Maraging Steel 250 Prášek

Přehled

Maraging steel 250 prášek je srážením vytvrzený ocelový prášek, který lze použít pro 3D tisk nebo aditivní výrobu. Má vynikající pevnost a houževnatost v kombinaci s dobrou svařitelností a tažností.

Mezi klíčové vlastnosti a charakteristiky práškové oceli 250 patří:

Složení: Slitina železa a niklu s 18-19% niklu, 7-9% kobaltu, 3-5% molybdenu, 0,6-1,2% titanu a méně než 0,1% uhlíku.

Hustota: 8,1 g/cc

Bod tání: 1480-1525°C

Mez pevnosti v tahu: >250 ksi (>1723 MPa) ve stárnoucím stavu

Prodloužení: 10-15% ve starším stavu

Tvrdost: 50 HRC ve zestárlém stavu

Název maraging steel je odvozen od kombinace účinků martenzitická transformace a stárnutí. Nízký obsah uhlíku umožňuje po rychlém ochlazení vznik měkkého martenzitu. Následné stárnutí při teplotách 480-510 °C umožňuje jemné vysrážení intermetalických fází, které dodávají značnou pevnost a houževnatost.

Kombinace těchto vlastností činí maragingovou ocel vhodnou pro výrobky vyžadující vysokou pevnost spolu s houževnatostí a svařitelností. Proces tisku na bázi práškového lože umožňuje výrobu složitých dílů.

Maraging Steel 250 Složení prášku

Maragingové oceli mají nízkou koncentraci uhlíku, obvykle méně než 0,1%. To zabraňuje tvorbě karbidů během stárnutí, které mohou způsobit křehkost oceli.

Složení práškové oceli třídy 250 je:

Tabulka 1: Chemické složení práškové oceli 250

Živel	Hmotnost %
Nikl	18-19
Kobalt	7-9
Molybden	3-5
Titan	0.6-1.2
Uhlík	<0.1
Žehlička	Zůstatek

Pro zlepšení reakce na kalení se přidávají malé příměsi titanu a hliníku. Obsah uhlíku se udržuje na nízké úrovni pod 0,1%, aby se zabránilo nežádoucímu vysrážení karbidů.

Nízký obsah uhlíku spolu s vyváženým obsahem niklu a kobaltu poskytuje vynikající kombinaci pevnosti a houževnatosti po úpravě stárnutím.

Výrobní metoda pro práškovou maragingovou ocel 250

Maragingová ocel se dvakrát taví ve vakuové indukční tavicí peci, aby byla zajištěna kontrola složení. Tavenina se poté rychle ztuhne na prášek pomocí plynové atomizace.

Tabulka 2: Typický způsob výroby práškové oceli 250

Krok	Podrobnosti
Tání	Vakuové indukční tavení
Rychlé tuhnutí	Rozprašování inertního plynu na jemný prášek
Sítování	Klasifikace velikosti částic
Sférizace	Pro vyšší tekutost prášku

Plynová atomizace umožňuje kontrolovat distribuci velikosti a morfologii prášku. Částice prášku mají obvykle kulovitý tvar s několika satelity.

Typický rozsah velikostí je 15-45 mikronů, ale na základě požadavků aplikace se vyrábějí i menší nebo větší velikosti.

Vlastnosti Maraging Steel 250 Prášek

Maraging ocel kombinuje dobrou zpracovatelnost v žíhaném stavu s velmi vysokou pevností ve zralém stavu. Na ocel této pevnostní třídy má také vynikající houževnatost.

Tabulka 3: Přehled vlastností práškové oceli 250 za různých podmínek

Vlastnictví	V konsolidovaném stavu	Stáří
Mez kluzu	~100 ksi	>250 ksi
Pevnost v tahu	120-140 ksi	>260 ksi
Prodloužení	20-25%	8-15%
Tvrdost	30 HRC	50 HRC
Houževnatost	Vynikající	Dobrý

Díky svým vlastnostem je vhodný pro použití jak v podobě bez potisku, tak i při tepelném zpracování. Díly lze po tisku snadno opracovat a následně je nechat zestárnout, aby získaly značnou pevnost.

