Stal maraging 300 w proszku

Proszek ze stali maraging 300 to proszek ze stali stopowej zawierający zazwyczaj około 18% niklu, 8,5% kobaltu, 3% molibdenu, 0,6% tytanu i śladowe ilości aluminium. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością i ciągliwością oraz dobrą spawalnością.

Przegląd

Stal maraging 300 w proszku ma następujące kluczowe właściwości:

• Stal maraging o ultrawysokiej wytrzymałości w postaci proszku
• Osiąga poziomy wytrzymałości 300 ksi (2068 MPa) i wyższe
• Zachowuje dobrą odporność na pękanie w porównaniu z innymi stopami o wysokiej wytrzymałości
• Skład umożliwia obróbkę cieplną w celu uzyskania optymalnej wytrzymałości
• Proces metalurgii proszków umożliwia produkcję złożonych części
• Używany w przemyśle lotniczym, narzędziowym i innych krytycznych zastosowaniach

Kluczowe właściwości:

• Bardzo wysoka wydajność i wytrzymałość na rozciąganie
• Dobra odporność na pękanie
• Doskonała stabilność wymiarowa
• Łatwość obróbki przed procesem starzenia
• Dobra spawalność w stanie postarzonym
• Odporność na korozję naprężeniową

Skład

Nominalny skład proszku ze stali maraging 300 wynosi:

Kluczowe pierwiastki stopowe, takie jak nikiel, kobalt i molibden, zapewniają wzmocnienie matrycy niezbędne do osiągnięcia bardzo wysokich poziomów wytrzymałości. Tytan jest kluczowym dodatkiem do kontroli wielkości ziarna. Aluminium usprawnia proces starzenia.

Właściwości

Właściwości uzyskane po odpowiedniej obróbce cieplnej stali maraging 300 w proszku są następujące:

Bardzo wysoki poziom wytrzymałości osiągnięto dzięki wzmocnieniu roztworami stałymi i obróbce cieplnej umożliwiającej utwardzanie wydzieleniowe. Zachowuje również stosunkowo dobrą odporność na pękanie. Właściwości te sprawiają, że doskonale nadaje się do krytycznych komponentów w przemyśle lotniczym i innych wymagających branżach.

Obróbka cieplna

Proces obróbki cieplnej zazwyczaj obejmuje:

1. Rozwiązanie Leczenie: Ogrzewanie w temperaturze 593°C (1100°F) przez 1 godzinę, a następnie chłodzenie powietrzem/chłodzenie olejem. Powoduje zmiękczenie ułatwiające obróbkę.
2. Leczenie starzenia się: Podgrzewać w temperaturze 450-1200°F (230-650°C) przez 1-6 godzin, a następnie schłodzić do temperatury pokojowej. Umożliwia utwardzanie wydzieleniowe w celu osiągnięcia pełnej wysokiej wytrzymałości.

Starzenie w niższych temperaturach skutkuje wyższą wytrzymałością na rozciąganie, ale niższymi wartościami wydłużenia. Obróbka cieplna może być modyfikowana zgodnie z wymaganymi właściwościami mechanicznymi.

Zastosowania

Typowe zastosowania stali maraging 300 w proszku obejmują:

• Komponenty lotnicze i kosmiczne
• Sprzęt wojskowy
• Obudowy silników rakietowych
• Łopatki turbiny
• Oprzyrządowanie przemysłowe
• Zbiorniki ciśnieniowe
• Pręty łączące
• Przekładnie
• Kamery
• Elementy złączne i sprężyny

Umożliwia niezawodne działanie przy wysokich naprężeniach dynamicznych przy mniejszej masie w porównaniu z innymi materiałami lotniczymi. Komponenty obejmują krytyczne części konstrukcyjne, elementy silnika i przekładni. Metoda metalurgii proszków ułatwia wytwarzanie złożonych lub nieregularnych kształtów.

Dostawcy i ceny

Niektórzy z głównych dostawców proszku ze stali maraging 300 to:

Ceny mogą wahać się od $45 do $60 za kg w zależności od wielkości zamówienia, dodatkowego przetwarzania, harmonogramów dostaw i czynników regionalnych. Zazwyczaj sprzedawany w małych partiach do zastosowań w produkcji addytywnej. Ceny dużych ilości mogą być negocjowane z dostawcami.

