AerMet100 Proszek ze stali nierdzewnej

Proszek ze stali nierdzewnej AerMet100 to wysokowydajny proszek stopowy przeznaczony do zastosowań w produkcji addytywnej wymagających wysokiej wytrzymałości i odporności na zmęczenie. Niektóre kluczowe cechy tego materiału obejmują:

• Wysoka wytrzymałość i twardość - AerMet100 charakteryzuje się doskonałą wytrzymałością na rozciąganie powyżej 200 ksi i twardością w zakresie 30-36 HRC.
• Dobra ciągliwość - Pomimo wysokiej wytrzymałości, AerMet100 nadal zachowuje przyzwoitą ciągliwość i odporność na uderzenia. Wartości wydłużenia przekraczają 10%.
• Doskonała odporność na zmęczenie - granica zmęczenia AerMet100 jest bardzo wysoka i wynosi około 50% wytrzymałości na rozciąganie. Pozwala to na uzyskanie trwałych komponentów narażonych na cykliczne naprężenia.
• Odporność na pełzanie - AerMet100 jest odporny na odkształcenia pod obciążeniem w wysokich temperaturach do 700°C, dzięki czemu nadaje się do pracy w podwyższonych temperaturach.
• Odporność na korozję - Stal nierdzewna zapewnia odporność na korozję i utlenianie w trudnych warunkach.
• Spawalność - Niska zawartość węgla zapewnia dobrą spawalność przy użyciu standardowych metod spawania.
• Opłacalność - AerMet100 jest bardziej przystępny cenowo niż inne egzotyczne stopy o podobnych właściwościach.

Ta wyjątkowa równowaga właściwości sprawia, że AerMet100 nadaje się do wymagających zastosowań w przemyśle lotniczym, naftowym i gazowym, motoryzacyjnym i przemysłowym. Części wykonane z proszku AerMet100 wykazują wysoki stosunek wytrzymałości do masy, trwałość i niezawodność pod obciążeniami roboczymi.

AerMet100 Skład proszku ze stali nierdzewnej

AerMet100 ma skład martenzytycznej stali nierdzewnej z dodatkami kobaltu, niklu i molibdenu dla zwiększenia wytrzymałości i twardości. Skład nominalny podano poniżej:

Element	Waga %
Żelazo (Fe)	Równowaga
Chrom (Cr)	15.0 – 17.0
Nikiel (Ni)	7.0 – 10.0
Kobalt (Co)	8.0 – 10.0
Molibden (Mo)	4.0 – 5.0
Mangan (Mn)	< 1.0
Krzem (Si)	< 1.0
Węgiel (C)	< 0.03

Kluczowe pierwiastki stopowe i ich efekty to:

• Chrom - Zapewnia odporność na korozję i utlenianie
• Nikiel - Zwiększa wytrzymałość i plastyczność
• Kobalt - Wzmacniacz roztworu stałego, zwiększa wytrzymałość
• Molibden - Wzmacniacz w roztworze stałym, zwiększa wytrzymałość i odporność na pełzanie
• Mangan i krzem - Odtleniacze poprawiające zdolność wytwarzania proszku
• Węgiel - Niski poziom zapewnia lepszą spawalność

Połączenie tych elementów nadaje stali nierdzewnej AerMet100 unikalny zestaw właściwości.

Właściwości proszku ze stali nierdzewnej AerMet100

AerMet100 wykazuje następujące właściwości fizyczne i mechaniczne w stanie fabrycznym AM i po obróbce cieplnej:

