Bột thép không gỉ AerMet100

Bột thép không gỉ AerMet100 là loại bột hợp kim hiệu suất cao được thiết kế cho ứng dụng chế tạo bồi đắp đòi hỏi độ bền cao và khả năng chống mỏi. Một số tính năng chính của vật liệu này bao gồm:

• Độ bền và độ cứng cao – AerMet100 có độ bền tuyệt vời với sức bền kéo trên 200 ksi và độ cứng từ 30-36 HRC.
• Độ dẻo dai tốt – Mặc dù có độ bền cao, AerMet100 vẫn duy trì độ dẻo dai và khả năng chống va đập tốt. Giá trị độ giãn dài trên 10%.
• Độ bền mỏi tuyệt vời - Giới hạn mỏi của AerMet100 rất cao, vào khoảng 50% độ bền kéo. Điều này có nghĩa là các linh kiện bền bỉ sẽ chịu được ứng suất tuần hoàn.
• Khả năng chống biến dạng – AerMet100 chống biến dạng ở nhiệt độ cao dưới tải trọng lên đến 700C giúp nó phù hợp để phục vụ ở nhiệt độ cao.
• Kháng ăn mòn – Hợp phần thép không gỉ mang lại khả năng chống ăn mòn và oxy hóa trong những môi trường khắc nghiệt.
• Khả năng hàn – Hàm lượng carbon thấp cho khả năng hàn tốt bằng phương pháp hàn nung chảy tiêu chuẩn.
• Hiệu quả về chi phí – AerMet100 có mức giá phải chăng hơn các loại hợp kim lạ khác có các đặc tính tương tự.

Sự cân bằng đặc biệt của các đặc tính này làm cho AerMet100 phù hợp với các ứng dụng khắt khe trong ngành hàng không vũ trụ, dầu khí, ô tô và công nghiệp. Các bộ phận được làm từ bột AerMet100 thể hiện tỷ lệ sức bền trên trọng lượng cao, độ bền và độ tin cậy dưới tác động tải trọng.

Thành phần bột thép không gỉ AerMet100

AerMet100 có thành phần thép không gỉ martensitic với các chất bổ sung là coban, niken và molypden để tăng độ bền và độ cứng. Dưới đây là thành phần danh nghĩa:

Nguyên tố	Tỉ trọng
Iron (Fe)	Sự cân bằng
Crom (Cr)	15.0 – 17.0
Niken (Ni)	7.0 – 10.0
Coban (Co)	8.0 – 10.0
Molybdene (Mo)	4.0 – 5.0
Mangan (Mn)	<1.0
Silic (Si)	<1.0
Carbon (C)	< 0,03

Các hợp kim nguyên tố chính và tác dụng của chúng là:

• Chrome?- Chống ăn mòn và chống oxy hóa
• Niken?- Tăng độ bền và tính dẻo dai
• Cô ban?- Tăng cường độ rắn của dung dịch rắn, tăng sức bền
• Molyben?- Chất làm tăng cường dung dịch rắn, làm tăng độ bền và độ bền chịu ứng suất kéo dài
• Mangan & Silicol?- chất khử oxi để cải thiện khả năng sản xuất bột
• Carbon?- Giữ mức thấp để hàn tốt hơn

Sự kết hợp của những thành phần này mang lại cho thép không gỉ AerMet100 tập hợp độc đáo các đặc tính của nó.

Các thuộc tính của bột thép không gỉ AerMet100

AerMet100 thể hiện các tính chất vật lý và cơ học sau trong điều kiện AM khi chế tạo và khi xử lý nhiệt:

Bất động sản	Theo bản vẽ thiết kế	Được xử lý nhiệt
Mật độ	7,9 g/cc	7,9 g/cc
Độ rỗng	< 1%	< 1%
Độ nhám bề mặt (Ra)	15-25 õm	15-25 õm
Độ cứng	30-35 HRC	HRC 34-38
Độ bền kéo	170-190 ksi	190–220 ksi
Giới hạn đàn hồi (chênh lệch 0,2%)	160-180 ksi	180-210 ksi
Kéo dài	8-13%	10-15%
Giảm theo diện tích	15-25%	15-25%
Modun đàn hồi	27-30 tháng 3	29-32 Msi
CTE (70-400¡«C)	11-12 cm/m²	11-12 cm/m²
Độ dẫn điện	IACS 25-30%	IACS 25-30%

