마레이징 스틸 MS1 파우더

Maraging steel refers to a family of high-strength steels that derive their strength not from carbon, but from the precipitation of intermetallic compounds. Maraging steels provide an excellent combination of mechanical properties like high strength, good fracture toughness, and good weldability, which makes them useful across various critical industrial applications.Maraging Steel MS1 Powder is a maraging steel alloy powder designed for additive manufacturing techniques like laser powder bed fusion (LPBF) and directed energy deposition (DED). As an advanced engineering material, MS1 offers distinct benefits over conventional maraging grades for powder-based AM processes. This article provides a comprehensive overview of maraging steel MS1 including its composition, key characteristics, processing methods, applications, pros/cons, and supply details.

마레이징 스틸 MS1 파우더 개요

Maraging steels are unique low-carbon martensitic steels designed to derive strength from intermetallic precipitates that form during aging heat treatment. Their low carbon content provides good weldability, while the significant alloying additions enable high strength through precipitation hardening mechanisms.MS1 powder is designed specifically for additive manufacturing of maraging steel parts using powder bed fusion or directed energy deposition techniques. Key details of MS1 powder:마레이징 스틸 MS1 파우더 주요 정보

매개변수	세부 정보
합금 지정	18% Ni, 9% Co, 5% Mo, Fe bal.
표준 사양	ASTM B986
밀도	8.1g/cm3
입자 크기 범위	15-53 μm
제조 프로세스	가스 분무
주요 특징	초고강도, 시효 경화 후 우수한 파단 인성 및 연성, 적층 가공에서 우수한 치수 능력, 우수한 내식성, 우수한 용접성
일반적인 애플리케이션	항공우주 부품, 툴링 인서트, 금형 부품, 자동차, 기계 부품

MS1은 맞춤형 조성과 입자 크기 분포를 통해 기존 마레이징 등급과 동등하거나 우수한 기계적 특성을 지닌 고밀도 고품질 마레이징 강재를 적층 제조할 수 있습니다.

마레이징 강재 MS1의 구성 및 미세 구조

마레이징 강은 저탄소 마르텐사이트 매트릭스와 특수 합금 첨가물에서 고유한 특성을 도출합니다. 이 성분은 시효 처리 후 최종 기계적 성능에 중요한 역할을 합니다.마레이징 스틸 MS1 - 공칭 성분

합금 원소	무게 %	역할
니켈(Ni)	17-19	담금질 시 마르텐사이트 매트릭스를 활성화하여 경화 효과 제공
코발트 (Co)	8-9	강수량을 통해 경화에 기여합니다.
몰리브덴(Mo)	4.5-5.5	강수량 강화제
티타늄(Ti)	0.3-0.8	침전물 형성, 입자 크기 개선
알루미늄(Al)	0.05-0.15	질화물 형성 방지

*Other impurities (e.g. C, Si, Mn, etc.) are minimized to avoid reducing fracture toughness. Iron is balance.The low-carbon, high nickel martensitic matrix provides a combination of high strength and good toughness. The significant additions of cobalt and molybdenum enable the formation of extremely hard metallic intermetallic precipitates like Ni3(Ti, Mo) during aging treatment which imparts very high strength to the material.Unlike conventional grades, MS1 powder is specially designed with tighter chemistry control for reproducible properties in additive manufacturing.

주요 속성 및 특성

마레이징강 MS1 분말은 초고강도, 우수한 파단 인성 및 연성, 우수한 AM 가공성 및 기타 유용한 엔지니어링 특성의 탁월한 조합으로 중요한 산업 응용 분야에 적합합니다.마레이징 스틸 MS1 파우더 - 주요 특성

기계적 특성
인장 강도	2450 MPa 이상
항복 강도(0.2% 오프셋)	2310 MPa 이상
신장	8%
경도	56개 이상의 HRC

물리적 속성
밀도	8.1g/cm3

성능 속성
내식성	300 시리즈 스테인리스강과 유사한 우수한 성능
열 전도성	10-12 W/m.K
전기 저항	0.8 마이크로헴-㎝

주요 특징:

• 강수량 경화를 통한 초고강도 강화
• 매우 높은 강도에도 불구하고 우수한 골절 인성
• AM의 균일한 속성 및 성능
• 적층 가공의 뛰어난 치수 기능
• 파우더의 일관된 화학적 제어
• 우수한 내식성
• 높은 경도로 날카로운 툴링 모서리 유지
• 적층 제조 공정의 복잡하고 정교한 형상 제작 가능

이러한 특성의 조합은 항공우주, 금형 및 금형, 자동차, 기계 및 기타 주요 산업의 핵심 구성 요소에서 기능적 성능을 구현합니다.

