Polvo de acero inoxidable AerMet100

El polvo de acero inoxidable AerMet100 es un polvo de aleación de alto rendimiento diseñado para aplicaciones de manufactura aditiva que requieren alta resistencia y resistencia a la fatiga. Algunas características clave de este material incluyen:

• Alta resistencia y dureza: AerMet100 tiene una resistencia excelente con una resistencia a la tensión superior a 200 ksi y una dureza de entre 30 y 36 HRC.
• Buena ductilidad: a pesar de su gran resistencia, AerMet100 conserva además una ductilidad y resistencia a impactos decentes. Los valores de alargamiento superan el 10%.
• Excelente resistencia a la fatiga: el límite de fatiga de AerMet100 es muy alto, aproximadamente el 50% de la resistencia a la tracción. Esto permite componentes durables expuestos a cargas cíclicas.
• Resistencia a la deformación por fluencia: AerMet100 resiste la deformación bajo carga a altas temperaturas de hasta 700 °C, lo que lo hace adecuado para servicio a temperaturas elevadas.
• Resistencia a la corrosión: la composición de acero inoxidable ofrece resistencia a la corrosión y oxidación para su uso en entornos hostiles.
• Soldabilidad & # 8211 ; El bajo contenido de carbono permite una buena soldabilidad mediante métodos de soldadura por fusión estándar.
• Rentabilidad - AerMet100 es más asequible que otras aleaciones exóticas con propiedades similares.

Este excepcional equilibrio de propiedades hace que el AerMet100 sea adecuado para las exigentes aplicaciones en los sectores aeroespacial, petrolero y gasista, automotriz e industrial. Las piezas fabricadas con polvo AerMet100 poseen un alto índice de resistencia y peso, durabilidad y confiabilidad bajo cargas operativas.

Composición en polvo de acero inoxidable AerMet100

AerMet100 tiene una composición de acero inoxidable martensítico con agregados de cobalto, níquel y molibdeno para aumentar su resistencia y dureza. La composición nominal se detalla a continuación:

Elemento	Porcentaje de peso
Hierro (Fe)	Equilibrio
Cromo (Cr)	15.0 – 17.0
Níquel (Ni)	7.0 – 10.0
Cobalto (Co)	8.0 – 10.0
Molibdeno (Mo)	4.0 – 5.0
Manganeso (Mn)	< 1.0
Silicio (Si)	< 1.0
Carbono (C)	< 0,03

Los elementos de aleación clave y sus efectos son:

• Cromo- Proporciona resistencia a la corrosión y a la oxidación
• Níquel?- Aumenta la tenacidad y ductilidad
• Cobalto?- Fortalecedor de solución sólida, aumenta la resistencia
• Molibdeno?- Refuerzo para soluciones sólidas, aumenta la resistencia y resistencia a la fluencia
• Manganeso y silicón?- Desoxidantes para mejorar la capacidad de fabricación de polvo
• Carbono?- Se mantuvo bajo para una mejor soldabilidad

La combinación de estos elementos le da al acero inoxidable AerMet100 su conjunto único de propiedades.

Propiedades del polvo de acero inoxidable AerMet100

AerMet100 presenta las siguientes propiedades físicas y mecánicas en condiciones AM acabadas y tratadas térmicamente:

Propiedad	Construido	Tratado térmicamente
Densidad	7,9 g/cc	7,9 g/cc
Porosidad	< 1%	< 1%
Rugosidad superficial (Ra)	15-25 × m	15-25 × m
Dureza	30-35 HRC	34-38 CDH
Resistencia a la tensión	170 - 190 ksi	190-220 ksi
Resistencia a la fluencia (0,2% de desplazamiento)	160-180 ksi	180-210 ksi
Elongación	8-13%	10-15%
Reducción de área	15-25%	15-25%
Módulo de elasticidad	27-30 Msi	29-32 Msi
CTE (70-400 °C)	11-12 x m/m¡«C	11-12 x m/m¡«C
Conductividad	25-30% IACS	25-30% IACS

Las propiedades hacen que el AerMet100 sea adecuado para componentes estructurales de alta resistencia, elementos de fijación aeroespaciales, herramientas de fondo de pozo, válvulas y bombas, y otras piezas críticas donde la resistencia a la fatiga es primordial.

