Обзор
порошок нержавеющей стали 17-4ф. представляет собой дисперсионно-твердеющую мартенситную нержавеющую сталь, которую можно обрабатывать методами порошковой металлургии для высокопроизводительных применений, требующих хороших механических свойств, коррозионной стойкости и простоты изготовления.
В этом руководстве рассматриваются различные типы порошков 17-4PH, их характеристики, данные о свойствах, методы обработки, применение, спецификации, поставщики, процедуры установки и обращения, требования к техническому обслуживанию, критерии выбора поставщиков порошка, плюсы и минусы использования порошка 17-4PH и ответы на часто задаваемые вопросы.
Виды порошка 17-4PH
Порошок нержавеющей стали 17-4ph доступен в различных формах, подходящих для различных процессов консолидации порошка:
| Тип | Характеристики |
|---|---|
| Распыление газа | Сферическая морфология, хорошая сыпучесть. |
| Распыление воды | Неправильная морфология, широкое распределение по размерам. |
| Распыление плазмы | Очень мелкий сферический порошок |
| Гидрид-дегидрид | Губчатая, пористая морфология |
| Карбонильное железо | Порошок высокой чистоты (+99% Fe) |
Газораспыленный порошок с гладкими сферическими частицами обеспечивает превосходную плотность упаковки и свойства спекания, но является относительно дорогим. Распыление воды более экономично, но форма менее идеальна. Очень мелкие порошки, распыленные плазмой, предпочтительны для литья металлов под давлением. Порошки HDH и карбонильного железа используются для смешивания для достижения более высокой чистоты и улучшенных свойств.
Состав и свойства
Состав и свойства 17-4PH:
Состав
- Fe – Баланс
- Кр – от 15 до 17,51ТП3Т
- Ni – от 3 до 5%
- Cu – от 3 до 5%
- Nb/Ta – от 0,15 до 0,45%
- Мн – 11ТП3Т макс.
- Си – 11ТП3Т макс.
- С – 0,071ТП3Т макс.
- Р – 0,041ТП3Т макс.
- С – 0,031ТП3Т макс.
Свойства
- Плотность – 7,7 г/см3.
- Прочность – 1240 МПа.
- Твердость – 40HRC
- Удлинение – 81ТП3Т
- Ударная вязкость – 16 фут-фунтов
- Коррозионная стойкость – хорошая
- Магнитная проницаемость – низкая
Количества Cr, Ni, Cu, Nb/Ta можно варьировать, чтобы адаптировать такие свойства, как твердость, прочность и коррозионная стойкость, в соответствии с конкретными применениями. Более высокая чистота улучшает производительность.
Применение порошок нержавеющей стали 17-4ф.
Типичные области применения порошка 17-4PH включают:
Аэрокосмическая промышленность
- Конструктивные части
- Компоненты двигателя
- Шасси
Нефть и газ
- Устьевые компоненты
- Клапаны, детали насосов
Автомобильная промышленность
- Компоненты шасси
- Шестерни
- Контейнеры с подушками безопасности
Медицина/стоматология
- Хирургические инструменты
- Имплантаты
- Ортодонтические проволоки
Переработка пищевых продуктов
- Ножи
- Форсунки
- Детали экструдера
Тяжелое оборудование
- Гидравлические цилиндры
- Булавки
- Валы
Сочетание прочности, твердости, коррозионной стойкости и технологичности делает 17-4PH подходящим для требовательных применений в различных отраслях.
Технические характеристики
Типичные характеристики порошка нержавеющей стали 17-4PH включают:
| Параметр | Спецификация |
|---|---|
| Размер частиц | 10 – 45 мкм |
| Кажущаяся плотность | 2,5 – 4 г/см3 |
| Плотность отвода | 4 – 6 г/см3 |
| Расход воздуха в зале | < 30 с/50 г |
| Состав | Согласно ASTM A564 |
| Примеси | Низкое содержание кислорода, азота |
| Форма | Сферическая/неправильная форма |
| Площадь поверхности | 0,1 – 1 м2/г |
Более мелкие порошки предпочтительнее для аддитивного производства, тогда как более крупные порошки используются для прессования и спекания. Более высокая плотность улучшает уплотнение порошка, а хорошая текучесть способствует заполнению матрицы. Чистота уменьшает количество включений и улучшает коррозионную стойкость и механические свойства.
Рекомендации по проектированию
Ключевые факторы проектирования порошковых деталей 17-4PH:
- Механические свойства – Достичь необходимой прочности, твердости, износостойкости, усталостной прочности путем композиции, обработки, термической обработки.
- Коррозионная стойкость – Достаточное содержание хрома и молибдена, низкий уровень примесей, контролируемая микроструктура.
