Σκόνη ανοξείδωτου χάλυβα AerMet100

Η σκόνη ανοξείδωτου ατσαλιού AerMet100 είναι σκόνη κράματος υψηλής απόδοσης που έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές προσθετικής κατασκευής που απαιτούν υψηλή αντοχή και αντοχή σε κόπωση. Ορισμένα βασικά χαρακτηριστικά αυτού του υλικού περιλαμβάνουν:

• Υψηλή αντοχή και σκληρότητα — Το AerMet100 έχει εξαιρετική αντοχή με αντοχή σε εφελκυσμό πάνω από 200 ksi και σκληρότητα που κυμαίνεται από 30-36 HRC.
• Καλή ολκιμότητα – Παρά τη μεγάλη αντοχή, το AerMet100 εξακολουθεί να διατηρεί αξιοπρεπή ολκιμότητα και αντοχή σε κρούση. Οι τιμές επιμήκυνσης είναι άνω του 10%.
• Εξαιρετική αντίσταση στην κόπωση - Το όριο κόπωσης του AerMet100 είναι πολύ υψηλό, περίπου το 50% της αντοχής στην εφελκυσμό. Αυτό επιτρέπει ανθεκτικά εξαρτήματα εκτεθειμένα σε κυκλικές καταπονήσεις.
• Αντοχή στη χροϊκή παραμόρφωση - Το AerMet100 αντέχει στην παραμόρφωση υπό φορτίο σε υψηλές θερμοκρασίες έως και 700¡«C, καθιστώντας το κατάλληλο για χρήση σε υψηλή θερμοκρασία.
• Αντοχή στη διάβρωση – Η σύνθεση από ανοξείδωτο ατσάλι παρέχει αντοχή στη διάβρωση και την οξείδωση για χρήση σε σκληρά περιβάλλοντα.
• Συγκολλησιμότητα – Η χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα προσφέρει καλή συγκολλησιμότητα, χρησιμοποιώντας τυπικές μεθόδους συγκόλλησης τήξης.
• Αποδοτικότητα κόστους - Το AerMet100 είναι πιο οικονομικό σε σχέση με άλλα εξωτικά κράματα με παρόμοιες ιδιότητες.

Αυτή η εξαιρετική ισορροπία ιδιοτήτων καθιστά το κράμα AerMet100 κατάλληλο για απαιτητικές εφαρμογές στους τομείς της αεροδιαστημικής, του πετρελαίου και του φυσικού αερίου, του αυτοκινήτου και της βιομηχανίας. Τα εξαρτήματα από μεταλλική σκόνη AerMet100 αποδεικνύουν υψηλό λόγο αντοχής προς βάρος, αντοχή και αξιοπιστία κάτω από φορτία λειτουργίας.

Σύνθεση Σκόνης Ελεύθερου Χάλυβα AerMet100

Το AerMet100 έχει μια μαρτενσιτική ανοξείδωτη σύσταση χάλυβα με πρόσθετα κοβαλτίου, νικελίου και μολυβδένιου για αντοχή και σκληρότητα. Η ονομαστική σύσταση δίνεται παρακάτω:

Στοιχείο	Ποσοστό βάρους
Σίδηρος (Fe)	Ισορροπία
Χρώμιο (Cr)	15.0 – 17.0
Νικέλιο (Ni)	7.0 – 10.0
Κοβάλτιο (Co)	8.0 – 10.0
Μολυβδαίνιο (Mo)	4.0 – 5.0
Μαγγάνιο (Mn)	< 1,0
Πυρίτιο (Si)	< 1,0
Άνθρακας (C)	< 0,03

Τα βασικά στοιχεία κράματος και οι επιδράσεις τους είναι:

• Χρώμιο? - Παρέχει αντίσταση στη διάβρωση και την οξείδωση
• Νικέλιο?- Αυξάνει την αντοχή και την ολκιμότητα
• Κοβάλτιο?- Ενισχυτικό στερεού διαλύματος, αυξάνει την αντοχή
• Μολυβδαίνιο? - Ενισχυτής συμπαγούς διαλύματος, αυξάνει την αντοχή και την αντοχή στη ρευστότητα
• Μαγγάνιο & Πυρίτιο?- Αποξειδωτικά για βελτίωση της κατασκευαστικότητας της σκόνης
• Άνθρακας?- Κρατήθηκε χαμηλή για καλύτερη συγκόλληση

Ο συνδυασμός αυτών των στοιχείων προσδίδει στον ανοξείδωτο χάλυβα AerMet100 το μοναδικό σύνολο των ιδιοτήτων του.

