Порошок из нержавеющей стали AerMet100

Порошок из нержавеющей стали AerMet100 - это высокоэффективный порошок сплава, предназначенный для аддитивного производства, требующего высокой прочности и усталостной прочности. К числу ключевых характеристик этого материала относятся:

• Высокая прочность и твердость - AerMet100 обладает превосходной прочностью при растяжении свыше 200 кси и твердостью в диапазоне 30-36 HRC.
• Хорошая пластичность - несмотря на высокую прочность, AerMet100 сохраняет достойную пластичность и ударопрочность. Значения удлинения превышают 10%.
• Отличная усталостная прочность - предел усталости AerMet100 очень высок и составляет около 50% от предела прочности при растяжении. Это позволяет изготавливать долговечные детали, подвергающиеся циклическим нагрузкам.
• Устойчивость к ползучести - AerMet100 противостоит деформации под нагрузкой при высоких температурах до 700°C, что делает его пригодным для эксплуатации при повышенных температурах.
• Коррозионная стойкость - состав нержавеющей стали обеспечивает стойкость к коррозии и окислению для использования в жестких условиях эксплуатации.
• Свариваемость - Низкое содержание углерода обеспечивает хорошую свариваемость при использовании стандартных методов сварки плавлением.
• Экономическая эффективность - AerMet100 более доступен по цене, чем другие экзотические сплавы с аналогичными свойствами.

Исключительный баланс свойств позволяет использовать AerMet100 для решения сложных задач в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной и промышленной отраслях. Детали, изготовленные из порошка AerMet100, демонстрируют высокое соотношение прочности и массы, долговечность и надежность при рабочих нагрузках.

Порошковая композиция из нержавеющей стали AerMet100

AerMet100 - это мартенситная нержавеющая сталь с добавками кобальта, никеля и молибдена для повышения прочности и твердости. Номинальный состав приведен ниже:

Элемент	Вес %
Железо (Fe)	Баланс
Хром (Cr)	15.0 – 17.0
Никель (Ni)	7.0 – 10.0
Кобальт (Co)	8.0 – 10.0
Молибден (Mo)	4.0 – 5.0
Марганец (Mn)	< 1.0
Кремний (Si)	< 1.0
Углерод (C)	< 0.03

Основными легирующими элементами и их влияние являются:

• Хром - Обеспечивает стойкость к коррозии и окислению
• Никель - Повышает вязкость и пластичность
• Кобальт - Упрочнитель твердых растворов, повышает прочность
• Молибден - Упрочнитель в твердом растворе, повышает прочность и сопротивление ползучести
• Марганец и кремний - Раскислители для повышения технологичности порошков
• Углерод - Низкий уровень для лучшей свариваемости

Сочетание этих элементов придает нержавеющей стали AerMet100 уникальный комплекс свойств.

Свойства порошка из нержавеющей стали AerMet100

AerMet100 обладает следующими физико-механическими свойствами в условиях АМ и термообработки:

Недвижимость	As-Built	Термическая обработка
Плотность	7,9 г/куб. см	7,9 г/куб. см
Пористость	< 1%	< 1%
Шероховатость поверхности (Ra)	15-25 мкм	15-25 мкм
Твердость	30-35 HRC	34-38 HRC
Прочность на разрыв	170-190 кси	190-220 кси
Предел текучести (смещение 0,2%)	160-180 кси	180-210 кси
Удлинение	8-13%	10-15%
Сокращение площади	15-25%	15-25%
Модуль упругости	27-30 Msi	29-32 Msi
CTE (70-400°C)	11-12 мкм/м°С	11-12 мкм/м°С
Проводимость	25-30% IACS	25-30% IACS

Эти свойства позволяют использовать AerMet100 для изготовления высокопрочных элементов конструкций, аэрокосмического крепежа, скважинных инструментов, клапанов и насосов, а также других ответственных деталей, где усталостная прочность имеет первостепенное значение.

