17-4PH roestvrijstalen legeringspoeder voor 3D-printen

17-4PH (ook bekend als UNS S17400 of Grade 630) is een neerslaghardend, martensitisch roestvrij staal.Het is een van de belangrijkste en meest gebruikte metaalpoeders in additieve fabricage (AM) vanwege de unieke combinatie van hoge sterkte, goede corrosiebestendigheid en geschiktheid voor warmtebehandeling.

1. Belangrijkste kenmerken en chemische samenstelling

Type legering:Martensitisch roestvrij staal met neerslagharding.

Sleutel samenstelling:

• Chroom (Cr): ~15-17,5% (verschaft corrosiebestendigheid)
• Nikkel (Ni): ~ 3-5% (verstrekt de taaiheid en helpt bij het hard worden door neerslag)
• Koper (Cu): ~ 3-5% (het belangrijkste element dat versterkende neerslagstoffen vormt)
• Niobium (Nb) /Columbium (Cb): ~ 0,15-0,45% (vormt stabiele carbiden en draagt bij aan de sterkte)
• Carbon (C): laag (< 0,07%) om een goede lasbaarheid en corrosiebestendigheid te garanderen.

Definitieve eigenschap:De eigenschappen worden niet volledig gerealiseerd in de "as-printed" staat.

2. Poederkenmerken voor 3D-printen (L-PBF)

Voor laserpoederbedfusie (L-PBF) moet het poeder aan strenge eisen voldoen:

• Morfologie:Dit is niet te onderhandelen om uitstekende doorlaatbaarheid te garanderen om gladde, dunne poederlagen te creëren.
• Partikelgrootteverdeling (PSD):Het typische bereik is 15-45 μm of 20-53 μm. Deze fijne, strak gecontroleerde verdeling maakt het mogelijk om met hoge resolutie te printen en dichte onderdelen te maken.
• Doorlaatbaarheid:Uitstekend (bijv. Hallflow < 30 s/50 g).
• Laag zuurstofgehalte:Meestal < 500 ppm. Verworven door gasvertooming (vaak VIGA of EIGA) om broosheid te voorkomen en goede mechanische eigenschappen te garanderen.

3. De 3D-printing en warmtebehandeling workflow

Het echte voordeel van 17-4PH is dat het na-verwerking niet wordt vergrendeld:

• Print (L-PBF):Het onderdeel wordt laag voor laag gebouwd. De snelle verharding creëert een relatief zachte, ductiele en oververzadigde martensitische microstructuur (voorwaarde A).
• Stressverlichting (optioneel, maar aanbevolen):Om de interne spanningen van het drukproces te verminderen.
• Oplossingsbehandeling (voorwaarde A):Het onderdeel wordt verwarmd tot een hoge temperatuur (~ 1038 °C / 1900 °F) en vervolgens snel afgekoeld.
• Voor de toepassing van de in bijlage I vermelde voorschriften wordt het volgende toegevoegd:Dit is de kritieke stap. Het onderdeel wordt verouderd bij een specifieke temperatuur (bijv. H900: 482°C / 900°F voor 1 uur).het creëren van immense interne spanning en dramatisch verhogen van de kracht en hardheid.
  • H900 Voorwaarde: bereikt de hoogste sterkte.
  • H1025, H1150 Voorwaarden: verouderd bij hogere temperaturen, wat resulteert in een lagere sterkte, maar een hogere taaiheid en corrosiebestendigheid.

4. Mechanische eigenschappen: Geprinte versus warmtebehandelde

De transformatie is dramatisch:

Belangrijkste les:3D-geprinte en goed warmtebehandelde 17-4PH kan mechanische eigenschappen bereiken die vergelijkbaar zijn met, en soms zelfs overtreffen, zijn gesmeed (traditioneel vervaardigde) tegenhanger.

5Voordelen voor additieve productie

• Hoge sterkte/gewicht verhouding:Ideaal voor lichtgewicht, structurele componenten.
• Uitstekende bewerkbaarheid in oplosmiddelbehandelde toestand:Hierdoor is het gemakkelijk om na het afdrukken te bewerken tot strakke toleranties voor de uiteindelijke veroudering.
• Goed corrosiebestendigheid:Hoewel het niet zo corrosiebestendig is als 316L in alle omgevingen, presteert het goed in licht corrosieve omgevingen zoals mariene atmosfeer, vooral in de oververouderde omstandigheden (H1150).
• Dimensionale stabiliteit tijdens veroudering:De warmtebehandeling veroorzaakt minimale vervorming in vergelijking met het afdoen en temperen van andere stalen, wat cruciaal is voor complexe AM-geometrieën.

6. Toepassingen

17-4PH is het materiaal van keuze voor hoge sterkte, functionele componenten in verschillende industrieën:

• Luchtvaart: beugels, motormontages, dronecomponenten en vlieghardware.
• Defensie: componenten van vuurwapens (ontvangers, triggers), onderdelen voor raketgeleiding.
• Industrieel: aandrijvingen, turbinebladen, hogedrukkleppen en pomponderdelen.
• Medisch: Chirurgische instrumenten, boren en niet-implanteerbare gereedschappen die sterk en sterilisatiebestendig zijn.
• Automotive: High-performance racing componenten.

Vergelijking: 17-4PH versus 316L voor 3D-printen

Conclusies

17-4PH spherische legering poeder is een hoeksteen materiaal voor industriële 3D-printen.lichtgewicht onderdelen die kunnen worden warmtebehandeld om een sterkte te bereiken die vergelijkbaar is met die van hoogsterke staalDe voorspelbare reactie op postverwerking maakt het een betrouwbare en krachtige keuze voor veeleisende engineeringtoepassingen in de luchtvaart-, defensie- en automobielsector.