Aplicaciones del polvo de acero inoxidable AerMet100

Las propiedades únicas de AerMet100 lo convierten en una excelente opción para las siguientes aplicaciones:

Aeroespacial

• Soportes estructurales, tirantes, componentes del fuselaje
• Piezas del tren de aterrizaje, componentes del ala, empenaje
• Soportes del motor, componentes de escape
• Álabes de turbina, impulsores, piezas del compresor
• Sujetadores de alta resistencia, pernos, tuercas, remaches

Petróleo y gas

• Herramientas y componentes de perforación de pozos
• Piezas para cabeceras de pozo, válvulas, bombas
• Vasos de presión, tubulares de cañería
• Partes estructurales submarinas/costeras

Automovilístico

• Componentes de generación eléctrica
• Piezas de sistemas de transmisión como engranajes y ejes
• Refuerzos estructurales, componentes del chasis
• Componentes de competición de alto rendimiento

Industrial

• Componentes de robótica expuestos al desgaste y a los impactos
• Troqueles, moldes, herramientas
• Partes de manipulación de fluidos como válvulas y bombas
• Otros componentes de carga de ciclos elevados

La excelente resistencia a la fatiga de AerMet100 lo hace un reemplazo ideal para componentes tradicionalmente hechos de titanio o aleaciones de níquel. La alta dureza también proporciona una buena resistencia al desgaste.

Especificaciones del polvo de acero inoxidable AerMet100

Los productos en polvo AerMet100 cumplen las siguientes especificaciones:

Especificación	Grado/Aliación
AMS 7245	AerMet100
ASTM F3056	AlloySpec 23A
DIN 17224	X3NiCoMoAl 15-7-3

Las distribuciones de tamaño típicas para el procesamiento de FA son:

Tamaño de partícula	Distribución
15-53 Ã?m	98%
<106 Äm	99%

La composición química debe cumplir con los rangos permisibles para elementos como Cr, Ni, Co, Mo, C, etc. como se describe en la especificación AMS 7245 para la aleación AerMet100.

Las propiedades mecánicas deben cumplir o superar los valores mínimos de dureza, resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento y reducción de área establecidos en AMS 7245.

Las pruebas no destructivas como la penetración de tinte o la inspección con partículas magnéticas no deberían mostrar defectos o fallas críticas. El polvo debería tener buena fluidez y presentar ausencia de grumos.

Proveedores y precios de polvo de acero inoxidable AerMet100

El polvo de AerMet100 está disponible a través de los siguientes proveedores principales:

Proveedor	Designación del producto	Rango de precios por kg
Carpenter Additive	CarTech AerMet100	$85-110
Hágans	DM100 de Digital Metal	$90-120
Praxair	TRU100	$80-100
Sandvik Osprey	Osprey Met 100	$75-95

Los precios varían según el volumen del pedido, el tamaño del lote, el distribuidor regional y otros descuentos. Las cantidades de investigación más pequeñas pueden costar más que los volúmenes de producción a granel.

Almacenamiento y manejo

Para mantener la calidad del polvo de AerMet100 para su uso en fabricación aditiva, se deben seguir las siguientes reglas de almacenamiento y manipulación:

• Almacenar los envases sellados en un lugar fresco, seco y lejos de la humedad o fuentes de contaminación
• Evitar exponer el polvo a una alta humedad (> 60% HR) durante un tiempo prolongado
• Deje que el polvo se equilibre a temperatura ambiente antes de abrir el contenedor para evitar la condensación
• Verter y transferir polvo en ambientes inertes con bajo contenido de oxígeno siempre que sea posible
• Utilice equipos y accesorios de manipulación de polvo elaborados con materiales compatibles a fin de evitar la contaminación.
• Limite la reutilización del polvo a un máximo de 2-3 ciclos para evitar la degradación de las propiedades
• Realizar pruebas de polvo usado para garantizar que aún cumple con todas las especificaciones para reutilización

Un almacenamiento apropiado y un manipuleo cuidadoso son la clave para prevenir la oxidación del polvo, la contaminación o los cambios en la fluidez.

Información de seguridad

• Usa PPE al manipular polvo, guantes, mascarilla, gafas protectoras
• Evitar el contacto con la piel para prevenir posibles reacciones alérgicas
• Evite la inhalación de polvos finos durante periodos prolongados
• Asegúrate que haya suficiente ventilación y que se recolecte el polvo al procesar
• Use herramientas antichispas para dispensar y manipular polvo
• Se recomienda el inertizado con gas para el manejo de polvo
• Siga todas las pautas aplicables de la hoja de datos de seguridad (SDS)
• Deseche de acuerdo con la normativa local y asegúrese de su contención

Las aleaciones en polvo de AerMet100 generalmente no son materiales peligrosos pero se aconseja seguir las prácticas básicas de seguridad durante el almacenamiento, la manipulación y el procesamiento.

