2024'te Paslanmaz Çelik 17-4PH Toz

Genel Bakış

Paslanmaz çelik 17-4PH tozu, metal 3D baskı için kullanılabilen bir çökeltme sertleştirme martensitik paslanmaz çeliktir. İyi korozyon direnci ile birlikte yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptir. 17-4PH, bakır bakımından zengin partiküllerin çökelmesi yoluyla alaşımın yaşla sertleşmesini sağlayan yaklaşık 4% bakır içerir.

Bu makale, bileşimi, özellikleri, işlenmesi, uygulamaları, tedarikçileri ve diğer alaşımlarla karşılaştırmaları dahil olmak üzere 17-4PH tozuna genel bir bakış sunmaktadır. Önemli ayrıntılar aşağıdaki tablolarda özetlenmiştir.

17-4PH Toz Bileşimi

17-4PH adını yaklaşık 4% bakır içeren bileşiminden alır. Ana alaşım elementleri şunlardır:

Element	Ağırlık %
Krom	15 – 17.5%
Nikel	3 – 5%
Bakır	3 – 5%
Manganez	≤ 1%
Silikon	≤ 1%
Karbon	≤ 0,07%
Sülfür ve Fosfor	≤ 0,04%
Azot	≤ 0,03%

Bakır içeriği, 17-4PH'nin mukavemetini ve sertliğini önemli ölçüde artıran çökelme sertleşmesine neden olur. Krom korozyon direnci sağlar. Nikel de korozyon direncini artırırken sünekliği ve tokluğu geliştirir.

17-4PH Toz Özellikleri

17-4PH toz, yüksek mukavemet ve iyi korozyon direncinin mükemmel bir kombinasyonunu sunar. Temel özellikleri şunlardır:

Mülkiyet	Açıklama
Güç	Çekme mukavemeti 1,380 MPa'ya kadar, akma mukavemeti 1,240 MPa'ya kadar
Sertlik	Yaşlandırmadan sonra 44 HRC'ye kadar
Korozyon Direnci	Bakır nedeniyle 400 serisi paslanmaz çeliklerden daha iyi
İşlenebilirlik	Daha yüksek mukavemet nedeniyle 300 serisine göre işlenmesi daha zordur
Manyetizma	Martensitik mikroyapı nedeniyle hafif manyetik
Kaynaklanabilirlik	Çökelme sertleşmesi nedeniyle 300 serisine göre daha düşük kaynaklanabilirlik

Mukavemet, sertlik ve korozyon direnci ısıl işlemle uyarlanabilir. Çözelti tavlaması alaşımı yumuşak ve sünek hale getirir. Daha sonraki yaşlandırma, dislokasyon hareketini engelleyen bakır bakımından zengin partiküllerin çökelmesine neden olur, böylece malzemeyi sertleştirir ve güçlendirir.

17-4PH İşleme

17-4PH tozu çeşitli metal 3D baskı yöntemleriyle işlenebilir:

Lazer Toz Yatağı Füzyonu (L-PBF)
Elektron Işını Toz Yatağı Füzyonu (E-PBF)
Yönlendirilmiş Enerji Biriktirme (DED)

L-PBF en yaygın yaklaşımlardan biridir. Yoğun, çatlaksız parçalar elde etmek ve artık gerilmeleri önlemek için proses parametreleri dikkatle kontrol edilmelidir.

L-PBF'de 17-4PH tozu için tipik işleme koşulları:

Tabaka kalınlığı: 20-50 μm
Lazer gücü: 100-400 W
Tarama hızı: 100-1500 mm/s
Kapak aralığı: 80-120 μm
Işın çapı: 50-100 μm

Artık gerilmeleri azaltmak için baskıdan sonra bir gerilim giderme ısıl işlemi önerilir. Basılan parçalar, sertliği ve mukavemeti artırmak için çözelti ile tavlanabilir ve yaşlandırılabilir.

17-4PH Uygulamaları

17-4PH, çeşitli sektörlerde yüksek mukavemet, sertlik ve orta düzeyde korozyon direnci gerektiren metal 3D baskılı parçalar için kullanılır:

Havacılık ve Uzay: Türbin kanatları, pervaneler, bağlantı elemanları, braketler
Otomotiv: Şanzıman bileşenleri, turboşarj parçaları
Petrol ve gaz: Vanalar, kuyu başı parçaları, pompalar
Genel mühendislik: Kalıplar, fikstürler, kalıplar

Yaşlanma sonrası yüksek sertlik, 17-4PH'yi aşınmaya dayanıklı uygulamalar için uygun hale getirir. Enjeksiyon kalıpları ve kalıplar için takım çelikleri gibi işlenmesi zor malzemelerin yerini alabilir. Alaşım genellikle yüksek mukavemetli yapısal braketler ve muhafazalar için kullanılır.