Nieruchomość	Powykonawczy	Obróbka cieplna
Gęstość	7,9 g/cm3	7,9 g/cm3
Porowatość	< 1%	< 1%
Chropowatość powierzchni (Ra)	15-25 μm	15-25 μm
Twardość	30-35 HRC	34-38 HRC
Wytrzymałość na rozciąganie	170-190 ksi	190-220 ksi
Granica plastyczności (przesunięcie 0,2%)	160-180 ksi	180-210 ksi
Wydłużenie	8-13%	10-15%
Zmniejszenie powierzchni	15-25%	15-25%
Moduł sprężystości	27-30 Msi	29-32 Msi
CTE (70-400°C)	11-12 μm/m°C	11-12 μm/m°C
Przewodność	25-30% IACS	25-30% IACS

Właściwości te sprawiają, że AerMet100 nadaje się do wysokowytrzymałych elementów konstrukcyjnych, elementów złącznych dla przemysłu lotniczego, narzędzi wiertniczych, zaworów i pomp oraz innych krytycznych części, w których odporność na zmęczenie jest najważniejsza.

Zastosowania proszku ze stali nierdzewnej AerMet100

Unikalne właściwości AerMet100 sprawiają, że jest to doskonały wybór do następujących zastosowań:

Lotnictwo i kosmonautyka

• Wsporniki strukturalne, usztywnienia, elementy kadłuba
• Części podwozia, elementy skrzydeł, usterzenie nośne
• Mocowania silnika, elementy układu wydechowego
• Łopatki turbin, wirniki, części sprężarek
• Wysokowytrzymałe elementy złączne, śruby, nakrętki, nity

Ropa i gaz

• Narzędzia i komponenty do wiercenia otworów wiertniczych
• Części głowicy odwiertu, zawory, pompy
• Zbiorniki ciśnieniowe, złączki rurowe
• Części konstrukcyjne podmorskie/offshore

Motoryzacja

• Komponenty do wytwarzania energii
• Części układów napędowych, takie jak koła zębate, wały
• Stężenia strukturalne, elementy podwozia
• Wysokowydajne komponenty wyścigowe

Przemysłowy

• Części robotyki narażone na zużycie i uderzenia
• Matryce, formy, oprzyrządowanie
• Części do obsługi płynów, takie jak zawory i pompy
• Inne komponenty o wysokim obciążeniu cyklicznym

Doskonała wytrzymałość zmęczeniowa AerMet100 sprawia, że jest on idealnym zamiennikiem dla komponentów tradycyjnie wykonanych z tytanu lub stopów niklu. Wysoka twardość zapewnia również dobrą odporność na zużycie.

Specyfikacja proszku ze stali nierdzewnej AerMet100

Produkty AerMet100 w proszku spełniają następujące specyfikacje:

Specyfikacja	Gatunek/stop
AMS 7245	AerMet100
ASTM F3056	AlloySpec 23A
DIN 17224	X3NiCoMoAl 15-7-3

Typowe rozkłady wielkości dla przetwarzania AM są następujące:

Wielkość cząstek	Dystrybucja
15-53 μm	98%
<106 μm	99%

Skład chemiczny musi być zgodny z dopuszczalnymi zakresami pierwiastków takich jak Cr, Ni, Co, Mo, C itp. określonymi w specyfikacji AMS 7245 dla stopu AerMet100.

Właściwości mechaniczne powinny spełniać lub przekraczać minimalne wartości twardości, wytrzymałości na rozciąganie, granicy plastyczności, wydłużenia i redukcji powierzchni określone w AMS 7245.

Badania nieniszczące, takie jak penetracja barwnikiem lub kontrola cząstek magnetycznych, nie powinny wykazywać żadnych krytycznych wad ani defektów. Proszek powinien mieć dobrą sypkość i nie powinien się zbrylać.

AerMet100 Proszek ze stali nierdzewnej Dostawcy i ceny

Proszek AerMet100 jest dostępny u następujących głównych dostawców:

Dostawca	Oznaczenie produktu	Zakres cen za kg
Carpenter Additive	CarTech AerMet100	$85-110
Höganäs	Digital Metal DM100	$90-120
Praxair	TRU100	$80-100
Sandvik Osprey	Osprey Met 100	$75-95

Ceny różnią się w zależności od wielkości zamówienia, wielkości partii, dystrybutora regionalnego i innych rabatów. Mniejsze ilości badawcze mogą kosztować więcej niż masowe ilości produkcyjne.

