Pó de Aço Inoxidável AerMet100

O pó de aço inoxidável AerMet100 é um pó de liga de alto desempenho projetado para aplicações de fabricação aditiva que requerem alta resistência e resistência à fadiga. Algumas das principais características deste material incluem:

• Alta resistência e dureza – AerMet100 apresenta excelente resistência com resistência à ruptura de mais de 200 ksi e dureza variando de 30-36 HRC.
• Boa ductilidade – Apesar da alta resistência, AerMet100 ainda retém ductilidade e resistência a impactos decentes. Os valores de alongamento são mais de 10%.
• Excelente resistência à fadiga – O limite de fadiga do AerMet100 é muito alto em torno de 50% da resistência à tração. Isto permite componentes duráveis expostos a tensões cíclicas.
• Resistência à fluência – AerMet100 resiste à deformação sob carga a temperaturas elevadas de até 700¡«C, ideal para serviço com temperaturas elevadas.
• Resistência à corrosão – A composição de aço inoxidável proporciona resistência à corrosão e oxidação para uso em ambientes rigorosos.
• Soldabilidade — o baixo teor de carbono permite boa soldabilidade usando métodos padrão de soldagem por fusão.
• Custo-benefício – AerMet100 é mais acessível que outras ligas exóticas com propriedades semelhantes.

Este excepcional equilíbrio de propriedades torna AerMet100 adequado para aplicações exigentes em setores aeroespacial, petróleo e gás, automotivo e industrial. Peças feitas de pó AerMet100 demonstram alta relação resistência-peso, durabilidade e confiabilidade sob cargas operacionais.

Composição do Pó de Aço Inoxidável AerMet100

AerMet100 é uma composição de aço inoxidável martensítico com adições de cobalto, níquel e molibdênio para resistência e dureza. A composição nominal é fornecida abaixo:

Elemento	Peso %
Ferro (Fe)	Equilíbrio
Crómio (Cr)	15.0 – 17.0
Níquel (Ni)	7.0 – 10.0
Cobalto (Co)	8.0 – 10.0
Molibdênio (Mo)	4.0 – 5.0
Manganês (Mn)	< 1.0
Silício (Si)	< 1.0
Carbono (C)	< 0,03

Os principais elementos de liga e seus efeitos são:

• Crómio- Fornece resistência à corrosão e oxidação
• Níquel- Aumenta a tenacidade e a ductilidade
• Cobalto?- Reforçador de solução sólida, aumenta a resistência
• Molibdênio?- Fortalecedor de solução sólida, aumenta a resistência e a resistência à fluência
• Manganês e Silício?- Desoxidantes para melhorar a fabricação de pós
• Carbono?- Mantido baixo para melhor soldabilidade

A combinação desses elementos confere ao aço inoxidável AerMet100 seu conjunto exclusivo de propriedades.

Propriedades do pó de aço inoxidável AerMet100

AerMet100 apresenta as seguintes propriedades físicas e mecânicas no AM construído conforme projetado e condições tratadas termicamente:

Propriedade	Como construído	Tratado termicamente
Densidade	7,9 g/cc	7,9 g/cc
Porosidade	< 1%	< 1%
Rugosidade da Superfície (Ra)	15-25 Ã�m	15-25 Ã�m
Dureza	30-35 HRC	34-38 HRC
Resistência à tração	170-190 ksi	190-220 ksi
Limite de Resistência à Tração (Desvio de 0,2%)	160-180 ksi	180-210 ksi
Elongação	8-13%	10-15%
Redução de Área	15-25%	15-25%
Módulo de elasticidade	27-30 Msi	29-32 Msi
CTE (70-400¡ÀC)	11-12 õm/m¡«C	11-12 õm/m¡«C
Condutividade	25-30% IACS	25-30% IACS

As propriedades tornam AerMet100 adequado para componentes estruturais de alta resistência, fixadores aeroespaciais, ferramentas de fundo de poço, válvulas e bombas e outras peças críticas onde a resistência à fadiga é primordial.

