Порошковая сталь 300

Порошок из мартенситно-стареющей стали 300 - это порошок из легированной стали, обычно содержащий примерно 18% никеля, 8,5% кобальта, 3% молибдена, 0,6% титана и незначительное количество алюминия. Она характеризуется высокой прочностью и вязкостью, а также хорошей свариваемостью.

Обзор

Порошок из мартенситно-стареющей стали 300 обладает следующими основными характеристиками:

• Сверхвысокопрочная мартенситно-стареющая сталь в виде порошка
• Достижение прочности 300 кси (2068 МПа) и выше
• Сохраняет хорошую вязкость разрушения по сравнению с другими высокопрочными сплавами
• Состав позволяет проводить термообработку для получения оптимальной прочности
• Процесс порошковой металлургии позволяет изготавливать сложные детали
• Используется в аэрокосмической промышленности, производстве инструментов и других ответственных областях.

Основные свойства:

• Очень высокая текучесть и прочность на разрыв
• Хорошая вязкость разрушения
• Отличная стабильность размеров
• Легкость механической обработки до старения
• Хорошая свариваемость в состаренном состоянии
• Устойчивость к коррозионному растрескиванию под напряжением

Состав

Номинальный состав порошка мартенситно-стареющей стали 300:

Основные легирующие элементы, такие как никель, кобальт и молибден, обеспечивают упрочнение матрицы, необходимое для достижения сверхвысоких уровней прочности. Титан - важнейшая добавка для контроля размера зерна. Алюминий улучшает процесс старения.

Свойства

Свойства, полученные после соответствующей термической обработки порошка из мартенситно-стареющей стали 300, таковы:

Сверхвысокие показатели прочности достигаются за счет упрочнения твердым раствором и термообработки, позволяющей получить осадочную закалку. Она также сохраняет сравнительно высокую вязкость разрушения. Эти свойства делают его хорошо подходящим для критических компонентов в аэрокосмической и других требовательных отраслях промышленности.

Термообработка

Процесс термообработки обычно включает в себя:

1. Лечение раствором: Нагрев при 1100°F (593°C) в течение 1 часа, затем воздушное охлаждение/закалка маслом. Получается размягченное состояние для легкой обработки.
2. Лечение старения: Нагревайте 450 - 1200°F (230 - 650°C) в течение 1 - 6 часов, затем охладите на воздухе до комнатной температуры. Обеспечивает закалку осадком для достижения полной высокой прочности.

Старение при более низких температурах приводит к повышению прочности на разрыв, но снижению удлинения. Термообработка может быть изменена в соответствии с требуемыми механическими свойствами.

Приложения

Типичные области применения порошка из мартенситно-стареющей стали 300 включают:

• Аэрокосмические и авиационные компоненты
• Военная техника
• Гильзы ракетных двигателей
• Лопатки турбины
• Промышленная оснастка
• Сосуды под давлением
• Шатуны
• Шестерни
• Кулачки
• Крепеж и пружины

Он обеспечивает надежную работу в условиях высоких динамических нагрузок при меньшем весе по сравнению с другими аэрокосмическими материалами. Компоненты включают критические структурные детали, элементы двигателей и трансмиссий. Метод порошковой металлургии позволяет изготавливать детали сложной или неправильной формы.

Поставщики и ценообразование

Некоторые из основных поставщиков порошка из мартенситно-стареющей стали 300 включают:

Цена может варьироваться в пределах $45 - $60 за кг в зависимости от объема заказа, дополнительной обработки, сроков поставки и региональных факторов. Обычно продается небольшими партиями для аддитивного производства. Цены на большие партии могут быть согласованы с поставщиками.

Стандарты

В настоящее время не существует официальных спецификаций для состава и свойств порошка мартенситно-стареющей стали 300, поскольку он предназначен в первую очередь для аддитивного производства, а не для традиционного литья/ковки.

Однако поставщики соблюдают установленные стандарты для деформируемого мартенситно-стареющего проката марки 300 в части предельного состава и достижения заданных уровней прочности путем соответствующей термической обработки. Также соблюдаются стандарты испытаний.

Сравнение с альтернативами

Vs. Мартенситно-стареющая сталь 250 класса:

• Маркировка 300 имеет более высокую прочность 12-15%
• Маркировка 250 немного жестче
• Маркировка 300 стоит дороже

Vs. Нержавеющие стали:

• Прочность в 5-7 раз выше, чем у закаленных осаждением нержавеющих сталей
• Лучшая вязкость разрушения по сравнению с большинством марок нержавеющей стали
• Дороже, чем нержавеющая сталь.

Vs. Стали для столярных инструментов:

• Прочность в 2-3 раза выше, чем у инструментальных сталей для холодной обработки
• Значительно лучшая прочность, особенно на больших участках
• Более стабильные размеры при термообработке
• Трудно поддается шлифовке и полировке по сравнению с инструментальными сталями

Ограничения

• Дорогой порошковый сплав
• Требуется контролируемая термообработка
• Размер секции ограничен для критически важных приложений
• Нелегко сваривается или соединяется после обработки старением
• Низкая устойчивость к окислению и коррозии

Улучшенная коррозионная стойкость может быть достигнуто путем добавления хрома 1-3% для получения мартенситно-стареющих типов нержавеющей стали.

Вопросы и ответы

Вопрос: Для чего используется мартенситно-стареющая сталь?

О: Мартенситностареющие стали обладают очень высокой прочностью в сочетании с хорошей вязкостью разрушения, что делает их пригодными для изготовления компонентов, несущих критическую статическую и динамическую нагрузку, в аэрокосмической, оборонной, автоспортивной, инструментальной и других ответственных отраслях промышленности.

В: Почему мартенситно-стареющая сталь такая прочная?

О: Мартенситностареющие стали обладают сверхвысокой прочностью благодаря закалке осадком в результате термической обработки сплава, содержащего такие ключевые элементы, как никель, кобальт, молибден и титан. Это способствует изменению молекулярной структуры, что делает сталь чрезвычайно твердой и устойчивой к дислокационному движению.

Вопрос: Что такое мартенситно-стареющая сталь порошковой металлургии?

О: Речь идет об изготовлении деталей из порошка мартенситно-стареющей стали с помощью методов аддитивного производства, таких как лазерное наплавление порошкового слоя, струйная обработка связующим или направленное осаждение энергии. Это обеспечивает большую свободу проектирования по сравнению с традиционной ковкой и механической обработкой. В результате после термообработки получаются эквивалентные или лучшие свойства.

Вопрос: Является ли мартенситно-стареющая сталь хрупкой?

О: Нет, в отличие от других сверхвысокопрочных сталей, мартенситно-стареющие марки сохраняют сравнительно хорошую вязкость разрушения и сопротивление распространению трещин. Однако размер сечения ограничен для критических применений. При оптимальной обработке старением они обеспечивают хороший баланс прочности, пластичности и ударной вязкости.

Вопрос: Можете ли вы сварить мартенситно-стареющую сталь?

О: Мартенситностареющие стали в отожженном/растворенном состоянии можно сваривать обычными или твердотельными методами. Однако сварка в закаленном состоянии более сложна и требует специальных процедур. Для восстановления свойств может потребоваться повторное растворение и повторная термическая обработка.

узнать больше о процессах 3D-печати