Các đặc tính khiến AerMet100 trở nên phù hợp với các linh kiện có cấu trúc cường độ cao, phụ tùng hàng không vũ trụ, dụng cụ khoan giếng, van và bơm và các bộ phận quan trọng khác trong đó khả năng chống mỏi cực kỳ quan trọng.

Ứng dụng của bột thép không gỉ AerMet100

Các tính chất độc đáo của AerMet100 khiến họ trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các ứng dụng sau:

Hiệp công

• Giá đỡ kết cấu, khóa, các bộ phận thân máy bay
• Các bộ phận của hệ thống hạ cánh, các cấu kiện cánh máy bay, đuôi ổn định
• Bộ giá đỡ động cơ, thành phần xả khí
• Cánh tuabin, cánh quạt, bộ phận máy nén
• Bu lông, ốc vít, đinh tán - Đinh tán cố định cường độ cao

Dầu & Khí đốt

• Công cụ và linh kiện khoan giếng
• Các bộ phận đầu giếng, van bơm
• Bình chịu áp lực, phụ kiện đường ống
• Phần cấu trúc dưới biển/ngoài khơi

Ô tô

• Các thành phần tạo nên năng lượng
• Các bộ phận hệ truyền động như bánh răng, trục
• Cấu trúc chống đỡ, thành phần gầm xe
• Các thành phần đua xe hiệu suất cao

Công nghiệp

• Các bộ phận robot bị mòn và tác động
• Dies, molds, tooling translated to Vietnamese is: Khuôn, khuôn mẫu, dụng cụ.
• Các bộ phận dẫn lưu chất như van và máy bơm
• Các bộ phận khác chịu tải trọng chu kỳ cao

Độ bền mệt mỏi tuyệt vời của AerMet100 khiến nó trở thành vật liệu thay thế lý tưởng cho các bộ phận được sản xuất từ các hợp kim titan hoặc niken trước đây. Độ cứng cao cũng mang lại khả năng chịu mài mòn tốt.

Thông số kỹ thuật bột thép không gỉ AerMet100

Sản phẩm bột AerMet100 đáp ứng các thông số sau:

Đặc điểm kỹ thuật	Cấp/Hợp kim
AMS 7245	AerMet100
ASTM F3056	AlloySpec 23A
DIN 17224	X3NiCoMoAl 15-7-3

Phân bố kích thước điển hình để xử lý AM là:

Kích thước hạt	Phân phối
15-53 cm	98%
<106 mm	99%

Thành phần hóa học phải phù hợp với phạm vi cho phép đối với các nguyên tố như Cr, Ni, Co, Mo, C, v.v. như nêu trong thông số kỹ thuật AMS 7245 cho hợp kim AerMet100.

Đặc tính cơ học phải đạt hoặc vượt quá các giá trị tối thiểu về độ cứng, độ bền kéo, độ bền chảy, độ giãn dài và độ giảm diện tích được nêu trong AMS 7245.

Thử nghiệm không phá hủy như thử nghiệm bột thẩm thấu hoặc hạt từ tính không được hiển thị bất kỳ khuyết tật hoặc vết nứt nghiêm trọng nào. Bột phải có lưu động tốt và không vón cục.

Các nhà cung cấp và giá bột thép không gỉ AerMet100

Với loại bột AerMet100 do các nhà cung cấp chính sau đây cung cấp:

Nhà cung cấp	Tên sản phẩm	Phạm vi giá trên 1 kg
Công ty dịch vụ sản xuất phụ gia Carpenter	CarTech AerMet100	$85-110
Haganes	Digital Metal DM100	$90-120
Praxair	TRU100	$80-100
Sandvik Osprey	Osprey Met 100	$75-95

Giá cả thay đổi tùy theo lượng đơn đặt hàng, quy mô lô hàng, nhà phân phối khu vực và các chiết khấu khác. Số lượng nghiên cứu nhỏ hơn có thể có giá cao hơn so với số lượng sản xuất lớn.

