17-4PH مسحوق سبائك الفولاذ المقاوم للصدأ للطباعة ثلاثية الأبعاد

17-4PH (المعروف أيضًا باسم UNS S17400 أو الصف 630) عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ في تصلب هطول الأمطار. إنها واحدة من أهم المساحيق المعدنية والاستخدام على نطاق واسع في التصنيع الإضافي (AM) نظرًا لمجموعها الفريد من القوة العالية ، ومقاومة التآكل الجيدة ، وملاءمة المعالجة الحرارية.

1. الخصائص الرئيسية والتكوين الكيميائي

نوع السبائك:هطول الأمطار الصلب الفولاذ المقاوم للصدأ.

التكوين الرئيسي:

• الكروم (CR): ~ 15-17.5 ٪ (يوفر مقاومة التآكل)
• النيكل (NI): ~ 3-5 ٪ (يوفر الصلابة والتعطيل تصلب هطول الأمطار)
• النحاس (CU): ~ 3-5 ٪ (العنصر الرئيسي الذي يشكل رواسب التعزيز)
• niobium (nb)/columbium (CB): ~ 0.15-0.45 ٪ (يشكل كربيد مستقر ويساهم في القوة)
• الكربون (ج): منخفض (<0.07 ٪) لضمان قابلية اللحام الجيدة ومقاومة التآكل.

ميزة تحديد:لا تتحقق خصائصها بالكامل في الدولة "المطبوعة". تم تطويرها من خلال دورة معالجة حرارية محددة (الشيخوخة) بعد الطباعة.

2. خصائص المسحوق للطباعة ثلاثية الأبعاد (L-PBF)

لانصهار سرير مسحوق الليزر (L-PBF) ، يجب أن يفي المسحوق بمتطلبات صارمة:

• مورفولوجيا:كروية تماما. هذا غير قابل للتفاوض لضمان قابلية التدفق الممتازة لإنشاء طبقات مسحوق رقيقة ناعمة.
• توزيع حجم الجسيمات (PSD):النطاق النموذجي هو 15-45 ميكرون أو 20-53 ميكرون. يتيح هذا التوزيع الجيد الذي يتم التحكم فيه بإحكام الطباعة عالية الدقة والأجزاء الكثيفة.
• قابلية التدفق:ممتاز (على سبيل المثال ، قاعة تدفق <30 s/50g). حاسمة لاستقرار المتساقط والاستقرار.
• محتوى الأكسجين المنخفض:عادة <500 جزء في المليون. تحققت عن طريق ذرة الغاز (غالبًا ما تكون VIGA أو EIGA) لمنع هشاشة وضمان خصائص ميكانيكية جيدة.

3. سير عمل الطباعة والمعالجة الحرارية ثلاثية الأبعاد

يتم فتح الميزة الحقيقية لـ 17-4PH بعد المعالجة:

• الطباعة (L-PBF):تم بناء الجزء طبقة تلو الأخرى. يخلق التصلب السريع مجهرية ناعمة نسبيا ، ودكتايل ، وفرط غير مشبع (الحالة أ).
• تخفيف الإجهاد (اختياري ولكن موصى به):لتقليل الضغوط الداخلية من عملية الطباعة.
• علاج الحل (الحالة أ):يتم تسخين الجزء إلى درجة حرارة عالية (~ 1038 درجة مئوية / 1900 درجة فهرنهايت) ثم تبريد بسرعة. هذا ينتج بنية martensitic ناعمة منخفضة الكربون ، مثالية للآلات.
• تصلب هطول الأمطار (الشيخوخة):هذه هي الخطوة الحرجة. يتراوح عمر الجزء عند درجة حرارة محددة (على سبيل المثال ، H900: 482 درجة مئوية / 900 درجة فهرنهايت لمدة ساعة واحدة). خلال هذا ، يترسب النحاس والعناصر الأخرى من المصفوفة ، مما يخلق إجهادًا داخليًا هائلاً وزيادة القوة والصلابة بشكل كبير.
  • H900 حالة: يحقق أعلى قوة.
  • شروط H1025 ، H1150: تتراوح أعمارهم بين درجات حرارة أعلى ، مما يؤدي إلى انخفاض قوة ولكن أعلى صلابة ومقاومة للتآكل.

4. الخواص الميكانيكية: معالج بالمعالجة بالحرارة

التحول دراماتيكي:

الوجبات الرئيسية:يمكن أن يحقق 17-4ph المطبوعة ثلاثية الأبعاد والمعالجة بشكل صحيح من 17-4PH خصائص ميكانيكية قابلة للمقارنة ، وأحيانًا تتجاوز ، نظيرها المطاوع (المصنّع تقليديًا).

5. مزايا التصنيع المضافة

• نسبة عالية من القوة إلى الوزن:مثالية للمكونات الخفيفة الوزن التي تتطلب هيكلياً.
• قابلية ممتازة في الحالة المعالجة بالمحلول:يتيح سهولة تصنيع ما بعد الطباعة للتسامح الضيق قبل الشيخوخة النهائية.
• مقاومة جيدة للتآكل:على الرغم من أنها ليست مقاومة للتآكل مثل 316L في جميع البيئات ، إلا أنها تعمل بشكل جيد في أماكن متآكلة بشكل معتدل مثل الأجواء البحرية ، وخاصة في الظروف الزائدة (H1150).
• الاستقرار الأبعاد أثناء الشيخوخة:تسبب المعالجة الحرارية الحد الأدنى من التشويه مقارنةً بإخماد وتهدئة الفولاذ الأخرى ، وهو أمر بالغ الأهمية للهندسة المعقدة AM.

6. التطبيقات

17-4PH هي المادة المفضلة للمكونات الوظيفية عالية القوة عبر الصناعات:

• Aerospace: أقواس ، حوامل المحرك ، مكونات الطائرات بدون طيار ، وأجهزة الطيران.
• الدفاع: مكونات الأسلحة النارية (أجهزة الاستقبال ، المشغلات) ، أجزاء توجيه الصواريخ.
• الصناعي: الدهون ، شفرات التوربينات ، صمامات الضغط العالي ، ومكونات المضخة.
• الطبية: فكي الأدوات الجراحية ، وحدات الحفر الأسنان ، والأدوات غير القابلة للزراعة التي تتطلب مقاومة عالية القوة والتعقيم.
• السيارات: مكونات سباق عالية الأداء.

المقارنة: 17-4PH مقابل 316L للطباعة ثلاثية الأبعاد

خاتمة

17-4ph prowy Spherical Spherical Powder هو مادة حجر الزاوية للطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية. يسمح للمصممين بالاستفادة من الحرية الهندسية لـ AM لإنشاء أجزاء معقدة وخفيفة الوزن يمكن معالجتها بالحرارة لتحقيق مستويات القوة التي تنافس من الفولاذ عالي القوة. إن استجابتها التي يمكن التنبؤ بها لما بعد المعالجة تجعلها خيارًا موثوقًا وقويًا للمطالبة بتطبيقات الهندسة عبر قطاعات الفضاء والدفاع والسيارات.