- Допуски на размеры – Учет усадки при спекании. Минимизируйте второстепенные операции.
- Целевые затраты – Баланс производительности с экономичным методом производства порошка и процессом консолидации.
- Особенности детали – Проектирование с учетом технологичности с учетом ограничений обработки. Избегайте тонких/высоких секций.
- Соответствие стандартам – ASTM A564, ASTM B925, AMS 5643, AMS 5644, AWS C5.4 и т. д.
Консультации с производителями порошков помогают создать оптимальные конструкции деталей, адаптированные к возможностям порошка 17-4PH.
Методы обработки
Порошок нержавеющей стали 17-4ф можно консолидировать до полностью плотных частей с помощью:
| Метод | Подробности |
|---|---|
| Литье металлов под давлением (МИМ) | Связывает порошок с сырьем для впрыскивания в сложные формы. |
| Аддитивное производство | Использует лазер/электронный луч для выборочного расплавления слоев порошка в трехмерные формы. |
| Порошковая ковка | Компактирует и горячо деформирует порошковые заготовки в детали высокой плотности. |
| Горячее изостатическое прессование | Применяет тепло и изостатическое давление для консолидации порошка. |
| Прессование и спекание | Прессует порошок в форму, затем спекает до полной плотности. |
MIM обеспечивает высочайшую точность и идеально подходит для сложных и небольших компонентов. AM предлагает максимальную свободу дизайна. Ковка дает превосходную механику. HIP позволяет избежать пористости при спекании. Пресс-агломерация сочетает в себе хорошую точность и свойства при более низкой стоимости.
Правильный контроль температуры, давления, атмосферы и других параметров во время обработки имеет решающее значение для достижения желаемой микроструктуры и свойств.
Поставщики и ценообразование
Некоторые ведущие поставщики порошка нержавеющей стали 17-4ph включают:
| Поставщик | Диапазон цен |
|---|---|
| Столярная присадка | $50 - $120 за кг |
| Sandvik Osprey | $45 - $100 за кг |
| Praxair | 1ТП4Т40 – 1ТП4Т90 за кг |
| Höganäs | $60 - $140 за кг |
| Порошок CNPC | 1ТП4Т30 – 1ТП4Т70 за кг |
Цены варьируются в зависимости от чистоты, характеристик порошка, метода производства и объема закупок. Небольшие партии для исследований и разработок стоят дороже, тогда как оптовые заказы для массового производства имеют более низкую стоимость за кг.
Установка и обращение
Рекомендации по установке оборудования и обращению с порошком 17-4PH:
- Установите надлежащие системы вентиляции и сбора пыли для контроля воздействия твердых частиц.
- Используйте взрывоопасное электрооборудование, подходящее для работы в средах с горючим металлическим порошком.
- Заземлите все оборудование для обработки и хранения порошка, чтобы предотвратить накопление статического заряда.
- Избегайте искр, пламени и источников воспламенения вблизи мест работы с порошком.
- Храните порошок в закрытых оригинальных контейнерах в сухом и прохладном месте.
- Обеспечьте наличие и использование операторами защитного оборудования, такого как респираторы, перчатки, очки и одежда.
- Осторожно транспортируйте порошок между зонами хранения и обработки, чтобы предотвратить рассыпание.
- Регулярно очищайте оборудование и рабочие зоны, чтобы свести к минимуму накопление порошка.
Правильная установка и обращение сводят к минимуму риски безопасности, а также предотвращают загрязнение или изменение характеристик порошка, которые могут отрицательно повлиять на конечные свойства детали.
Эксплуатация и обслуживание
Основные методы эксплуатации и технического обслуживания порошковой обработки 17-4PH:
Контейнеры для хранения
- Периодически проверяйте герметичность и немедленно устраняйте любые утечки.
- Регулярно очищайте внешнюю поверхность, чтобы удалить накопленный порошок.
- Поверните приклад, чтобы сначала использовать старый порох.
Оборудование для смешивания и смешивания
- Запланируйте кондиционирование, чтобы сохранить целостность лопастей и усилителей для равномерного перемешивания.
- Контролируйте загрузку, время и скорость, чтобы избежать чрезмерного перемешивания.
Фрезерные и шлифовальные инструменты
- Регулярно ремонтируйте или заменяйте изношенные инструменты, чтобы избежать попадания загрязнений.
- Используйте правильное охлаждение и бережное измельчение, чтобы ограничить растрескивание частиц.
Инструменты для прессования и спекания
- Смазывайте матрицы и пуансоны согласно графику, чтобы обеспечить легкое освобождение необработанных деталей.