열처리 및 가공

마레이징 강재에서 최적의 특성을 얻기 위한 핵심 단계는 적절한 열처리와 노화입니다. MS1 분말은 적층 제조를 위한 최적화된 열처리 파라미터와 에이징 처리가 필요합니다.마레이징 스틸 MS1 표준 열처리

단계	온도	시간	위상/조건
1	1160-1200°C	다양함	용액화
2	490°C	6시간	노화 - 경화 침전물 형성
3	실온으로 식히기	–	에어 쿨 또는 더 빠른

AM 처리 권장 사항

• 빌드 중 챔버 온도를 80~100°C로 유지
• 플레이트 제작에 고정된 지지 구조물 사용
• 공정 후 서포트를 제거할 수 있도록 부품 방향 지정
• 노화 전에 스트레스를 완화하기 위해 준공된 표면을 기계 가공합니다.
• 필요한 경우 HIP(열간 등방성 프레싱) 후처리 적용
• 광범위한 가공이 필요한 경우 밀 앤널 수행

일반적인 적층 제조 공정 파라미터

매개변수	세부 정보
레이어 두께	20-50 μm
레이저 파워	195-500 W
스캔 속도	800-3500 mm/s
해치 간격	60-120 μm
파우더 베드 온도	80-100°C

노화 처리를 통한 후속 물성 향상을 위해 입자 결합과 최적화된 미세 구조를 유지하면서 완전히 밀도가 높은 MS1 구성 요소를 구현하려면 전문화된 AM 공정이 필요합니다.

마레이징 스틸 MS1 파우더의 응용 분야

높은 중량 대비 강도, 우수한 파단 인성, 복잡한 형상을 위한 기능을 갖춘 마레이징강 MS1은 다음과 같은 중요한 상업 및 방위 응용 분야에서 광범위한 수요를 보이고 있습니다:마레이징 스틸 MS1 부품의 일반적인 응용 분야

산업	구성 요소	수요 동인
항공우주	구조용 피팅, 엔진 부품, 랜딩 기어, 패스너	고강도, 경량화, 피로 저항성
산업용 금형 툴링	다이캐스팅 금형, 사출 금형, 블로우 금형	높은 경도, 치수 안정성, 복잡한 냉각 채널
자동차	샤프트, 엔진 부품, 가공 설비	높은 강도, 피로 수명
병기	발사체, 고정 부품	초고강도
기계	롤러, 샤프트, 프레스 구성품, 고정 장치	내마모성, 부하 용량

In the aerospace sector, MS1 enables lighter weight airframe components and landing gear parts with equivalent or better mechanical performance compared to incumbent aerospace alloys. Production via AM facilitates complex optimized geometries not feasible with forging or casting processes used for conventional high-strength alloys.For metal injection molds and die casting dies, MS1 provides extreme pressure strength and long-term dimensional stability across hundreds of thousands of cycles along with integrated conformal cooling channels, lowering cycle times. Compared to tool steel molds prone to fatigue cracking and heat checking, MS1 molds offer higher production run lengths.Across automotive powertrain components subjected to cyclic loads and corrosive environments, MS1 demonstrates substantial durability and damage tolerance advantages over competing stainless or tool steel alloys. The high hardness outperforms lower strength alternatives for press dies and machining workholding fixtures as well.

속성 비교 및 대안

마레이징 스틸 MS1은 유사한 적용 분야에서 사용되는 다른 후보 소재에 비해 물성 면에서 뚜렷한 이점을 제공합니다:마레이징 스틸 MS1과 비교 재료 비교

공구강	양호	공정	양호	공정	공정
스테인리스 스틸	공정	우수	공정	우수	우수
티타늄 합금	양호	우수	양호	우수	공정
초합금	우수	공정	양호	공정	공정

