Порошок из нержавеющей стали 316L

Обзор порошка из нержавеющей стали 316L

316L - порошок аустенитной нержавеющей стали, широко используемый в аддитивном производстве для получения коррозионностойких деталей с хорошими механическими свойствами и свариваемостью. В данной статье приводится подробное руководство по порошку 316L.

Рассматриваются такие ключевые аспекты, как состав, свойства, параметры процесса АМ, области применения, спецификации, поставщики, обработка, методы контроля, сравнение с альтернативами, плюсы и минусы, а также часто задаваемые вопросы. Для представления информации в удобном для ссылок формате используются таблицы.

Состав порошка из нержавеющей стали 316L

Состав порошка нержавеющей стали 316L:

Элемент	Вес %	Назначение
Железо	Баланс	Главный элемент матрицы
Хром	16-18	Коррозионная стойкость
Никель	10-14	Стабилизатор аустенита
Молибден	2-3	Коррозионная стойкость
Марганцовка	<2	Раскислитель
Кремний	<1	Раскислитель
Углерод	<0.03	Избегайте выпадения карбидов

Высокое содержание хрома и никеля обеспечивает коррозионную стойкость, а низкое содержание углерода сводит к минимуму выпадение карбидов.

Свойства порошка из нержавеющей стали 316L

Основные свойства порошка 316L включают:

Недвижимость	Описание
Коррозионная стойкость	Отличная устойчивость к точечной и щелевой коррозии
Прочность	Предел прочности при растяжении до 620 МПа
Свариваемость	Легко свариваются и менее подвержены сенсибилизации
Возможность изготовления	Легко формируется в сложные формы
Биосовместимость	Безопасен для контакта с телом человека
Температурная стойкость	Стойкость до 900°C в окислительных средах

Эти свойства делают 316L пригодной для работы в жестких, коррозионных средах.

Параметры процесса АМ для порошка 316L

Типичные параметры для печати порошка 316L включают:

Параметр	Типовое значение	Назначение
Высота слоя	20-100 мкм	Баланс между скоростью и разрешением
Мощность лазера	150-350 W	Состояние плавления без испарения
Скорость сканирования	200-1200 мм/с	Плотность в зависимости от темпов строительства
Расстояние между люками	100-200 мкм	Механические свойства
Поддерживает	Минимальное дерево/решетка	Выступы, внутренние каналы
Горячее изостатическое прессование	1150°C, 100 МПа, 3 ч	Устранение пористости

Параметры подбираются с учетом плотности, микроструктуры, скорости производства и необходимости последующей обработки.

Области применения 3D-печатных деталей из 316L

Компоненты AM 316L используются в:

Промышленность	Приложения
Аэрокосмическая промышленность	Конструктивные кронштейны, панели, корпуса
Автомобильная промышленность	Корпуса турбин, рабочие колеса, клапаны
Химическая	Насосы, клапаны, реакционные сосуды
Нефть и газ	Скважинный инструмент, манифольды, фланцы
Биомедицина	Стоматологические, ортопедические имплантаты, хирургические инструменты

Преимущества по сравнению с деформируемой 316L заключаются в создании сложных геометрических форм, уменьшении количества деталей и ускорении разработки изделий.

Технические характеристики порошка 316L для АМ

Порошок 316L должен отвечать строгим техническим требованиям:

Параметр	Спецификация
Диапазон размеров частиц	15-45 мкм, типичные
Форма частиц	Сферическая морфология
Кажущаяся плотность	> 4 г/куб. см
Плотность отвода	> 6 г/куб. см
Расход воздуха в зале	> 23 с для 50 г
Чистота	>99,9%
Содержание кислорода	<1000 ppm

Возможны нестандартные распределения по размерам и контролируемый состав.

Поставщики порошка из нержавеющей стали 316L

К числу надежных поставщиков порошка 316L относятся:

Поставщик	Расположение
Sandvik Osprey	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Столярная присадка	США
Технология LPW	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
Erasteel	Швеция
Критические материалы	США
Praxair	США

Цены варьируются от $50/кг до $120/кг в зависимости от качества и объема заказа.

Обращение и хранение порошка 316L

Поскольку 316L является химически активным материалом, необходимо соблюдать осторожность при работе с порошком:

• Хранить закрытые контейнеры вдали от влаги, кислот, источников воспламенения
• При транспортировке и хранении используйте прокладки из инертного газа
• Заземление оборудования для отвода статических зарядов
• Не допускать накопления пыли путем вытяжки и вентиляции
• Соблюдайте меры предосторожности, указанные в паспорте безопасности

Правильная техника обеспечивает оптимальное состояние порошка.