- Осмотрите на предмет износа или трещин и замените в целях профилактического обслуживания.
Машины для аддитивного производства
- Выполняйте плановую калибровку и техническое обслуживание в соответствии с рекомендациями OEM.
- Контролируйте и заменяйте изношенные расходные материалы, такие как устройства для повторного нанесения покрытия и сита.
Проактивная эксплуатация и техническое обслуживание обеспечивают высокую производительность и минимальное время незапланированных простоев.
Выбор порошок нержавеющей стали 17-4ф. Поставщики
Ключевые факторы при выборе поставщиков порошка 17-4ПХ:
- Техническая экспертиза в материалах, производственных процессах и дизайне деталей для поддержки клиентов
- Производственные возможности включая варианты сплавов, размеры и морфологию порошка, производительность и сроки выполнения заказа
- Строгая гарантия качества охватывающий химический анализ, испытания порошков и контроль процесса
- Опыт работы в отрасли и репутация, полученная за годы поставок порошков стабильного качества
- Спектр услуг например, отбор проб, изготовление прототипов, индивидуализация и т. д., чтобы обеспечить успех клиентов
- Глобальный охват и логистика для оперативной доставки с минимальными сроками выполнения
- Конкурентоспособное и прозрачное ценообразование в сочетании с дополнительными услугами, такими как тестирование и анализ
- Сертификаты качества такие как ISO 9001, ISO 13485 и т. д., демонстрируя стремление к совершенству.
Правильный поставщик порошка выступает в качестве ценного партнера, предоставляя как качественную продукцию, так и технический опыт для достижения оптимальных результатов.
Преимущества и ограничения порошка 17-4PH
Преимущества
- Высокая прочность и твердость в сочетании с хорошей пластичностью после старения.
- Превосходная коррозионная стойкость, сравнимая с аустенитными нержавеющими сталями.
- Хорошая ударная вязкость и усталостная прочность
- Простота изготовления сложных деталей с использованием MIM или AM.
- Хорошо работает в ресурсоемких приложениях в различных отраслях
Ограничения
- Относительно дороже, чем углеродистые стали.
- Подвержены охрупчиванию при неправильной обработке или старении.
- Более низкая максимальная рабочая температура по сравнению с дисперсионно-твердеющими никелевыми сплавами.
- Требует осторожного обращения во избежание загрязнения состава.
- Достижение оптимального сочетания свойств требует жесткого контроля процесса.
Вопросы и ответы
Каковы типичные области применения порошка нержавеющей стали 17-4PH?
17-4PH обычно используется в аэрокосмической, нефтегазовой, автомобильной, медицинской, пищевой промышленности и других областях применения, требующих высокой прочности, твердости и коррозионной стойкости.
Какие характеристики порошка рекомендуются для литья металлов под давлением с 17-4PH?
Для MIM предпочтительны сферические порошки с d50 8–15 микрон и хорошими характеристиками текучести (скорость потока по Холлу около 20 с/50 г), чтобы обеспечить высокую загрузку порошка в сырье и хорошее заполнение формы.
Как достигается максимальная коррозионная стойкость при использовании порошка 17-4PH?
Коррозионная стойкость повышается за счет достаточного содержания хрома (>15%), низкого уровня примесей и однородной микроструктуры без выделений. Отжиг на раствор с последующим быстрым охлаждением помогает растворить карбиды и обеспечить лучшую коррозионную стойкость.
Какова типичная процедура термообработки 17-4PH и цель каждого этапа?
17-4PH — это раствор, отожженный при 1900°F, закаленный в воде для растворения осадков, кондиционированный при 350°F, затем выдержанный при 850°F для получения мелкодисперсных осадков для оптимального сочетания твердости, прочности и ударной вязкости.
Какие меры предосторожности необходимы при хранении и обращении с порошком 17-4PH?
Как горючий металлический порошок, 17-4PH требует хранения в прохладной, сухой, инертной атмосфере вдали от кислорода и источников воспламенения. При работе с порошком следует использовать надлежащее заземление, вентиляцию и средства индивидуальной защиты, чтобы предотвратить возгорание, искры и вдыхание.
Заключение
Благодаря превосходному балансу свойств порошок нержавеющей стали 17-4PH позволяет производить критически важные компоненты для требовательных промышленных применений с помощью эффективных методов порошковой металлургии. Правильный выбор и обработка порошка 17-4PH в сочетании с термообработкой, адаптированной к требованиям конечного использования, приводят к оптимизации производительности. Поскольку ноу-хау обработки и доступность продолжают улучшаться, 17-4PH будет расширяться, вытесняя традиционно обрабатываемые и литые материалы.
