マレージング・スチール 300 パウダー

マルエージング鋼300粉末は、一般的に約18%のニッケル、8.5%のコバルト、3%のモリブデン、0.6%のチタンと微量のアルミニウムを含む合金鋼粉末です。高い強度と靭性、良好な溶接性が特徴です。

概要

マルエージング・スチール300パウダーには、以下の主な特徴がある：

• 粉末状の超高強度グレードのマルエージング鋼
• 300ksi（2068MPa）以上の強度レベルを達成
• 他の高強度合金に比べ、優れた破壊靭性を保持。
• 最適な強度を生み出す熱処理を可能にする組成
• 粉末冶金プロセスで複雑な部品製造が可能に
• 航空宇宙、工具、その他の重要な用途に使用される

キー・プロパティ

• 非常に高い降伏強度と引張強度
• 優れた破壊靭性
• 優れた寸法安定性
• 時効処理前の加工が容易
• 経年状態での良好な溶接性
• 応力腐食割れに対する耐性

構成

マルエージング・スチール300パウダーの公称組成は以下の通り：

ニッケル、コバルト、モリブデンなどの主要な合金元素は、超高強度レベルに達するために必要なマトリックスの強化をもたらす。チタンは、結晶粒径を制御するための重要な添加物である。アルミニウムは時効処理を促進します。

プロパティ

マルエージング鋼300パウダーを適切に熱処理した後に得られる特性は以下の通りである：

超高強度レベルは、固溶強化および析出硬化を可能にする熱処理によって達成される。また、比較的良好な破壊靭性も保持しています。これらの特性により、航空宇宙産業やその他の要求の厳しい産業における重要部品に適しています。

熱処理

熱処理工程では通常、以下のことが行われる：

1. 溶液処理： 1100°F（593°C）で1時間加熱後、空冷/油焼入れ。加工しやすい軟化状態にする。
2. 加齢治療： 450～1200°F（230～650°C）で1～6時間加熱した後、室温まで空冷する。析出硬化により完全な高強度を得ることができる。

より低い温度で時効処理すると、引張強さは高くなるが、伸びは低くなる。熱処理は、要求される機械的特性に応じて変更することができる。

アプリケーション

マルエージング・スチール300パウダーの代表的な用途は以下の通り：

• 航空宇宙および航空機部品
• 軍事装備
• ロケットモーターのケーシング
• タービンブレード
• 工業用工具
• 圧力容器
• コンロッド
• ギア
• カム
• ファスナーとスプリング

他の航空宇宙材料に比べて軽量でありながら、高い動的応力下で信頼性の高い性能を発揮することができる。コンポーネントには、重要な構造部品、エンジン、トランスミッション要素などが含まれます。粉末冶金のアプローチは、複雑な形状や不規則な形状の製造を容易にします。

サプライヤーと価格

マレージング鋼300パウダーの主なサプライヤーには、以下のようなものがある：

価格は、注文量、追加加工、納期、地域要因によって1kgあたり$45～$60の間で変動する。通常、添加剤製造用途には小ロットで販売される。大量ロット価格はサプライヤーと交渉の上決定する。

規格

マルエージング・スチール300パウダーは、従来の鋳造／鍛造ではなく、主に積層造形用に設計されているため、現在、その組成と特性に関する正式な仕様はない。

しかし、サプライヤーは、成分限界と適切な熱処理によって意図された強度レベルを達成するという点で、展伸材300等級の確立された規格に適合している。また、試験規格もこれに準じている。

代替案との比較

対マルエージング鋼250グレード

• マレージング300は12-15%と強度が高い。
• マレージング250の方がやや硬い
• マレージング300はより高価

対ステンレス鋼ステンレス鋼：

• 析出硬化ステンレス鋼の5～7倍の強度
• 他のステンレス鋼種よりも優れた破壊靭性
• ステンレス鋼より高価

対大工道具用鋼：

• 冷間工具鋼の2～3倍の強度
• 特に大きな断面での靭性がはるかに優れている。
• 熱処理中の寸法安定性が高い
• 工具鋼に比べて研削や研磨が難しい。

制限事項

• 高価な合金粉
• 管理された熱処理が必要
• 重要な用途ではセクションのサイズが制限される
• 時効処理後の溶接や接合は容易ではない
• 低い耐酸化性と耐食性

耐食性の向上 は、1-3%クロムを添加することで、マルエージング・ステンレス・タイプを製造することができる。

よくあるご質問

Q: マルエージング鋼は何に使われるのですか？

A: マルエージング鋼は非常に高い強度と優れた破壊靭性を兼ね備えており、航空宇宙、防衛、モータースポーツ、工具、その他要求の厳しい産業における重要な静的・動的荷重支持部品に適しています。

Q: なぜマルエージング鋼はそれほど強いのですか？

A: マルエージング鋼は、ニッケル、コバルト、モリブデン、チタンなどの主要元素を含む合金組成を熱処理して析出硬化させた超高強度鋼です。これにより分子構造が変化し、非常に硬くなり、転位運動にも強くなります。

Q: 粉末冶金マルエージング鋼とは何ですか？

A: レーザー粉末床溶融法、バインダージェッティング法、指向性エネルギー堆積法などの付加製造法を用いて、マルエージング鋼の粉末から部品を製造することを指します。これにより、従来の鍛造や機械加工に比べ、より自由な設計が可能になります。その結果、熱処理後も同等以上の特性が得られます。

Q: マルエージング鋼は脆いのですか？

A: いいえ、他の超高強度鋼とは異なり、マルエージング鋼種は比較的良好な破壊靭性と亀裂伝播抵抗性を保持します。しかし、重要な用途では断面サイズが制限されます。最適な時効処理を施せば、強度、延性、衝撃靭性のバランスが取れます。

Q: マルエージング鋼を溶接できますか？

A: 焼なまし/溶体化状態のマルエージング鋼は、従来法またはソリッドステート法で溶接できます。しかし、硬化した状態での溶接はより難しく、特殊な手順が必要となります。接合部品は、特性を回復するために再溶解と再時効熱処理が必要になる場合があります。

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