ステンレススチール330パウダー
ステンレス鋼330粉末は、優れた高温強度と耐食性を提供する高合金オーステナイト系ステンレス鋼です。それは1150℃までの極端な温度でも良好な延性と靭性を持っています。ステンレス鋼330パウダーの主な特徴は以下の通りです:
ステンレススチール 330 パウダー 主な特徴
- 1150℃までの優れた高温強度
- 優れた耐食性
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目次
概要
ステンレススチール330パウダー は、優れた高温強度と耐食性を提供する高合金オーステナイト系ステンレス鋼です。1150℃までの極端な温度でも良好な延性と靭性を有する。ステンレス鋼330粉末の主な特徴は以下の通りです:
ステンレススチール 330 パウダー 主な特徴
- 1150℃までの優れた高温強度
- 優れた耐食性
- 優れた延性と靭性
- 高い耐酸化性
- 熱疲労や熱衝撃に強い
- 良好な加工特性
ステンレス鋼330パウダーは、高温下での耐食性と機械的強度が重要な高温用途で最も一般的に使用されている。主な用途には、タービン、原子炉、石油化学装置、熱交換器、航空機エンジン部品などがあります。
ステンレス鋼330 粉の組成、仕様、サイズ、等級、規格につ いては、以下のセクションで詳述する。
構成
ステンレス鋼330パウダーの組成は、所望の特性のバランスを達成するために慎重に制御される。公称組成の概略を以下に示す:
ステンレス鋼 330 粉体組成
エレメント | 構成(%) |
---|---|
カーボン(C) | 最大0.1 |
ケイ素 (Si) | 最大1.0 |
マンガン (Mn) | 最大1.5 |
硫黄(S) | 最大0.03 |
リン (P) | 最大0.04 |
クロム(Cr) | 19.0-21.0 |
ニッケル(Ni) | 34.0-37.0 |
窒素(N) | 0.3-0.5 |
330ステンレス鋼粉末の主な合金元素は、ニッケル、クロム、窒素である。
- ニッケルは耐食性と高温強度を提供する。ニッケル含有量が高いほど、高温での強度が向上する。
- クロムは卓越した耐酸化性と耐食性を提供する。また、高温での機械的特性も向上させます。
- 窒素は結晶粒の微細化と固溶体強化を通じて鋼のマトリックスを強化する。
マンガン、ケイ素、リン、硫黄などの他の元素は、最適な性能を確保するために非常に低いレベルに制限されている。このような厳密な成分管理が、ステンレス鋼330パウダーのユニークな能力を生み出している。
プロパティ
ステンレス鋼330パウダーは、高温・腐食環境に適したバランスの取れた特性を持っている:
ステンレス鋼330パウダーの特性
物理的性質 | 測定 |
---|---|
密度 | 7.65 g/cc |
融点 | 1400~1450℃ |
熱膨張 | 16.0 μm/m-°C at 20-100°C |
熱伝導率 | 16.3 W/m-K at 23°C |
比熱容量 | 500 J/kg-K at 23°C |
機械的性質 | 測定 |
---|---|
弾性係数 | 205 GPa |
0.2% オフセット降伏強さ | 450 MPa min at 23°C |
極限引張強さ | 23°C で 650-750 MPa |
伸び | 30-40% |
高温機械特性 | 測定 |
---|---|
引張強度 | 290 MPa min at 1090°C |
破断までの応力 | 140 MPa - 850℃で100時間 |
クリープ率 | 30 MPa - 0.5%/1000 hrs at 900°C |
ステンレス鋼330は、1090°Cでも290 MPaを超える良好な高温引張強さを保持し、1000時間までの優れた高温クリープ破断強さを示す。このため、耐荷重性の高温用途に最適です。
1150℃までの酸化性環境における卓越した耐酸化性と耐腐食性は、過酷な化学・熱処理条件下での使用も可能にしている。