비교 속성에 대한 토론:다음과 같은 측면에서 인장 강도, maraging steel MS1 far exceeds aerospace aluminum grades, stainless steels, and even most tool steels except specialized cold-work tool steels. While titanium alloys and nickel superalloys can match the ultrahigh strengths of maraging, they lack the fracture toughness.For 골절 인성, MS1 demonstrates good resistance to crack growth and impact damage compared to high-strength materials like tool steels or superalloys which tend to be more brittle. However, titanium alloys and stainless steels provide better toughness.In 피로 강도MS1은 알루미늄, 스테인리스강, 공구강을 능가하며 심지어 티타늄 합금과도 경쟁할 정도로 주기적 응력 하에서 피로 수명이 우수합니다. 따라서 동적 부품에 유리합니다.내식성 의 MS1은 공구강보다 훨씬 우수하고 300 시리즈 스테인리스 등급과 비슷하여 공구강 부품에 녹이 발생할 수 있는 환경에 적합합니다.용접성 is a key area where MS1 maraging grades shine compared to precipitation hardening stainless steels or age-hardened aluminum and titanium alloys. The low carbon and nickel alloying provides good weldability using several conventional and AM-based welding processes.On balance, MS1 presents highly competitive properties against incumbent materials used in similar engineering applications across aerospace, molds and dies, automotive, and general industrial sectors.

비용 분석

마레이징 스틸 MS1 파우더는 높은 가치의 성능을 제공하지만 더 널리 사용되는 금속에 비해 가격 프리미엄이 붙습니다:가격 비교 - 마레이징 스틸과 대체재 비교

재질	가격 ($/kg)	상대 가격
마레이징 스틸 MS1	$100-130	높음
공구강(P20)	$12-15	낮음
스테인리스 스틸 (316)	$8-12	낮음
알루미늄 합금(6061)	$3-5	매우 낮음
티타늄 합금(Ti64)	$80-100	높음
니켈 초합금(인코넬 718)	$90-120	매우 높음

마레이징강은 높은 재료 품질 요구 사항으로 인해 티타늄 합금과 가격이 비슷하며 공구강이나 스테인리스강보다 훨씬 비쌉니다. 그러나 강도, 피로 수명, 경도 유지 및 기타 특성에서 더 높은 성능이 요구되는 핵심 부품의 경우 높은 비용이 정당화됩니다.비용 요소:

• 분말 야금을 통한 가공은 단조 제품에 비해 비용이 추가됩니다.
• 화학 요구 사항이 엄격해지면 생산 비용이 증가합니다.
• 스테인리스강에 비해 상대적으로 적은 생산량
• 높은 합금 비율은 재료 투입 비용을 증가시킵니다.
• 특수 열처리 공정으로 인한 비용 증가

가격 프리미엄으로 인해 특별한 특성이 필요한 특정 애플리케이션으로 사용이 제한됩니다. 하지만 적층 제조 수요로 인해 생산량이 증가함에 따라 향후에는 일부 비용 절감이 예상됩니다.

가용성 및 공급망

마레이징 스틸 MS1 파우더 재고는 특수강 유통업체와 금속 AM 파우더 제조업체를 통해 전 세계에 공급됩니다:주요 마레이징 강재 MS1 분말 공급업체

회사	본사 위치	주요 국가
샌드빅 오스프리	UK	유럽, 아시아 태평양
카펜터 기술	미국	북미
회가나스	스웨덴	유럽, 아시아
프렉스에어	미국	북미
트리톤 합금 Inc.	캐나다	북미
베이징 싱룽위안 기술	중국	아시아 태평양 지역

Custom variations of MS1 powder are also available for parameter optimization from leading metal AM system OEMs like GE Additive, EOS, 3D Systems, Renishaw, and more.Compared to widely mass-produced industrial alloys, maraging steel availability is lower volume but the expanding market is driven by high-performance applications in aerospace, defense, automotive, and industrial machinery sectors. Global supply chain logistics and localized production can meet rising demand from AM-enabled production.