Контроль и испытания порошка 316L

Методы проверки качества включают:

Метод	Проверяемые параметры
Ситовой анализ	Распределение частиц по размерам
СЭМ-изображение	Морфология частиц
EDX	Химия и состав
XRD	Присутствующие фазы
Пикнометрия	Плотность
Расход воздуха в зале	Текучесть порошка

Испытания по стандартам ASTM подтверждают качество порошка и стабильность партии.

Сравнение 316L с порошками альтернативных сплавов

316L по сравнению с другими сплавами выглядит следующим образом:

Сплав	Коррозионная стойкость	Прочность	Стоимость	Возможность печати
316L	Отличный	Средний	Средний	Отличный
17-4PH	Хороший	Высокая	Средний	Хороший
IN718	Хороший	Очень высокий	Высокая	Ярмарка
CoCr	Ярмарка	Средний	Средний	Хороший

Обладая сбалансированными свойствами, 316L очень удобна для применения в небольших и средних АМ-компонентах, требующих коррозионной стойкости.

Плюсы и минусы порошка 316L для АМ

Плюсы	Cons
Отличная коррозионная стойкость и биосовместимость	Более низкая высокотемпературная прочность по сравнению со сплавами
Легко свариваются и поддаются механической обработке	Восприимчивость к пористости при печати
Преимущество по стоимости по сравнению с экзотическими сплавами	Склонность к термическому растрескиванию
Может соответствовать свойствам деформируемого материала	Требуется постобработка типа HIP
Диапазон доступных поставщиков	Более низкая твердость по сравнению со сплавами, упрочняющимися осаждением

316L обеспечивает универсальные эксплуатационные характеристики при умеренной стоимости, хотя и предъявляет повышенные требования к обработке.

Часто задаваемые вопросы о порошке из нержавеющей стали 316L

Вопрос: Какой диапазон размеров частиц лучше всего подходит для печати на сплаве 316L?

О: Типичный диапазон - 15-45 мкм. Он обеспечивает хорошую текучесть порошка в сочетании с высоким разрешением и плотностью.

Вопрос: Какие методы постобработки используются при изготовлении деталей из 316L AM?

О: Горячее изостатическое прессование, термообработка, механическая обработка поверхности и электрополировка являются распространенными методами достижения полного уплотнения и чистоты поверхности.

Вопрос: Какой процесс 3D-печати металлов идеально подходит для сплава 316L?

О: Регулярно используются все основные процессы порошковой плавки, включая селективное лазерное плавление (SLM), прямое лазерное спекание металлов (DMLS) и электронно-лучевое плавление (EBM).

Вопрос: В каких отраслях промышленности используются аддитивно изготовленные компоненты из 316L?

О: В аэрокосмической, автомобильной, биомедицинской, морской технике, химической промышленности и нефтегазовой отрасли выгодно использовать 3D-печатные детали из 316L.

Вопрос: Требует ли 316L опорных конструкций при 3D-печати?

О: Да, опорные конструкции необходимы на свесах и перекрытиях, чтобы предотвратить деформацию и обеспечить легкое удаление после печати.

Вопрос: Какие дефекты могут возникнуть при печати порошка 316L?

О: Потенциальными дефектами являются пористость, растрескивание, деформация, отсутствие плавления и шероховатость поверхности. Большинство из них можно предотвратить с помощью оптимизации параметров.

Вопрос: В чем заключается основное различие между сплавами 316 и 316L?

О: 316L имеет более низкое содержание углерода (не более 0,03%), что повышает коррозионную стойкость и исключает выпадение вредных карбидов при сварке.

Вопрос: Каковы свойства напечатанного сплава 316L по сравнению с деформируемым сплавом?

О: При оптимизированных параметрах детали из АМ 316L могут достигать механических свойств, не уступающих или превосходящих традиционные деформируемые аналоги.

Вопрос: Какой плотности можно ожидать от 3D-печатных деталей из 316L?

Ответ: Плотность выше 99% достижима для 316L при идеальных параметрах, подобранных для данного сплава и соответствующих свойствам деформируемого материала.

Вопрос: Какая отделка обычно применяется к деталям из 316L AM?

О: Абразивная обработка, обработка с ЧПУ и электрополировка являются распространенными процессами финишной обработки для устранения шероховатости поверхности и достижения требуемых допусков.