Aplicações para pó de aço inoxidável AerMet100

As propriedades únicas do AerMet100 fazem dele uma excelente escolha para as seguintes aplicações:

Aeroespacial

• Suportes estruturais, cintas, componentes da fuselagem
• Peças do trem de pouso, componentes da asa, empenagem
• Suportes do motor, componentes de exaustão
• Pás de turbina, impulsores, peças de compressão
• Fixadores de alta resistência, parafusos, porcas, rebites

Óleo e gás

• Ferramentas de perfuração e componentes para furos profundos
• Peças de cabeça de poço, válvulas, bombas
• Vasos de pressão, conexões de tubos
• Peças estruturais submarinas/offshore

Automotivo

• Componentes de geração de energia
• Peças de sistemas de transmissões como engrenagens, eixos
• Reforços estruturais, componentes do chassis
• Componentes de corrida de alta performance

Industrial

• Peças de robótica sujeitas a desgaste e impacto
• Matrizes, moldes, ferramentas
• Componentes de manipulação de fluidos como válvulas e bombas
• Outros componentes submetidos a alta carga cíclica

A excelente resistência à fadiga do AerMet100 o torna um substituto ideal para componentes tradicionalmente feitos de titânio ou ligas de níquel. A alta dureza também fornece boa resistência ao desgaste.

Especificações do Pó de Aço Inoxidável AerMet100

Os produtos em pó AerMet100 atendem às seguintes especificações:

Especificação	Grau/Liga
AMS 7245	AerMet100
ASTM F3056	AlloySpec 23A
DIN 17224	X3NiCoMoAl 15-7-3

As distribuições típicas de tamanho para processamento de FA são:

Tamanho da partícula	Distribuição
15–53 Þm	98%
<106 x 10^{-9} m	99%

A composição química deve estar em conformidade com as faixas permitidas para elementos como Cr, Ni, Co, Mo, C, etc. conforme descrito na especificação AMS 7245 para liga AerMet100.

Propriedades mecânicas devem atingir ou exceder os valores mínimos para dureza, força de tração, força de escoamento, alongamento e redução de área especificados na AMS 7245.

Testes não destrutivos, como inspeção por penetrante ou por partículas magnéticas, devem mostrar ausência de falhas ou defeitos críticos. O pó deve ter boa fluidez e não apresentar aglomeração.

Fornecedores de Pó de Aço Inoxidável AerMet100 e Preços

O pó AerMet100 está disponível nos seguintes fornecedores principais:

Fornecedor	Designação do Produto	Faixa de Preço por kg
Carpenter Additive	AerMet100 da CarTech	$85-110
H?gan?s	Digital Metal DM100	$90-120
Praxair	TRU100	$80-100
Sandvik Osprey	Osprey Met 100	$75-95

Os preços variam com base no volume do pedido, tamanho do lote, distribuidor regional e outros descontos. Quantidades menores para pesquisa podem custar mais do que volumes de produção em massa.

Armazenamento e Manuseio

Para manter a qualidade do pó AerMet100 para uso de AM, as seguintes diretrizes de armazenamento e manuseio são aplicáveis:

• Armazene os contentores selados num local fresco e seco, longe de humidade e fontes de contaminação
• Evite expor o pó à alta umidade (>60% RH) por tempo prolongado
• Permita que o pó se equilibre com a temperatura ambiente antes de abrir o recipiente para evitar condensação
• Coloque e transfira o pó em ambientes inertes com baixo teor de oxigênio, se possível
• Use equipamento e acessórios de manuseio de pó feitos de materiais compatíveis para evitar contaminação
• Limite a reutilização do pó a 2-3 ciclos no máximo para evitar a degradação das suas propriedades
• Realizar testes com pó usado para garantir que ainda atende a todas as especificações para reutilização

Armazenamento apropriado e manuseio cuidadoso são essenciais para a prevenção de pó de oxidação, contaminação, ou mudanças na capacidade de escoamento.

Informações de Segurança

• Use EPI ao manusear pó - luvas, máscara respiratória, óculos
• Evite o contato com a pele para prevenir possíveis reações alérgicas
• Evite a inalação de pós finos por longos períodos
• Assegure-se de ventilação e de coleta de pó adequadas durante o processamento
• Use ferramentas não faíscantes para dispensar e manusear pó
• Recomenda-se o uso de gás inerte para o manuseio de pó
• Siga todas as diretrizes da SDS (Ficha de Dados de Segurança) aplicável
• Elimine de acordo com as regulamentações locais e garanta a contenção

Os pós de liga AerMet100 geralmente não são materiais perigosos, mas é aconselhável seguir as práticas básicas de segurança durante o armazenamento, manuseio e processamento.