Применение порошка из нержавеющей стали AerMet100

Уникальные свойства AerMet100 делают его отличным выбором для следующих областей применения:

Аэрокосмическая промышленность

• Конструктивные кронштейны, скобы, элементы фюзеляжа
• Детали шасси, элементы крыла, эмпеннаж
• Опоры двигателя, компоненты системы выпуска отработавших газов
• Лопатки турбин, рабочие колеса, детали компрессоров
• Высокопрочный крепеж, болты, гайки, заклепки

Нефть и газ

• Скважинные буровые инструменты и компоненты
• Устьевые детали, клапаны, насосы
• Сосуды, работающие под давлением, трубопроводная арматура
• Конструктивные элементы для подводных/морских работ

Автомобильная промышленность

• Компоненты для производства электроэнергии
• Детали систем привода, такие как шестерни, валы
• Конструктивные скобы, элементы шасси
• Высокопроизводительные гоночные компоненты

Промышленность

• Детали робототехники, подверженные износу и ударам
• Штампы, пресс-формы, оснастка
• Детали для обработки жидкостей, такие как клапаны и насосы
• Другие компоненты с высокой цикловой нагрузкой

Отличная усталостная прочность AerMet100 делает его идеальной заменой деталей, традиционно изготавливаемых из титановых или никелевых сплавов. Высокая твердость обеспечивает также хорошую износостойкость.

Технические характеристики порошка из нержавеющей стали AerMet100

Порошковые продукты AerMet100 соответствуют следующим техническим требованиям:

Спецификация	Марка/сплав
AMS 7245	AerMet100
ASTM F3056	AlloySpec 23A
DIN 17224	X3NiCoMoAl 15-7-3

Типичными распределениями по размерам для AM-обработки являются:

Размер частиц	Распространение
15-53 мкм	98%
<106 мкм	99%

Химический состав должен соответствовать допустимым диапазонам содержания таких элементов, как Cr, Ni, Co, Mo, C и т.д., как указано в спецификации AMS 7245 для сплава AerMet100.

Механические свойства должны соответствовать или превышать минимальные значения твердости, предела прочности, предела текучести, удлинения и уменьшения площади, указанные в стандарте AMS 7245.

Неразрушающий контроль, такой как контроль с помощью красителя или магнитных частиц, не должен выявлять критических дефектов. Порошок должен обладать хорошей текучестью и не образовывать комков.

Поставщики и ценообразование порошка из нержавеющей стали AerMet100

Порошок AerMet100 можно приобрести у следующих основных поставщиков:

Поставщик	Назначение изделия	Диапазон цен за кг
Столярная присадка	CarTech AerMet100	$85-110
Höganäs	Цифровой металл DM100	$90-120
Praxair	TRU100	$80-100
Sandvik Osprey	Osprey Met 100	$75-95

Цены зависят от объема заказа, размера партии, наличия регионального дистрибьютора и других скидок. Небольшие исследовательские партии могут стоить дороже, чем оптовые объемы производства.

Хранение и обращение

Для сохранения качества порошка AerMet100, предназначенного для использования в АМ, необходимо соблюдать следующие правила хранения и обращения с ним:

• Хранить запечатанные контейнеры в сухом прохладном месте, вдали от влаги и источников загрязнения
• Не подвергать порошок длительному воздействию высокой влажности (>60% RH)
• Во избежание образования конденсата дайте порошку уравновеситься до комнатной температуры, прежде чем откупоривать контейнер.
• Заливать и переносить порошок по возможности в инертной среде с низким содержанием кислорода
• Для предотвращения загрязнения используйте оборудование и принадлежности для работы с порошками, изготовленные из совместимых материалов
• Ограничьте повторное использование порошка до 2-3 циклов во избежание ухудшения свойств
• Провести тестирование использованного порошка на предмет соответствия всем техническим требованиям для повторного использования

Правильное хранение и бережное обращение с порошком - залог предотвращения его окисления, загрязнения или изменения текучести.

Информация о безопасности

• При работе с порошком используйте СИЗ - перчатки, респиратор, защитные очки
• Избегайте контакта с кожей для предотвращения возможных аллергических реакций
• Предотвращение вдыхания мелкодисперсных порошков в течение длительного времени
• Обеспечьте надлежащую вентиляцию и уборку пыли при обработке
• Используйте неискрящие инструменты для дозирования и работы с порошком
• При работе с порошковыми материалами рекомендуется использовать инертный газ
• Соблюдать все применимые правила составления паспортов безопасности (SDS)
• Утилизация в соответствии с местными правилами и обеспечение герметичности

Порошки сплава AerMet100, как правило, не являются опасными материалами, однако при их хранении, обращении и обработке рекомендуется соблюдать основные правила техники безопасности.