Ιδιότητες σκόνης ανοξείδωτου χάλυβα AerMet100

Το AerMet100 παρουσιάζει τις ακόλουθες φυσικές και μηχανικές ιδιότητες σε ώς-κατασκευασμένες AM και θερμικά επεξεργασμένες καταστάσεις:

Ακίνητη περιουσία	Κατασκευασμένο	Θερμικά επεξεργασμένο
Πυκνότητα	7,9 g/cc	7,9 g/cc
Πορώδες	< 1%	< 1%
Καθαρότητα επιφάνειας (Ra)	15-25 Ãœm	15-25 Ãœm
Σκληρότητα	30-35 HRC	34-38 HRC
Αντοχή σε εφελκυσμό	170-190 ksi	190-220 ksi
Αντοχή σε απόδοση (0,2% μετακίνηση)	160-180 ksi	180-210 χιλ. λίβρες ανά τετρ. ίντσα
Επέκταση	8-13%	10-15%
Μείωση Περιοχής	15-25%	15-25%
Μέτρο ελαστικότητας	27-30 m2	29-32 Msi
CTE (70-400 ¡«C)	11-12χμ/μlC	11-12χμ/μlC
Αγωγιμότητα	25-30% IACS	25-30% IACS

Οι ιδιότητες, καθιστούν το AerMet100 κατάλληλο για υψηλής αντοχής δομικά στοιχεία, αεροδιαστημικούς συνδετήρες, εργαλεία γεώτρησης, βαλβίδες και αντλίες και άλλα κρίσιμα μέρη, όπου η αντοχή στην κόπωση είναι ζωτικής σημασίας.

Εφαρμογές Πούδρας Ανοξείδωτου Χάλυβα AerMet100

Οι μοναδικές ιδιότητες του AerMet100 το καθιστούν ιδανική επιλογή για τις εξής εφαρμογές:

Αεροδιαστημική

• Διαρθρωτικά στηρίγματα, αντηρίδες, στοιχεία ατράκτου
• Μέρη συστημάτων προσγείωσης, μέρη πτερύγων, ουραίο τμήμα
• Στηρίγματα κινητήρα, εξαρτήματα εξατμίσεων
• Πτερύγια τουρμπίνας, πτερωτές, ανταλλακτικά συμπιεστών
• Συνδετήρες υψηλής αντοχής, μπουλόνια, παξιμάδια, πριτσίνια

Πετρέλαιο και φυσικό αέριο

• Εργαλεία διάτρησης οπών και εξαρτήματα
• Μέρη κεφαλής πηγαδιού, βαλβίδες, αντλίες
• Δοχεία υπό πίεση, συνδέσεις σωλήνων
• Υποβρύχια/υπεράκτια δομικά εξαρτήματα

Αυτοκινητοβιομηχανία

• Συστατικά γεννήσεων ενέργειας
• Μέρη συστημάτων κίνησης όπως τα γρανάζια, οι άξονες
• Σταθερές αντιστηρίξεις, εξαρτήματα σασί
• Εξαρτήματα αγώνων υψηλής απόδοσης

Βιομηχανικός

• Τμήματα ρομποτικής υπόκεινται σε φθορά και κρούση
• Μήτρες, καλούπια, εργαλεία
• Μέρη χειρισμού υγρών όπως βαλβίδες και αντλίες
• Άλλα εξαρτήματα υψηλού κύκλου φόρτωσης

Η εξαιρετική διάρκεια κόπωσης του AerMet100 το καθιστά ένα ιδανικό υποκατάστατο για εξαρτήματα κατασκευασμένα παραδοσιακά από τιτάνιο ή κράματα νικελίου. Η υψηλή σκληρότητα παρέχει επίσης καλή αντοχή στη φθορά.