Lưu trữ và xử lý

Để duy trì chất lượng bột AerMet100 dùng cho công nghệ sản xuất bồi đắp, hãy áp dụng các hướng dẫn bảo quản và xử lý sau:

• Bảo quản các vật đựng kín ở nơi khô ráo, mát mẻ, tránh ẩm và nguồn nhiễm bẩn
• Tránh để bột tiếp xúc với độ ẩm cao (>60% RH) trong thời gian dài
• Để tránh ngưng tụ, để bột cân bằng với nhiệt độ phòng trước khi mở niêm phong bình đựng
• Đổ và chuyển bột trong môi trường trơ có hàm lượng oxy thấp nếu có thể
• Sử dụng các thiết bị và phụ kiện xử lý bột làm từ các vật liệu tương thích để ngăn ngừa ô nhiễm
• Hạn chế tái sử dụng bột tối đa 2-3 chu kỳ để tránh làm suy giảm tính chất
• Thực hiện việc thử nghiệm bột đã qua sử dụng để đảm bảo nó vẫn đáp ứng đủ mọi thông số kỹ thuật để tái sử dụng

Việc bảo quản đúng cách và xử lý cẩn thận là chìa khóa để ngăn chặn quá trình oxy hóa bột, nhiễm bẩn hoặc thay đổi khả năng chảy.

Thông tin an toàn

• Khi xử lý bột phải mặc đồ bảo hộ - găng tay, khẩu trang dùng trong y tế, kính bảo hộ
• Tránh tiếp xúc trực tiếp với da để ngăn ngừa các phản ứng dị ứng có thể xảy ra
• Tránh hít những loại bột mịn trong thời gian dài
• Hãy đảm bảo thông gió đủ và khử bụi trong quá trình gia công
• Sử dụng công cụ không tạo ra tia lửa để phân phối và xử lý bột.
• khuyến khích sử dụng khí trơ đắp chăn trong quá trình vận chuyển bột
• Thực hiện tất cả các hướng dẫn an toàn về dữ liệu an toàn (SDS) hiện hành
• Xử lý theo quy định của địa phương và đảm bảo cô lập

Bột hợp kim AerMet100 nói chung không phải là vật liệu nguy hiểm nhưng vẫn nên cẩn thận tuân theo các biện pháp an toàn cơ bản trong khi bảo quản, xử lý và sản xuất.

Thanh tra và thử nghiệm

Để đảm bảo bột AerMet100 đáp ứng các thông số kỹ thuật, có thể sử dụng các quy trình kiểm tra và thử nghiệm sau:

Phương pháp kiểm tra	Tài sản đã xác thực
Kiểm tra thị giác	Tính lưu động của bột, sự nhiễm bẩn
Kính hiển vi quét điện tử	Phân bố kích thước hạt và hình dạng
Quang phổ học tia X phân tán năng lượng	Hóa học hợp kim, tạp chất
Tán xạ tia X	Các giai đoạn hiện tại, ô nhiễm
Lưu lượng kế dạng quả chuông	Tốc độ chảy của bột
Mật độ biểu kiến	Mật độ đóng gói bột
Kiểm tra mật độ hạt	Lưu lượng bột
Phân tích rây	Phân bố kích thước hạt theo ASTM B214
Phân tích hóa học	Thành phần theo AMS 7245, các ôxít
Đo mật độ	Mật độ bột so với AMS 7245

Kiểm tra cơ học các mẫu in theo AMS 7245 xác nhận các đặc tính của bộ phận cuối cùng đáp ứng các yêu cầu. Các phương pháp thử nghiệm bao gồm độ cứng, độ bền kéo, độ bền va đập Charpy, độ bền mỏi chu kỳ cao, độ bền mỏi chu kỳ thấp, độ bền kéo dài, độ bền nứt gãy, khả năng chống ăn mòn, v.v.