Inspección y Pruebas

Para garantizar que el polvo AerMet100 cumple con las especificaciones, se pueden utilizar los siguientes procedimientos de inspección y prueba:

Método de Prueba	Propiedad Validada
Inspección visual	Fluidez del polvo, contaminación
Microscopía electrónica de barrido	Distribución del tamaño de partícula y morfología
Espectroscopia dispersiva de energía de rayos X	Química de las aleaciones, contaminación
Difracción de rayos X	Fases presentes, contaminación
Flujómetro de efecto Hall	Caudal de polvo
Densidad aparente	Densidad de empaquetado del polvo
Ensayo de densidad del compacto	Capacidad de flujo del polvo
Análisis granulométrico	Distribución de tamaño de partícula según ASTM B214
Análisis químico	Composición según AMS 7245, óxidos
Medición de Densidad	Densidad de polvo vs. AMS 7245

Las pruebas mecánicas de las muestras impresas según AMS 7245 validan que las propiedades de la pieza final cumplen los requisitos. Los métodos de prueba incluyen dureza, resistencia a la tracción, impacto Charpy, fatiga de alto ciclo, fatiga de bajo ciclo, rotura por fluencia, tenacidad a la fractura, corrosión, etc.

Comparación del polvo de acero inoxidable AerMet100 con los materiales similares

El AerMet100 se compara con otros aceros inoxidables martensíticos de alta resistencia de la siguiente manera:

Aleación	Fuerza	Ductilidad	Soldabilidad	Coste
AerMet100	Muy alto	Moderado	Justa	Moderado
17-4PH	Alto	Bajo	Pobre	Bajo
Personalizada 465	Muy alto	Bajo	Pobre	Alto
316L	Moderado	Alto	Excelente	Bajo
Inconel 718	Alto	Alto	Moderado	Muy alto

Ventajas de AerMet100:

• Mayor resistencia a 17-4 PH y 316L
• Mejor ductilidad que la Custom 465 para mayor resistencia al impacto
• Más fácil de soldar que las aleaciones endurecibles por precipitación
• Menor coste que Inconel 718

Limitaciones de AerMet100:

• Ductilidad/tenacidad a la fractura menor que 316L austenítico
• De peor soldabilidad que el 316L
• Coste más alto que 17-4PH o 316L
• Resistencia menor que Custom 465 en condiciones pico de envejecimiento

En general, AerMet100 ofrece una combinación óptima de resistencia, ductilidad, soldabilidad y coste para piezas de alto rendimiento fabricadas mediante procesos AM.

Preguntas frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuáles son los beneficios clave de la aleación AerMet100?

R: Los beneficios principales de AerMet100 son su alta resistencia y dureza acopladas con buena ductilidad, excelente resistencia a la fatiga, resistencia a la fluencia, resistencia a la corrosión y coste moderado. Esto lo hace muy adecuado para aplicaciones AM críticas.

P: ¿Qué tratamiento térmico se utiliza para AerMet100?

A: Un tratamiento térmico típico es de 1 a 2 horas de solución a 1040 a 1080 °C, seguido de enfriamiento al aire o al horno a temperatura ambiente y, después, endurecimiento por envejecimiento a 480 °C durante 4 horas para conseguir una resistencia y dureza óptimas.

P: ¿Qué métodos de soldadura pueden usarse para unir las partes AerMet100?

R: Se recomiendan métodos de soldadura por fusión como GTAW, GMAW y PAW para AerMet100 para evitar grietas y minimizar la distorsión. También se sugieren la entrada de calor bajo y el martillado de las soldaduras. El soldeo también puede producir juntas buenas.

P: ¿Cómo se compara el AerMet100 con los aceros maraging para AM?

A: AerMet100 tiene mayor ductilidad pero una resistencia ligeramente menor que los aceros maraging como 18Ni300 o 18Ni350. Los aceros maraging tienen poca soldabilidad. AerMet100 es una buena alternativa de bajo costo al maraging.

P: ¿Se puede mecanizar AerMet100 después del procesamiento de fabricación aditiva?

R: Sí, se puede mecanizar AerMet100 después de la fabricación aditiva pero se debe tener cuidado para tener en cuenta los efectos de endurecimiento por deformación. Se recomiendan fuerzas de corte bajas, herramientas de carburo y refrigerante adecuado. Se puede requerir recocido después de un mecanizado extenso.

P: ¿Qué rango de tamaño de partícula de polvo de AerMet100 es óptimo para la fabricación aditiva?

R: El rango de tamaño de partícula recomendado para AM es de 15 a 45 ×m. Los polvos más finos mejoran la resolución, pero pueden tener un impacto negativo en la fluidez. Los polvos más gruesos de más de 53 ×m pueden provocar defectos de impresión. El punto óptimo típico es de 25 a 35 ×m.