제한 사항 및 우려 사항

마레이징 스틸 MS1은 모든 면에서 뛰어난 특성을 제공하지만 몇 가지 한계가 있습니다:마레이징 스틸 MS1의 한계

제한 사항	설명
높은 비용	탄소강이나 스테인리스강보다 4~10배 비싸기 때문에 핵심 부품에 제한적으로 사용해야 합니다.
낮은 산화 저항성	400°C 이상의 산화 환경에서 장시간 사용하지 않는 것이 좋습니다.
제어된 분위기가 필요함	AM 빌드 시 저산소 환경 필요
낮은 열 전도성	적층 가공 부품은 전도도가 낮아 성능 한계에 영향을 미칩니다.
안전 문제	코발트 함량으로 인한 호흡기 위험 증가
어려운 재활용 가능성	복잡한 구성으로 인한 재활용 문제

The pricing premium is the most prohibitive factor limiting universal adoption. Use cases are restricted to high-value applications where mechanical performance merits the cost.Oxidation resistance is inferior to nickel superalloys or stainless alloys due to lower chromium and aluminum content. Prolonged high temperature operation requires protective coatings or controlled environments.Processability for powder bed fusion AM requires low-oxygen chambers to prevent oxidation while cobalt content poses respiratory risks during powder handling needing safety controls.

자주 묻는 질문

Q: 적층 가공을 위한 마레이징 스틸 MS1의 주요 이점은 무엇인가요?A: 주요 이점으로는 우수한 파괴 인성을 갖춘 2450MPa 이상의 초고강도, 제어된 분말 조성으로 인한 일관되고 예측 가능한 특성, 적층 가공 부품의 우수한 치수 안정성, 냉간 가공 공구강에 필적하는 56 HRC 이상의 고경도, 알루미늄 부품보다 더 얇은 벽과 가벼운 무게, 복잡한 형상 제조 기능, 주기적 하중에서 공구강보다 우수한 수명 등을 들 수 있습니다.Q: 마레이징 스틸 MS1에 가장 가까운 물성을 가진 머티리얼은 무엇인가요?A: 초고강도와 우수한 파단 인성의 결합이라는 측면에서 가장 가까운 대안은 Ti64(Ti-6Al-4V)와 같은 항공우주용 티타늄 합금입니다. 하지만 Ti64는 밀도가 4.4g/cc로 더 높은 반면 MS1은 비강도가 더 높습니다. 56 HRC 이상의 경도 유지를 위해서는 냉간 가공 공구강이 가장 근접하지만 파단 인성이 낮습니다.Q: 어떤 산업에서 마레이징 스틸 MS1을 가장 많이 사용하나요?A: MS1을 사용하는 주요 산업으로는 항공기 피팅, 부품, 패스너를 위한 항공우주, 사출 금형, 자동차, 가전제품 부품 생산을 위한 다이캐스팅 금형과 같은 금형 툴링, 샤프트, 기어, 프레스 부품과 같은 자동차 구동계 부품, 내식성이 필요한 식품 가공 롤러와 같은 산업 장비가 있습니다. 향후 성장 분야로는 차량 구조물, 보철물, 스포츠 용품 등 다양한 분야에 걸쳐 폭넓게 채택될 것으로 예상됩니다.Q: MS1은 사용 전에 열처리가 필요한가요?A: 예, 침전 경화 메커니즘을 통해 2450MPa 이상의 초고강도 및 56 HRC 이상의 경도를 달성하기 위해서는 용액 어닐링을 통한 열처리와 에이징이 필수적입니다. 최적화된 AM 빌드 파라미터와 에이징 처리를 결합하면 최고의 기계적 성능을 얻을 수 있습니다.Q: 마레이징 스틸 MS1 부품을 용접할 수 있나요?A: 예, MS1은 용접 후 특성이 저하되는 석출 경화 등급의 스테인리스강과 달리 300 시리즈 스테인리스강에 필적하는 우수한 용접성을 보여줍니다. 필러 재료와 일치하는 조성을 사용하는 것이 좋으며, 용접 후 열 영향 부위의 최고 강도를 회복하기 위해 에이징 처리가 필요할 수 있습니다.

결론

With its tailored chemistry and processing route enabling over 2450 MPa strength after age hardening, Maraging Steel MS1 powder presents game-changing capabilities for next-generation aerospace, automotive, mold tooling, and critical industrial applications.The ultrahigh strengths rival cold work tool steels while providing competitive toughness against titanium or nickel alloys, corrosion resistance close to 300-series stainless grades, plus easier weldability than other precipitation hardening alloys.Additive manufacturing using MS1 unlocks unprecedented component performance filtering down from defense and aerospace sectors as AM scales up across wider commercial and consumer applications. As higher volume production driven by industrial metal AM expands, Maraging Steel MS1 will secure itself as an advanced engineering material providing the backbone of mobility, infrastructure and modern technological progress.