Przechowywanie i obsługa

Aby zachować jakość proszku AerMet100 do użytku AM, obowiązują następujące wytyczne dotyczące przechowywania i obsługi:

• Przechowywać szczelnie zamknięte pojemniki w chłodnym, suchym miejscu, z dala od wilgoci i źródeł zanieczyszczeń.
• Unikać wystawiania proszku na działanie wysokiej wilgotności (>60% RH) przez dłuższy czas.
• Przed rozszczelnieniem pojemnika należy odczekać, aż proszek osiągnie temperaturę pokojową, aby zapobiec kondensacji.
• Jeśli to możliwe, proszek należy wsypywać i przenosić w środowisku obojętnym o niskiej zawartości tlenu.
• Należy używać sprzętu do przenoszenia proszków i akcesoriów wykonanych z kompatybilnych materiałów, aby zapobiec zanieczyszczeniu.
• Ogranicz ponowne użycie proszku do maksymalnie 2-3 cykli, aby zapobiec pogorszeniu jego właściwości.
• Przeprowadzenie testów zużytego proszku w celu upewnienia się, że nadal spełnia on wszystkie specyfikacje dotyczące ponownego użycia.

Właściwe przechowywanie i ostrożne obchodzenie się z proszkiem ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania jego utlenianiu, zanieczyszczeniu lub zmianom płynności.

Informacje dotyczące bezpieczeństwa

• Podczas pracy z proszkiem należy nosić środki ochrony indywidualnej - rękawice, maskę oddechową, okulary ochronne.
• Unikać kontaktu ze skórą, aby zapobiec możliwym reakcjom alergicznym
• Zapobieganie wdychaniu drobnych proszków przez długi czas
• Zapewnienie odpowiedniej wentylacji i odpylania podczas przetwarzania
• Do dozowania i przenoszenia proszku należy używać nieiskrzących narzędzi.
• Do przenoszenia proszków zaleca się stosowanie osłony z gazu obojętnego
• Przestrzegaj wszystkich obowiązujących wytycznych dotyczących kart charakterystyki (SDS)
• Utylizować zgodnie z lokalnymi przepisami i zapewnić hermetyczność

Proszki stopu AerMet100 generalnie nie są materiałami niebezpiecznymi, ale zaleca się przestrzeganie podstawowych zasad bezpieczeństwa podczas przechowywania, obsługi i przetwarzania.

Kontrola i testowanie

Aby upewnić się, że proszek AerMet100 spełnia specyfikacje, można zastosować następujące procedury kontroli i testowania:

Metoda badania	Zatwierdzona właściwość
Kontrola wzrokowa	Płynność proszku, zanieczyszczenie
Skaningowa mikroskopia elektronowa	Rozkład wielkości cząstek i morfologia
Spektroskopia rentgenowska z dyspersją energii	Chemia stopów, zanieczyszczenie
Dyfrakcja rentgenowska	Obecność faz, zanieczyszczenie
Przepływomierz Halla	Natężenie przepływu proszku
Gęstość pozorna	Gęstość upakowania proszku
Test gęstości kranu	Płynność proszku
Analiza sitowa	Rozkład wielkości cząstek zgodnie z ASTM B214
Analiza chemiczna	Skład według AMS 7245, tlenki
Pomiar gęstości	Gęstość proszku a AMS 7245

Testy mechaniczne wydrukowanych próbek zgodnie z AMS 7245 potwierdzają, że końcowe właściwości części spełniają wymagania. Metody testowania obejmują twardość, rozciąganie, udarność Charpy'ego, zmęczenie wysokocyklowe, zmęczenie niskocyklowe, pełzanie, odporność na pękanie, korozję itp.