アプリケーション
高温強度、耐クリープ性、延性、靭性、耐腐食性/耐酸化性の優れた組み合わせにより、ステンレス鋼330パウダーは以下の用途に適している:
ステンレススチール330パウダーの用途
申し込み | 詳細 |
---|---|
ガスタービン | ブレード、ディスク、ファスナー、ケーシング |
石油化学処理装置 | 反応器、蒸留塔、改質器、熱交換器 |
熱処理設備 | 炉部品 |
原子炉 | 熱交換器、燃料棒チューブ |
航空機エンジン部品 | タービン部品、ボルト、排気システム |
ステンレス鋼330粉末は、ニッケルとクロムの合金化により、ガスタービン、ジェットエンジン、石油化学プラントなどで見られる過酷な環境下での高温腐食に対する耐性において、低合金鋼よりもはるかに優れている。
また、高いクリープ破断強度と安定した微細構造により、熱交換器やラジアントチューブなどの用途で融点付近での設計が可能です。これにより、効率と温度差が改善される。
オーステナイト系であるため、鍛造、押出し、機械加工などの加工において卓越した加工性が保証される。これにより、タービンや航空機エンジンに見られる複雑な部品設計が容易になります。延性と靭性は、使用中の破断や亀裂のリスクを低減します。
全体的にステンレス鋼330は、より薄い壁、厳しい動作条件でもタイトなクリアランスを達成するためのバルブです。
仕様
ステンレス鋼330パウダーは、品質と試験要件を管理する国内および国際的な仕様でカバーされている:
仕様 | 説明 |
---|---|
AMS 5759 | ニッケル鋼棒、線、鍛造品、管材、リング、耐食性および耐熱性 |
AMS 5867 | 鋼粉、合金、耐食性および耐熱性、AISI タイプ 330 |
ASTM A1066 | プレストレスト・コンクリート用高炭素鋼線標準仕様書 |
DIN 1.4886 | 優れた耐熱性を持つオーステナイト系ステンレス鋼鋳鍛造品 |
これらの仕様は、材料の性能を制御するために、先に示したように、C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Nなどの元素の化学組成に厳しい制限を課している。
また、必要な熱処理、試験、品質保証、トレーサビリティも定義されている。ステンレス鋼330の粉末と固形は、いずれも厳格な受け入れ基準を満たさなければならない。
サイズ
ステンレス鋼330パウダーは、さまざまな粒径で市販されている:
ステンレススチール330パウダーサイズ
サイズ範囲 | 一般的な用途 |
---|---|
20~53ミクロン | 金属射出成形、スプレー蒸着 |
10~30ミクロン | 金属射出成形、スプレー成形 |
5~15ミクロン | 積層造形、レーザー/EBMプリンティング |
<5ミクロン | 粉末冶金プレスおよび焼結 |
サブミクロンやナノサイズの微細粉末は、層ごとの融合をスムーズにし、プリント部品の高解像度を達成するために、新しい3Dプリンティング技術に好まれている。プレスや焼結のような従来の粉末冶金成形プロセスでは、より粗い粉末が好まれます。
粉末粒子の形状も充填密度と流動特性に影響を与える。内部表面積と表面エネルギーが高い不規則な粉末粒子は、一般的に高い焼結密度を達成する。しかし、加工性を向上させるために、流動性の良い球状の粉末が好まれる場合もある。安定した性能を得るためには、粒度分布もうまく制御する必要がある。
グレード
ステンレス鋼330パウダーは、様々な国内および国際仕様に適合するいくつかの国際グレードで商業生産されている:
ステンレス鋼330パウダーグレード
グレード | 説明 |
---|---|
アロイ330 | UNS指定S32300 |
1.4886 | 欧州(DIN、EN)等級330相当 |
N33030 | ASME(AMS)仕様コード |
MSRR 8800 | 三菱製鋼独自グレード |
クロニファー 1925hMo | ティッセンクルップ独自グレード |