Προδιαγραφές ανοξείδωτης σκόνης AerMet100

Τα προϊόντα σκόνης AerMet100 πληρούν τις παρακάτω προδιαγραφές:

Προδιαγραφές	Βαθμίδα/Κράμα
AMS 7245	AerMet100
ASTM F3056	AlloySpec 23A
DIN 17224	X3NiCoMoAl 15-7-3

Οι τυπικές διανομές μεγέθους για την Επεξεργασία Πρόσθετων Κατασκευών είναι:

Μέγεθος σωματιδίων	Διανομή
15-53 μm	98%
<106 Å	99%

Η χημική σύσταση πρέπει να συμμορφώνεται με τα επιτρεπόμενα όρια για στοιχεία όπως Cr, Ni, Co, Mo, C, κ.λπ. όπως περιγράφεται στις προδιαγραφές AMS 7245 για κράμα AerMet100.

Οι μηχανικές ιδιότητες πρέπει να ικανοποιούν ή να υπερβαίνουν τις ελάχιστες τιμές σκληρότητας, ελκυστικής αντοχής, ορίου άντλησης, επιμήκυνσης και μείωσης της επιφάνειας που αναφέρονται στο AMS 7245.

Μη καταστροφικές δοκιμές όπως η διείσδυση χρωστικής ή η μαγνητική ανίχνευση σωματιδίων θα πρέπει να μην παρουσιάζουν σημαντικές ρωγμές ή ελαττώματα. Η σκόνη πρέπει να έχει καλή ρευστότητα και να μην παρουσιάζει σβώλους.

Προμηθευτές σκόνης από ανοξείδωτο χάλυβα AerMet100 και τιμολόγηση

Η σκόνη AerMet100 διατίθεται από τους παρακάτω μεγάλους προμηθευτές:

Προμηθευτής	Ονομασία Προϊόντος	Εύρος τιμών ανά κιλό
Carpenter Additive	AerMet100 της CarTech	$85-110
Χάνζεν	Digital Metal DM100	$90-120
Praxair	TRU100	$80-100
Sandvik Osprey	Osprey Met 100	$75-95

Οι τιμές διαφοροποιούνται με βάση τον όγκο παραγγελίας, το μέγεθος παρτίδας, τον περιφερειακό διανομέα και άλλες εκπτώσεις. Μικρότερες ποσότητες έρευνας μπορεί να κοστίζουν περισσότερο από τους όγκους μαζικής παραγωγής.

Αποθήκευση και χειρισμός

Για τη διατήρηση της ποιότητας της σκόνης AerMet100 για χρήση σε AM, ισχύουν οι ακόλουθες κατευθυντήριες γραμμές αποθήκευσης και χειρισμού:

• Αποθηκεύστε τα ερμητικά κλεισμένα δοχεία σε δροσερό, ξηρό μέρος μακριά από την υγρασία και τις πηγές μόλυνσης
• Αποφύγετε την έκθεση της σκόνης σε υψηλή υγρασία (>60% RH) για μεγάλο χρονικό διάστημα
• Αφήστε την πούδρα να εξισορροπήσει σε θερμοκρασία δωματίου πριν ανοίξετε το δοχείο για να αποφύγετε τη συμπύκνωση
• Ρίξτε και μεταφέρετε την σκόνη σε αδρανή περιβάλλοντα με χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, αν είναι δυνατόν
• Χρησιμοποιήστε εξοπλισμό χειρισμού σκόνης και εξαρτήματα φτιαγμένα από συμβατά υλικά ώστε να αποφύγετε επιμόλυνση
• Περιορίστε την επαναχρησιμοποίηση της σκόνης σε 2-3 κύκλους το ανώτερο για να αποφύγετε την υποβάθμιση των ιδιοτήτων
• Πραγματοποιήστε δοκιμές του χρησιμοποιημένου σκονικού φαρμάκου για να σιγουρευτείτε ότι εξακολουθεί να συναντά όλες τις προδιαγραφές για επαναχρησιμοποίηση

Η κατάλληλη αποθήκευση και ο προσεκτικός χειρισμός είναι απαραίτητα για την αποτροπή οξείδωσης σκόνης, μόλυνσης ή αλλαγών στην ρευστότητα.