Standardy

Obecnie nie istnieją formalne specyfikacje dotyczące składu i właściwości proszku ze stali maraging 300, ponieważ jest on przeznaczony głównie do produkcji addytywnej, a nie do konwencjonalnego odlewania/kucia.

Dostawcy przestrzegają jednak ustalonych norm dla kutego gatunku 300 pod względem limitów składu i osiągania zamierzonych poziomów wytrzymałości poprzez odpowiednią obróbkę cieplną. Dopasowane są również standardy testowania.

Porównanie z alternatywnymi rozwiązaniami

Vs. Stal maraging klasy 250:

• Maraging 300 ma wyższą wytrzymałość 12-15%
• Maraging 250 jest nieco twardszy
• Maraging 300 jest droższy

Vs. Stale nierdzewne:

• 5-7 razy wyższa wytrzymałość niż stali nierdzewnych utwardzanych wydzieleniowo
• Lepsza odporność na pękanie niż w przypadku większości gatunków stali nierdzewnej
• Droższe niż stale nierdzewne

Vs. Stale narzędziowe dla stolarzy:

• 2-3 razy wyższa wytrzymałość niż w przypadku stali narzędziowych do pracy na zimno
• Znacznie lepsza wytrzymałość, zwłaszcza na większych odcinkach
• Większa stabilność wymiarowa podczas obróbki cieplnej
• Trudne do szlifowania lub polerowania w porównaniu do stali narzędziowych

Ograniczenia

• Drogi proszek stopowy
• Wymaga kontrolowanej obróbki cieplnej
• Rozmiar sekcji jest ograniczony dla krytycznych aplikacji
• Niełatwe do spawania lub łączenia po starzeniu
• Niska odporność na utlenianie i korozję

Zwiększona odporność na korozję można uzyskać przez dodanie chromu 1-3% w celu wytworzenia stali nierdzewnej typu maraging.

Najczęściej zadawane pytania

P: Do czego służy stal maraging?

O: Stale maraging oferują bardzo wysoką wytrzymałość w połączeniu z dobrą odpornością na pękanie, dzięki czemu nadają się do krytycznych statycznych i dynamicznych elementów nośnych w przemyśle lotniczym, obronnym, sportach motorowych, oprzyrządowaniu i innych wymagających branżach.

P: Dlaczego stal maraging jest tak wytrzymała?

O: Stale maraging charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością dzięki utwardzaniu wydzieleniowemu poprzez obróbkę cieplną stopu zawierającego kluczowe pierwiastki, takie jak nikiel, kobalt, molibden i tytan. Ułatwia to transformację struktury molekularnej, aby uczynić ją niezwykle twardą i odporną na ruchy dyslokacyjne.

P: Czym jest stal maraging w metalurgii proszków?

O: Odnosi się to do produkcji komponentów z proszku stali maraging przy użyciu metod produkcji addytywnej, takich jak laserowa synteza złoża proszku, rozpylanie spoiwa lub ukierunkowane osadzanie energii. Umożliwia to większą swobodę projektowania w porównaniu do konwencjonalnego kucia i obróbki skrawaniem. Daje to równoważne lub lepsze właściwości po obróbce cieplnej.

P: Czy stal maraging jest krucha?

O: Nie, w przeciwieństwie do innych stali o ultra wysokiej wytrzymałości, gatunki maraging zachowują stosunkowo dobrą odporność na pękanie i propagację pęknięć. Jednak rozmiar przekroju jest ograniczony dla krytycznych zastosowań. Przy optymalnej obróbce starzeniowej oferują one dobrą równowagę między wytrzymałością, plastycznością i udarnością.

P: Czy można spawać stal maraging?

O: Stale maraging w stanie wyżarzonym/rozpuszczonym mogą być spawane metodami konwencjonalnymi lub półprzewodnikowymi. Jednak spawanie w stanie utwardzonym jest trudniejsze i wymaga specjalistycznych procedur. Połączone komponenty mogą wymagać ponownego rozpuszczenia i ponownej obróbki cieplnej w celu przywrócenia właściwości.

poznaj więcej procesów druku 3D