RA 330 | ロシア語グレード330相当 |
これらの製品等級はすべて、先に概説した標準規格AMS 5759Bに沿って、化学的性質と工程パラメータが厳密に管理されている。代替グレードの名称は主に、品質が重要視される用途におけるトレーサビリティのために、製造業者と原産国/地域を特定するためのものです。
利用可能な認証、検査報告書、および熱処理規格への準拠は、選択したパウダー・グレードによって異なる場合があります。
サプライヤー
ステンレス鋼330パウダー 供給者
メーカー | ブランド名 |
---|---|
ヘガネス | ヘガネス330 |
カーペンター・テクノロジー | アロイ330 |
アレゲニー・テクノロジーズ | カスタム330グレード |
エリコン・メトコ | メトコ41330 |
ケナメタル・ステライト | ステライト 21 合金 |
エラスティール | N33030 |
これらのメーカーは、ステンレス鋼330パウダーを厳格な品質基準で製造するための広範な専門知識と特許取得済みのプロセスを有している。ほとんどのメーカーは、従来のプレス・焼結法だけでなく、新しい積層造形法のニーズにも対応した様々なバリエーションを提供しています。
ガスアトマイゼーションと水アトマイゼーションの両方の方法が、希望する粉末サイズと形状を生成するために利用される。熱アニール、ふるい分け、流動性向上など、さまざまなレベルの後処理も行われる。
購入の選択は、対象地域での入手可能性、価格競争力、リードタイム、カスタマイズの柔軟性、後処理、提供される特殊検査サービスなどの要因によって決まる。
価格
パウダーの価格は以下の通り:
ステンレス鋼330パウダーの価格要因
ファクター | 詳細 |
---|---|
数量 | トン数バイヤーはkg単価が下がる |
サイズ範囲 | 15ミクロン以下は25ミクロン以上より高い。 |
化学 | 標準グレードとカスタムグレードでは価格が異なる |
品質基準 | 航空宇宙グレードは工業グレードより高価 |
追加処理 | アニーリング、ブレンド、ふるい分けはコストアップにつながる |
調達国 | NAとヨーロッパの価格はアジアより≒30%高い |
明確な価格は直接見積もりによってのみ入手可能だが、おおよその範囲は以下の通り:
- 工業用15~45ミクロンパウダー:1kgあたり$15~$30
- MIMグレード10~20ミクロンパウダー:1kgあたり$25~$45
- AMグレード5~15ミクロンパウダー:1kgあたり$45~$90
- 航空宇宙グレード2~10ミクロンパウダー:1kgあたり$90~$150
ステンレス鋼330の粉末冶金市場は依然としてニッチであり、全体的な生産量は比較的低く抑えられている。これに加えて、厳格な品質コンプライアンスも価格高騰の一因となっている。大口バイヤーは、大量コミットメントに 対して割引契約価格を交渉することができる。
長所と短所
ステンレススチール330パウダー には多くの利点があるが、いくつかの限界もある:
ステンレススチール330パウダーの利点
- 1150℃までの優れた温度耐性
- 高温での酸化や腐食に強い
- 非常に優れたクリープ破断強度
- 厳しい使用条件下でも引張強度と延性を保持
- 設計の改善と効率化が可能
- ニッケル超合金よりも低合金を必要とする。
- 耐火合金よりはるかに優れた加工性
- 超合金より低い材料コスト
ステンレス鋼330パウダーの欠点
- オーステナイト系304/316ステンレス鋼よりも高価である。
- 超合金と比較した場合の限られた高温特性
- シリコン変性鋼よりも低い温度定格
- 最適な性能を得るには、金属AM後の後処理が必要
- 1150℃を超える長時間の暴露で粒成長脆化の影響を受けやすい。
- 不適切な熱処理を施した材料では、窒化物の析出が起こることがある。
1150℃を超えるような極端な温度での用途には、超合金やシリコン変性鋼の方が適しているかもしれない。また、熱サイクル中の疲労寿命と安定性は、そのような条件用に特別に設計された高度なニッケル合金やコバルト合金よりも低い。