Πληροφορίες ασφαλείας

• Φοράτε ΜΑΠ κατά το χειρισμό πούδρας – γάντια, μάσκα αναπνευστήρα, γυαλιά
• Αποφύγετε την επαφή με το δέρμα για να προλάβετε πιθανές αλλεργικές αντιδράσεις
• Aποτρέψτε την εισπνοή λεπτών σκονών για μακρές χρονικές περιόδους
• Βεβαιωθείτε ότι υπάρχει επαρκής αερισμός και συλλογή σκόνη κατά την επεξεργασία
• Χρησιμοποιήστε μη σπινθηρογόνα εργαλεία για να διαθέσετε και να χειριστείτε τη σκόνη
• Προτείνεται η διαδικασία αδρανούς αεριού για τη διαχείριση σκόνης
• Ακολουθήστε όλες τις οδηγίες του σχετικού φύλλου δεδομένων ασφαλείας (SDS)
• Απορρίψτε σύμφωνα με τους τοπικούς κανονισμούς και διασφαλίστε την περιοχή

Γενικά, οι σκόνες κράματος AerMet100 δεν είναι επικίνδυνα υλικά αλλά συνιστάται η τήρηση βασικών πρακτικών ασφαλείας κατά την αποθήκευση, τον χειρισμό και την επεξεργασία τους.

Επιθεώρηση και Δοκιμές

Για την εξασφάλιση της συμμόρφωσης της σκόνης AerMet100 με τις προδιαγραφές, μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ακόλουθες διαδικασίες επιθεώρησης και δοκιμής:

Μέθοδος Δοκιμής	Ιδιοκτησία Επικυρωμένη
Οπτικός έλεγχος	Ρευστότητα σκονών, μόλυνση
Σάρωση ηλεκτρονικού μικροσκοπίου	Κατανομή μεγέθους σωματιδίων και μορφολογία
Φασματοσκοπία ενέργειας ακτίνων Χ με διασπορά	Χημεία κραμάτων, επιμόλυνση
Ακτινοδιάθλαση ακτίνων Χ	Παρούσες φάσεις, μόλυνση
Μετρητής ροής διαδρόμου	Ρυθμός ροής σκόνης
Φαινομενική πυκνότητα	Πυκνότητα συσκευασίας σκόνης
Δοκιμή πυκνότητας τασιού	Ρευστότητα της σκόνης
Κοσκινισμός	Κατανομή μεγέθους σωματιδίων κατά ASTM B214
Χημική ανάλυση	Σύνθεση ανά AMS 7245, οξείδια
Μέτρηση Πυκνότητας	Πυκνότητα σκόνης έναντι AMS 7245

Οι μηχανικοί έλεγχοι των τυπωμένων δειγμάτων ανά AMS 7245 επικυρώνουν ότι οι ιδιότητες του τελικού εξαρτήματος ικανοποιούν τις απαιτήσεις. Οι μέθοδοι ελέγχου περιλαμβάνουν σκληρότητα, αντοχή σε εφελκυσμό, κρούση Charpy, κούραση υψηλού κύκλου, κούραση χαμηλού κύκλου, θραύση με ερπυσμό, αντοχή σε ρωγμή, διάβρωση κ.λπ.

Σύγκριση σκόνης ανοξείδωτου χάλυβα AerMet100 με παρόμοια υλικά

Οι χάλυβες AerMet100 σε σχέση με άλλους μαγγανιουχικούς ανοξείδωτους χάλυβες υψηλής αντοχής έχουν ως εξής:

Κράμα	Ισχύς	Ικανότητα παραμόρφωσης	Ευκολία συγκόλλησης	Κόστος
AerMet100	Πολύ υψηλό	Μέτρια	Ευλόγως	Μέτρια
17-4PH	Υψηλό	Χαμηλό	Φτωχός	Χαμηλό
Χειροποίητο 465	Πολύ υψηλό	Χαμηλό	Φτωχός	Υψηλό
316L	Μέτρια	Υψηλό	Άριστος	Χαμηλό
Inconel 718	Υψηλό	Υψηλό	Μέτρια	Πολύ υψηλό

Πλεονεκτήματα του AerMet100:

• Ανωτέρα αντοχή από 17-4PH και 316L
• Καλύτερη ολκιμότητα από το Custom 465 για υψηλότερη αντοχή κρούσης
• Ευκολότερο στη συγκόλληση από κράματα σκλήρυνσης καθίζησης
• Χαμηλότερο κόστος από το Inconel 718

Περιορισμοί του AerMet100:

• Χαμηλότερη ολκιμότητα/αντοχή σε κάταγμα από την αυστενιτική 316L
• Μικρότερη ικανότητα συγκόλλησης σε σύγκριση με 316L
• Υψηλότερο κόστος από 17-4PH ή 316L
• Χαμηλότερη αντοχή από το Custom 465 σε μέγιστη ηλικιακή κατάσταση

Γενικά, το AerMet100 παρέχει έναν βέλτιστο συνδυασμό αντοχής, ολκιμότητας, συγκόλλησης και κόστους για ανταλλακτικά υψηλής απόδοσης που κατασκευάζονται με διαδικασίες Προσθετικής Κατασκευής.