Проверка и тестирование

Для обеспечения соответствия порошка AerMet100 техническим требованиям можно использовать следующие процедуры проверки и испытаний:

Метод испытания	Свойство Проверено
Визуальный контроль	Текучесть порошка, загрязнение
Сканирующая электронная микроскопия	Гранулометрический состав и морфология частиц
Энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия	Химия сплавов, загрязнения
Дифракция рентгеновских лучей	Наличие фаз, загрязнение
Расходомер Холла	Расход порошка
Кажущаяся плотность	Плотность упаковки порошка
Испытание на плотность отвода	Текучесть порошка
Ситовой анализ	Гранулометрический состав согласно ASTM B214
Химический анализ	Состав по стандарту AMS 7245, оксиды
Измерение плотности	Плотность порошка в сравнении с AMS 7245

Механические испытания печатных образцов по стандарту AMS 7245 подтверждают соответствие свойств конечной детали предъявляемым требованиям. Методы испытаний включают в себя определение твердости, растяжения, ударной вязкости по Шарпи, усталости при больших циклах, усталости при малых циклах, разрыва при ползучести, вязкости разрушения, коррозии и т.д.

Сравнение порошка из нержавеющей стали AerMet100 с аналогичными материалами

AerMet100 по сравнению с другими высокопрочными мартенситными нержавеющими сталями выглядит следующим образом:

Сплав	Прочность	Пластичность	Свариваемость	Стоимость
AerMet100	Очень высокий	Умеренный	Ярмарка	Умеренный
17-4PH	Высокая	Низкий	Бедный	Низкий
Пользовательский 465	Очень высокий	Низкий	Бедный	Высокая
316L	Умеренный	Высокая	Отличный	Низкий
Инконель 718	Высокая	Высокая	Умеренный	Очень высокий

Преимущества AerMet100:

• Более высокая прочность по сравнению с 17-4PH и 316L
• Лучшая пластичность по сравнению с Custom 465 для повышения ударопрочности
• Более свариваемы, чем сплавы, упрочняющиеся за счет осаждения
• Более низкая стоимость по сравнению с Inconel 718

Ограничения AerMet100:

• Более низкая пластичность/вязкость разрушения по сравнению с аустенитной 316L
• Более низкая свариваемость по сравнению с 316L
• Более высокая стоимость по сравнению с 17-4PH или 316L
• Более низкая прочность по сравнению с Custom 465 в пиковом выдержанном состоянии

В целом AerMet100 обеспечивает оптимальное сочетание прочности, пластичности, свариваемости и стоимости для высокопроизводительных деталей, изготавливаемых по AM-процессам.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Вопрос: Каковы основные преимущества сплава AerMet100?

О: Основными преимуществами AerMet100 являются высокая прочность и твердость в сочетании с хорошей пластичностью, отличная усталостная прочность, сопротивление ползучести, коррозионная стойкость и умеренная стоимость. Это позволяет использовать его в критических областях АМ.

Вопрос: Какая термическая обработка применяется для AerMet100?

О: Обычная термическая обработка - 1-2 часа растворения при температуре 1040-1080°C с последующим охлаждением на воздухе или в печи до комнатной температуры, а затем возрастная закалка при 480°C в течение 4 часов для достижения оптимальной прочности и твердости.

Вопрос: Какие методы сварки могут быть использованы для соединения деталей AerMet100?

Ответ: Для AerMet100 рекомендуется использовать такие методы сварки плавлением, как GTAW, GMAW и PAW, чтобы избежать образования трещин и минимизировать деформацию. Также рекомендуется использовать низкую тепловую нагрузку и упрочнение сварных швов. Пайка также может дать хорошие соединения.

Вопрос: Чем AerMet100 отличается от мартенситно-стареющих сталей для АМ?

Ответ: AerMet100 обладает более высокой пластичностью, но несколько меньшей прочностью, чем мартенситностареющие стали типа 18Ni300 или 18Ni350. Мартенситностареющие стали обладают плохой свариваемостью. AerMet100 является хорошей недорогой альтернативой мартенситному сталю.

Вопрос: Можно ли обрабатывать AerMet100 после AM-обработки?

Ответ: Да, AerMet100 можно обрабатывать после АМ, но при этом необходимо учитывать эффект закалки. Рекомендуется использовать низкие силы резания, твердосплавный инструмент и достаточное количество СОЖ. После интенсивной обработки может потребоваться отжиг.

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц порошка AerMet100 оптимален для АМ?

О: Рекомендуемый диапазон размеров частиц для АМ составляет 15-45 мкм. Более мелкие порошки улучшают разрешение, но могут негативно влиять на текучесть. Более грубые порошки размером более 53 мкм могут привести к дефектам печати. Обычно оптимальным считается диапазон 25-35 мкм.