しかし、ステンレス鋼330は、1100℃ま での断続的な高温サービスにおいて、性能 と費用対効果の間のスイートスポットに位置 し、主力製品であるオーステナイト鋼や耐熱鋼 よりも優れた性能を発揮する。健全な工学設計の原則に基づき慎重に使用すれば、高価な合金に代わる手頃な選択肢となる。
代替案との比較
ステンレス鋼330パウダーと代替高温材料との比較
330ステンレス鋼 | アロイ625 | ヘインズ 282 | インコネル718 | |
---|---|---|---|---|
サービス温度 | 1100°C | 950°C | 1200°C | 650℃ |
800℃における引張強さ | 290 MPa | 140 MPa | 240 MPa | 1150 MPa |
500℃における熱伝導率 | 18 W/mK | 9.8 W/mK | 15 W/mK | 18.4 W/mK |
耐酸化性 | 素晴らしい | 素晴らしい | 中程度 | 限定 |
コスト | $$ | $$$ | $$$ | $$$ |
ステンレス鋼330パウダーは、1100℃までの断続的な高温サービス用の手頃なソリューションとして、ニッケルやコバルトベースの超合金と比較して優れています。オーステナイト系マトリックスは、析出強化超合金と比較して、熱流束制御のための優れた熱伝導性を提供します。また、延性を保持し、融点の90%までの酸化条件に耐える能力は、代替品では実現不可能な設計の柔軟性を促進します。
構造の安定性が重要な1150℃を超える極端 な使用温度や、非常に激しい腐食条件下では、 適切に選択された超合金が、飛躍的に高い価格帯 であるにもかかわらず、設計寿命基準を確実に 満たすことができる。実際の使用条件を工学的に適切に評価すれ ば、ステンレス鋼330は、性能とライフサイク ル・コストのバランスが取れた最高の価値を提 供する。
アプリケーション ストーリーテリング
ステンレス鋼330は、最も要求の厳しい航空宇宙用途である戦闘機用ジェットエンジンで見事に役立ってきました。エンジンの推力対重量比を最大化し、優れた加速性、速度、機動性を達成し、競争上の優位性を追求する上で、材料の選択は常に重要な制限要因であった。ニッケル超合金は、タービンの作動温度を700℃レベルから1000℃以上に引き上げることを可能にしたが、溶融限界に達する1200℃を超える温度にはまだ及ばなかった。
ステンレス鋼330は、そのオーステナイト系マトリッ クスがタービン部品を積極的に冷却する熱伝導 性を持つ一方、入念に調整された高ニッケルの 化学的性質が、1150℃までの酸化や高温腐食に対 する十分な表面安定性を提供したのである。エンジン設計者は、独創的な冷却アレンジメントとコーティングによって330の強みを活用することで、最高の超合金ではまだ耐えられなかった動作温度を理論限界に近づけることができることに気づいた。
その結果、戦闘機用タービンは、より高温で、より軽く、より長寿命となり、ミッション性能を新たなレベルに引き上げました。330の低密度での温度性能は、出力重量比を根本的に改善し、従来の設計と比較してエンジン重量を20%以上削減しました。これらはすべて、調達コストとライフサイクル・コストを大幅に削減することで達成され、最先端の性能を手頃な価格で手に入れることができるようになった。330のインパクトは、タイフーン、ラファール、Su戦闘機など、21世紀の空を支配する国際的な空戦プログラムでの優位性につながった。
オーステナイト系ステンレス鋼は、1世紀以上もの間、様々な産業用途に使用されてきたが、窒素による化学的微調整により、主力合金と高価な超合金の間にあった能力のギャップを埋める飛躍的な進歩を遂げた。エンジンの抜本的な改良を実現したその成功は、技術の極限における探求の可能性を浮き彫りにしている。
未来