Porównanie proszku ze stali nierdzewnej AerMet100 do podobnych materiałów

AerMet100 porównuje się z innymi wysokowytrzymałymi martenzytycznymi stalami nierdzewnymi w następujący sposób:

Stop	Siła	Plastyczność	Spawalność	Koszt
AerMet100	Bardzo wysoka	Umiarkowany	Uczciwy	Umiarkowany
17-4PH	Wysoki	Niski	Słaby	Niski
Custom 465	Bardzo wysoka	Niski	Słaby	Wysoki
316L	Umiarkowany	Wysoki	Doskonały	Niski
Inconel 718	Wysoki	Wysoki	Umiarkowany	Bardzo wysoka

Zalety AerMet100:

• Wyższa wytrzymałość niż 17-4PH i 316L
• Lepsza ciągliwość niż w przypadku Custom 465, zapewniająca wyższą odporność na uderzenia
• Większa spawalność niż w przypadku stopów utwardzanych wydzieleniowo
• Niższy koszt niż w przypadku Inconelu 718

Ograniczenia AerMet100:

• Niższa ciągliwość/odporność na pękanie niż w przypadku austenitycznego 316L
• Gorsza spawalność w porównaniu do 316L
• Wyższy koszt niż 17-4PH lub 316L
• Niższa wytrzymałość niż Custom 465 w szczytowym stanie starzenia

Ogólnie rzecz biorąc, AerMet100 zapewnia optymalne połączenie wytrzymałości, plastyczności, spawalności i kosztów dla wysokowydajnych części wykonanych w procesach AM.

FAQ

P: Jakie są kluczowe zalety stopu AerMet100?

Główne zalety AerMet100 to wysoka wytrzymałość i twardość w połączeniu z dobrą plastycznością, doskonałą odpornością na zmęczenie, odpornością na pełzanie, odpornością na korozję i umiarkowanym kosztem. Dzięki temu doskonale nadaje się do krytycznych zastosowań AM.

P: Jaką obróbkę cieplną stosuje się w przypadku AerMet100?

Typowa obróbka cieplna to 1-2-godzinne rozpuszczanie w temperaturze 1040-1080°C, a następnie chłodzenie powietrzem lub w piecu do temperatury pokojowej, a następnie utwardzanie starzeniowe w temperaturze 480°C przez 4 godziny w celu uzyskania optymalnej wytrzymałości i twardości.

P: Jakie metody spawania mogą być stosowane do łączenia części AerMet100?

O: Metody spawania, takie jak GTAW, GMAW i PAW są zalecane dla AerMet100, aby uniknąć pękania i zminimalizować odkształcenia. Sugeruje się również niski dopływ ciepła i kulkowanie spoin. Lutowanie może również zapewnić dobre połączenia.

P: Jak AerMet100 wypada w porównaniu do stali maraging dla AM?

AerMet100 ma wyższą ciągliwość, ale nieco niższą wytrzymałość niż stale maraging, takie jak 18Ni300 lub 18Ni350. Stale maraging mają słabą spawalność. AerMet100 jest dobrą, tańszą alternatywą dla stali maraging.

P: Czy AerMet100 może być obrabiany po obróbce AM?

O: Tak, AerMet100 może być obrabiany po AM, ale należy zachować ostrożność, aby uwzględnić efekty utwardzania podczas pracy. Zalecane są niskie siły skrawania, narzędzia z węglików spiekanych i odpowiednie chłodziwo. Po intensywnej obróbce może być wymagane wyżarzanie.

P: Jaki zakres wielkości cząstek proszku AerMet100 jest optymalny dla AM?

O: Zalecany zakres wielkości cząstek dla AM wynosi 15-45 μm. Drobniejsze proszki poprawiają rozdzielczość, ale mogą negatywnie wpływać na płynność. Grubsze proszki powyżej 53 μm mogą powodować defekty druku. Typowy "sweet spot" to 25-35 μm.