une résistance et une dureté nettement supérieures à celles de l'acier inoxydable 316L, mais une résistance à la corrosion inférieure. Par rapport à l'acier à outils H13, le 17-4PH offre une meilleure résistance à la corrosion avec une dureté légèrement inférieure. Le 17-4PH offre un bon équilibre entre la dureté, la solidité et la résistance à la corrosion.

Quelles sont les précautions à prendre lors de l'impression 3D du 17-4PH ?

Il est important de sélectionner avec soin les paramètres du processus et de réduire les contraintes entre les couches afin de minimiser les contraintes résiduelles et les fissures. L'orientation de l'impression, les structures de support et la résolution/hauteur des couches doivent également être optimisées pour les géométries complexes.

Quels sont les fournisseurs qui proposent de la poudre de 17-4PH ?

Les principaux fournisseurs de poudre de 17-4PH sont Sandvik, Carpenter Additive, Praxair, LPW Technology et Erasteel. La poudre est disponible en différentes distributions de tailles personnalisées pour les processus AM tels que DED et L-PBF.