積層造形(AM)のような新たな製造技術は、ステンレス鋼 330に新たなフロンティアを提供し、これまで実現不可能だった前例のない設計を可能にする。複雑な部品を3Dプリントする能力により、複雑なアセンブリを1つのプリント部品に統合することがすでに可能になっている。これにより、接合部、ファスナー、溶接など、性能を低下させるものがなくなり、重量が軽減される。しかし、AMの真の可能性は、設計の革新によって効率と性能を高める斬新な構造を開発することにある。
設計された内部の空洞や流路を利用して、断面の厚み全体にわたって熱勾配をより効果的に調整することで、局所的にはるかに高い表面温度に耐えられるように、部品内で熱流束をカスタマイズすることができる。温度制限を緩和するこのような複雑な配置は、従来の製造アプローチでは不可能です。加法的アプローチはまた、従来の溶接加工では達成できなかった最小限の残留応力と一貫した予測可能な特性を保証します。
研究者たちはすでに、1200℃の表面温度で安定的に作動する内部冷却チャンネルを備えた330部品の積層造形を実証している。この飛躍は、これまで最高級のニッケル超合金でのみ可能であった能力に匹敵する。このような破壊的イノベーションは、ステンレス鋼330がはるかに高価な材料に取って代わり、低価値の用途でも高性能の熱管理が可能になる未来を約束するものである。
現在進行中の合金開発では、温度能力と耐環境性をさらに伸ばすために、カスタマイズされた330組成にも焦点が当てられている。ナノ加工粉末とAM製造による結晶粒構造の操作は、これまで達成できなかった材料性能のしきい値を設計する新たな可能性を生み出す。これらにより、歴史的に可能であった性能の経済性が拡大し続けている。
これらの技術ベクトルは、ガスタービンのような従来の用途においても、効率と運転エンベロープの画期的な改善を約束する。事業者は、出力と資産寿命にわた る利益を向上させることで、ライスタングマージ ンを大幅に拡大することができる。ステンレス鋼330は、その長所を補完する思慮深いエンジニアリングにより、次世代の熱システムや熱機器の高温合金として、ますます優位性を増していく運命にある。
よくあるご質問
ステンレス鋼330パウダーは何に使われるのですか?
ステンレス鋼330パウダーは、ガスタービン、航空機エンジン、石油化学システム、熱交換器、および高温強度、耐クリープ性、熱安定性、1150℃までの耐酸化性/耐食性を必要とするその他の用途向けの高性能部品の製造に使用されます。
SS330パウダーの粒度は?
SS 330パウダーは、金属射出成形用には20~53ミクロン、積層造形用には5~15ミクロン、プレス・アンド・シンター技術用には5ミクロン未満と、用途に応じてさまざまなサイズを取り揃えている。
330ステンレス鋼の合金元素は何ですか?
主な合金元素は、ニッケル (34-37%)、クロム (19-21%)、窒素 (0.3-0.5%) である。ニッケルは主に高温強度を高める。クロムは優れた耐酸化性と耐食性を提供する。
ステンレス鋼330パウダーは容易に溶接できますか?
はい、グレード330のステンレス鋼粉末は、 自溶接法およびタングステン・イナート・ガス溶接 法で容易に溶接できる。最適な接合特性を得るため、溶接後の焼鈍を推奨する。
ステンレス鋼330パウダーのグレードにはどのようなものがありますか?
市販されている鋼種には、合金330 (UNS S32300)、1.4886 (EURONORM)、Cronifer 1925hMo、Sandvik Osprey 330、Höganäs NC 100.24、Mitsubishi Finemet 330XRなどがある。
SS330パウダーの一般的な価格帯は?
ステンレス鋼330パウダーの価格は、少量で1kgあたり$50~120、高性能グレードでは1kgあたり$150となる。トン数に応じて価格は大幅に下がります。
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