Συχνές ερωτήσεις

Ε: Ποια είναι τα βασικά οφέλη του κράματος AerMet100;

Α: Τα κύρια οφέλη του AerMet100 είναι η υψηλή αντοχή και η σκληρότητά του σε συνδυασμό με καλή ελατότητα, εξαιρετική αντίσταση σε κόπωση, αντίσταση σε παραμόρφωση υπό τάση, αντίσταση στη διάβρωση και μέτριο κόστος. Αυτά το καθιστούν κατάλληλο για κρίσιμες εφαρμογές ΠΑ.

Ερ.: Ποια θερμική επεξεργασία χρησιμοποιείται για το AerMet100;

A: Μία τυπική θερμική επεξεργασία είναι 1-2 ώρες θερμοκρασία διαλύματος στους 1040-1080¡«C που ακολουθείται από ψύξη αέρα ή φούρνου σε θερμοκρασία δωματίου και στη συνέχεια σκλήρυνση παλαίωσης στους 480¡«C για 4 ώρες ώστε να επιτευχθεί άριστη αντοχή και σκληρότητα.

Ε: Ποιες μέθοδοι συγκόλλησης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύνδεση εξαρτημάτων AerMet100;

A: Συνιστώνται μέθοδοι συγκόλλησης σύντηξης, όπως GTAW, GMAW και PAW, για το AerMet100 για την αποφυγή ρωγμών και την ελαχιστοποίηση των παραμορφώσεων. Προτείνεται επίσης η χαμηλή θερμική είσοδος και η καθαρισμός των συγκολλήσεων. Η συγκόλληση μπορεί επίσης να παράγει καλούς αρμούς.

Ε: Πώς συγκρίνεται το AerMet100 με τους χάλυβες με επεξεργασία για τη βελτίωση της αντοχής σε εφελκυσμό για την ΑΜ;

A: Το AerMet100 έχει μεγαλύτερη ελατότητα αλλά ελαφρώς μικρότερη αντοχή από σκληρυμένους μαρτενσιτικούς χάλυβες όπως 18Ni300 ή 18Ni350. Οι σκληρυμένοι μαρτενσιτικοί χάλυβες έχουν κακή ικανότητα συγκόλλησης. Το AerMet100 είναι μια καλή εναλλακτική λύση χαμηλότερου κόστους για σκληρυμένους μαρτενσιτικούς χάλυβες.

Ε: Μπορεί να κατεργαστεί μετά την επεξεργασία του AM το AerMet100;

Α: Ναι, το AerMet100 μπορεί να κατεργαστεί μηχανικά μετά την ΠΜ, αλλά θα πρέπει να ληφθούν προφυλάξεις για τα αποτελέσματα σκλήρυνσης κατά την κατεργασία. Συνιστώνται χαμηλές δυνάμεις κοπής, εργαλεία από καρβίδιο και επαρκές ψυκτικό υγρό. Μπορεί να απαιτείται ανόπτηση μετά από εκτεταμένη κατεργασία.

Ε: Ποιο εύρος μεγέθους σωματιδίων σκόνης AerMet100 είναι βέλτιστο για την ΠΑ;

A: Το προτεινόμενο εύρος μεγέθους σωματιδίων για την ΑΜ (προσθετική κατασκευή) είναι 15-45 Ã×m. Οι λεπτότερες σκόνες βελτιώνουν την ανάλυση αλλά μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά τη ρευστότητα. Οι χοντρότερες σκόνες άνω των 53 Ã×m μπορεί να προκαλέσουν ελαττώματα εκτύπωσης. Το τυπικό ιδανικό σημείο είναι 25-35 Ã×m.