Inspeção e Testes

Para garantir que o pó AerMet100 atenda às especificações, os seguintes procedimentos de teste e inspeção podem ser usados:

Método de Teste	Imóvel Validado
Inspeção visual	Fluidez e contaminação do pó
Microscopia eletrônica de varredura	Distribuição do tamanho das partículas e morfologia
Espectroscopia de raios-X com dispersão de energia	Química de liga, contaminação
Difração de raios X	Fases presentes, contaminação
Fluxo de via respiratória	Taxa de fluxo de pó
Densidade Aparente	Densidade de embalagem do pó
Teste de Densidade de Batida	Fluidez do pó
Análise granulométrica	Distribuição por tamanho de partícula por ASTM B214
Análises químicas	Composição por AMS 7245, óxidos
Medições de densidade	Densidade do pó vs AMS 7245

Testes mecânicos de espécimes impressos per AMS 7245 validam as propriedades finais da peça cumprem os requisitos. Os métodos de teste incluem dureza, resistência à tração, impacto Charpy, fadiga de alto ciclo, fadiga de baixo ciclo, ruptura por fluência, tenacidade à fratura, corrosão, etc.

Comparação do pó de aço inoxidável AerMet100 a materiais semelhantes

O AerMet100 se compara com outros aços inoxidáveis martensíticos de alta resistência da seguinte forma:

Liga	Força	Ductilidade	Soldabilidade	Custo
AerMet100	Muito alto	Moderada	Justo	Moderada
17-4PH	Alto	Baixo	Pobre	Baixo
Custom 465	Muito alto	Baixo	Pobre	Alto
316L	Moderada	Alto	Excelente	Baixo
Inconel 718	Alto	Alto	Moderada	Muito alto

Vantagens do AerMet100:

• Maior solidez do que 17-4PH e 316L
• Melhor ductilidade do que a Custom 465 para maior resistência a impacto
• Mais soldável que as ligas de encruamento por precipitação
• Menor custo do que Inconel 718

Limitações da AerMet100:

• Menor ductilidade/resistência à fratura do que o austenítico 316L
• Soldabilidade inferior em comparação com 316L
• Custo mais alto do que 17-4PH ou 316L
• Menor resistência do que a Custom 465 na condição envelhecida de pico

Em geral, o AerMet100 oferece uma combinação otimizada de resistência, ductilidade, soldabilidade e custo para peças de alto desempenho fabricadas por processos de AM.

Perguntas Frequentes

P: Quais são os principais benefícios da liga AerMet100?

R: Os principais benefícios da AerMet100 são sua alta resistência e dureza associadas a uma boa ductilidade, excelente resistência à fadiga, resistência à fluência, resistência à corrosão e custo moderado. Isso a torna muito adequada para aplicações críticas de fabricação aditiva.

P: Qual tratamento térmico é usado para AerMet100?

A: Um tratamento térmico típico é uma solução de 1 a 2 horas a 1040-1080 °C seguido de resfriamento a ar ou forno à temperatura ambiente, depois envelhecimento a 480 °C por 4 horas para obter resistência e dureza ideais.

P: Quais métodos de soldagem podem ser usados para unir peças de AerMet100?

A: Os métodos de soldagem por fusão como GTAW, GMAW e PAW são recomendados para AerMet100 para evitar rachaduras e minimizar a distorção. Recomenda-se ainda o baixo aporte de calor e martelamento das soldas. A brasagem também pode produzir boas juntas.

P: Como a AerMet100 se compara com os aços de maraging para AM?

R: AerMet100 tem maior ductilidade, mas um pouco menos de resistência que aços maraging como 18Ni300 ou 18Ni350. Aços maraging possuem baixa capacidade de soldagem. AerMet100 é uma boa opção de baixo custo alternativa ao maraging.

P: O AerMet100 pode ser usinado após o processamento de AM?

R: Sim, AerMet100 pode ser maquinada depois de AM, mas deve-se ter cuidado para levar em conta os efeitos de endurecimento do trabalho. Forças de corte baixas, ferramentas de corte de carboneto e refrigerante adequado são recomendados. O recozimento pode ser necessário após usinagem extensa.

P: Qual é a faixa de tamanho de partícula do pó AerMet100 ideal para AM?

A: O intervalo de tamanho de partícula recomendado para AM é de 15 a 45 μm. Pós mais finos melhoram a resolução, mas podem impactar negativamente a fluidez. Pós mais grossos acima de 53 μm podem causar defeitos de impressão. O ponto ideal é tipicamente de 25 a 35 μm.