17-4PH Toz Tedarikçileri

17-4PH tozu, önde gelen metal tozu üreticilerinden ticari olarak temin edilebilir:

Tedarikçi	Ürün Sınıfları	Boyut Aralığı
Sandvik	Osprey 17-4PH	15-45 μm
Carpenter	17-4PH	15-45 μm
Praxair	17-4 PH	15-53 μm
LPW Teknoloji	17-4PH	15-45 μm
Erasteel	17-4 PH	20-150 μm

Fiyatlar sipariş edilen miktara bağlı olarak $50/lb ile $90/lb arasında değişmektedir. Özel partikül boyutu dağılımları ve yüksek saflık dereceleri (örn. fosfat pasifleştirilmiş) mevcuttur.

17-4PH vs Diğer Alaşımlar

17-4PH, paslanmaz çelik ve takım çeliği alaşımları ile aşağıdaki gibi karşılaştırılır:

Alaşım	Güç	Korozyon Direnci	Yorumlar
17-4PH	Çok yüksek	Orta düzeyde	Çökelme sertleşmesi; yüksek sertlik; iyi mukavemet ve korozyon direnci kombinasyonu
316L	Orta	Mükemmel	Standart korozyona dayanıklı paslanmaz; düşük mukavemetli; ısıl işlem görmez; daha ucuz
PH 13-8	Yüksek	Mükemmel	Çökelme sertleşmesi; yüksek mukavemet ve korozyon direnci; 8% nikel içerir
H13 Takım Çeliği	Çok yüksek	Orta düzeyde	Standart takım çeliği; yüksek sertlik ancak daha düşük korozyon direnci; daha pahalı

SSS

17-4PH paslanmaz çeliğin başlıca avantajları nelerdir?

17-4PH'nin başlıca avantajları yüksek mukavemeti ve sertliği ile birlikte orta derecede korozyon direncidir. Yaşlandırma yoluyla 44 HRC'ye kadar sertlik değerleri mümkündür. Bu ürün 300 serisi paslanmaz çeliklerden çok daha yüksek mukavemet sunar.

17-4PH paslanmaz çelik ne için kullanılır?

17-4PH'nin yaygın uygulamaları arasında braketler ve muhafazalar gibi yapısal bileşenler, aşınmaya dayanıklı parçalar, plastik enjeksiyon kalıpları ve kalıpları, pervaneler, valfler ve havacılık bileşenleri bulunur. Havacılık, petrol ve gaz, otomotiv ve genel mühendislik alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

17-4PH metal 3D baskı için neden uygundur?

17-4PH düşük termal iletkenliğe ve termal genleşme katsayısına sahiptir, bu da onu baskı sırasında artık gerilime ve çatlamaya daha az eğilimli hale getirir. Yüksek sertliği aşınmaya dayanıklı takımların basılmasını sağlar. Alaşım yaygın olarak toz formunda bulunur.

17-4PH için hangi ısıl işlem kullanılır?

17-4PH tipik olarak 1038-1066°C'de çözelti tavına tabi tutulur ve ardından bakır bakımından zengin parçacıkları çökeltmek için 371-427°C'de yaşlandırılır. Bu, alaşımın sertleşmesine ve önemli ölçüde güçlenmesine neden olur. Isıl işlemden önce gerilim giderme tavsiye edilir.

17-4PH, 316L ve H13 takım çeliği ile nasıl karşılaştırılır?

17-4PH, 316L paslanmaz çelikten çok daha yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptir ancak korozyon direnci daha düşüktür. H13 takım çeliğiyle karşılaştırıldığında, 17-4PH biraz daha düşük sertlikle daha iyi korozyon direnci sunar. 17-4PH sertlik, mukavemet ve korozyon direnci arasında iyi bir denge sağlar.

17-4PH 3D baskı yaparken ne gibi önlemler almak gerekir?

Artık gerilmeleri ve çatlamayı en aza indirmek için dikkatli proses parametresi seçimi ve katmanlar arasında gerilim giderme önemlidir. Baskı yönelimi, destek yapıları ve çözünürlük/katman yüksekliği de karmaşık geometriler için optimize edilmelidir.

Hangi tedarikçiler 17-4PH tozu sunuyor?

Önde gelen 17-4PH toz tedarikçileri arasında Sandvik, Carpenter Additive, Praxair, LPW Technology ve Erasteel bulunmaktadır. Toz, DED ve L-PBF gibi AM süreçleri için özelleştirilmiş farklı boyut dağılımlarında mevcuttur.