So sánh bột thép không gỉ AerMet100 với các vật liệu tương tự

So với các loại thép không gỉ mác tenxit cường độ cao khác, thép AerMet100 có khả năng sau:

Hợp kim	Sức mạnh	Độ dẻo dai	Khả năng hàn	Chi phí
AerMet100	Rất cao	Vừa đủ	Công bằng	Vừa đủ
17-4PH	Cao	Thấp	Yếu	Thấp
Tùy chỉnh 465	Rất cao	Thấp	Yếu	Cao
316L	Vừa đủ	Cao	Xuất sắc	Thấp
Inconel 718	Cao	Cao	Vừa đủ	Rất cao

Ưu điểm của AerMet100:

• Độ bền cao hơn 17-4PH và 316L
• Độ dẻo tốt hơn so với Custom 465 để có khả năng chống va đập cao hơn
• Dễ hàn hơn hợp kim tôi kết tủa
• Ít tốn kém hơn Inconel 718

Điểm hạn chế của AerMet100:

• Độ dẻo dai thấp hơn/độ szív ranh nứt thấp hơn thép austenit 316L
• Khả năng hàn kém hơn so với 316L
• Chi phí cao hơn 17-4PH hoặc 316L
• Độ bền thấp hơn Custom 465 trong điều kiện lão hóa đỉnh cao

Nhìn chung, AerMet100 cung cấp sự kết hợp tối ưu giữa độ bền, độ dẻo dai, khả năng hàn và chi phí cho các bộ phận hiệu suất cao được chế tạo bằng quy trình AM.

Câu hỏi thường gặp

H: Những lợi ích chính của hợp kim AerMet100 là gì?

A: Lợi ích chính của AerMet100 là độ bền và độ cứng cao, cùng với độ dẻo tốt, khả năng chống mỏi, chống ăn mòn và giá cả phải chăng. Điều này khiến nó rất phù hợp cho các ứng dụng AM quan trọng.

C: Xử lý nhiệt nào được sử dụng cho AerMet100?

A: Một cách xử lý nhiệt thông thường là dung dịch ở nhiệt độ 1040-1080ºC trong 1-2 giờ rồi làm mát bằng không khí hoặc lò nung đến nhiệt độ phòng, sau đó ủ già ở nhiệt độ 480ºC trong 4 giờ để đạt được độ bền và độ cứng tối ưu.

Q: Có thể sử dụng những phương pháp hàn nào để ghép nối các bộ phận AerMet100?

A: Các phương pháp hàn nóng chảy như GTAW, GMAW và PAW được khuyến cáo sử dụng cho AerMet100 để tránh nứt và giảm thiểu biến dạng. Cũng nên sử dụng nguồn nhiệt thấp và hàn cục bộ. Hàn nhiệt cũng có thể làm mối hàn tốt.

Q: Thép AerMet100 so với thép ủ maraging để chế tạo phụ gia như thế nào?

A: Thép AerMet100 có độ dẻo cao hơn nhưng độ bền thấp hơn một chút so với các loại thép maraging như 18Ni300 hoặc 18Ni350. Các loại thép maraging có khả năng hàn kém. Thép AerMet100 là phương án thay thế giá rẻ hơn chế tạo bằng thép maraging.

C: Có thể gia công AerMet100 bằng máy sau khi xử lý AM không?

A: Có thể gia công AerMet100 sau khi được chế tác phụ gia, nhưng cần lưu ý đến tình trạng gia công kim loại nguội. Đề xuất sử dụng lực cắt nhỏ, dụng cụ bằng hợp chất cacbit và chất làm mát đầy đủ. Có thể cần phải ủ sau khi gia công sâu.

C: Tầm kích thước hạt nào của bột AerMet100 là tối ưu cho AM?

A: Khoảng kích thước hạt được khuyến nghị cho AM là 15-45 Ã×m. Bột càng mịn thì độ phân giải càng tốt nhưng có thể ảnh hưởng tiêu cực tới độ chảy. Bột thô có kích thước trên 53 Ã×m có thể gây ra khuyết tật in. Kích thước lý tưởng thường là 25-35 Ã×m.