Tepelné zpracování oceli Maraging 250 Powder

Pro dosažení maximální pevnosti je třeba maragingovou ocel vhodně tepelně zpracovat. Standardní postup je následující:

• Řešení: Zahřejte na 820-840 °C, udržujte 1-2 hodiny, rychle ochlaďte.
• Stárnutí: Zahřejte na 480-510 °C, udržujte 3-6 hodin, ochlaďte na vzduchu.

Rozpouštěním vzniká martenzit zahříváním do austenitového fázového pole s následným rychlým ochlazením. Tím vzniká měkká fáze připravená k přeměnám během stárnutí.

Stárnutí vede k tvorbě intermetalických precipitátů v martenzitové matrici. Tím se podstatně zvýší pevnost. Rozhodující je správná doba a teplota stárnutí.

Klíčové aplikace práškové oceli 250

Kombinace těchto vlastností činí maragingovou ocel vhodnou pro různé náročné aplikace:

Tabulka 4: Přehled klíčových aplikací práškové oceli 250

Průmysl	Aplikace	Výhody
Aerospace	Lopatky turbíny, součásti motoru	Vysoká pevnost, lomová houževnatost
Automobilový průmysl	Podvozek, komponenty hnacího ústrojí	Pevnost, svařitelnost
Nástroje	Vstřikovací formy, tvářecí formy	Vysoká pevnost, rozměrová stabilita
Obecné strojírenství	Hřídele, pouzdra, příslušenství	Síla, houževnatost

• Díky mimořádně vysoké pevnosti je vhodný pro kritické statické a dynamické nosné díly.
• Vynikající houževnatost snižuje možnost náhlého lomového selhání.
• Dobrá obrobitelnost v žíhaném stavu. Po tisku lze obrábět složité tvary.
• Lze je svařovat a sestavovat z nich velké součásti.
• Nízká tepelná roztažnost zajišťuje vynikající kontrolu rozměrů pro nástrojové aplikace.

Specifikace a normy

Maraging ocel třídy 250 odpovídá následujícím specifikacím:

Tabulka 5: Specifikace a normy pro práškovou maragingovou ocel třídy 250

Standard	Označení	Země
ASTM	A743	USA
CS	1.2709	Evropa

Ekvivalentní standardní třídy z jiných zemí:

• Japonsko: JIS G4805-SUH850
• Čína: GB 8162-99
• Rusko: EP741N

Vzhledem k tomu, že se jedná o relativně nový materiál, specifikace maragingové oceli se stále vyvíjejí. Pro specifické aplikace se často vyrábějí třídy na míru.

Dodavatelé a ceny

Prášek z maragingové oceli 250 lze získat od následujících předních dodavatelů:

Tabulka 6: Přehled některých dodavatelů práškové maraging oceli 250 a přibližné ceny

Společnost	Názvy značek	Ceny
Sandvik	Osprey 250	$100+/kg
EOS	MaragingSteel MS1	$90+/kg
Tesař	Vlastní 450	$110+/kg
Praxair	Mara 250	$120+/kg

• Ceny se pohybují od $90-120+ za kg v závislosti na objemu objednávky a přesném složení.
• K dispozici jsou také vlastní slitiny přizpůsobené požadavkům aplikace.
• Malé vzorky lze zakoupit online u společností vyrábějících materiály pro 3D tisk.

Srovnání s alternativami

Tabulka 7: Srovnání maragingové oceli 250 s alternativními materiály

Vlastnictví	Maraging Steel 250	Nerezová ocel 17-4PH	Inconel 718	Titanium Ti64
Hustota	8,1 g/cc	7,8 g/cc	8,2 g/cc	4,4 g/cc
Pevnost v tahu	>260 ksi	190 ksi	190 ksi	130 ksi
Prodloužení	8-15%	12-20%	19-29%	10-25%
Odolnost proti korozi	Mírný	Velmi dobře	Vynikající	Vynikající
Tepelné vlastnosti	Průměr	Špatný	Dobrý	Průměr
Náklady	Vysoký	Mírný	Velmi vysoká	Mírný

Výhody maraging steel 250:

• Nejvyšší pevnost po vytištění
• Vynikající lomová houževnatost
• Dobrá obrobitelnost a svařitelnost
• Rozměrová stabilita při tepelném zpracování

Nevýhody:

• nižší odolnost proti korozi než u nerezových nebo superslitin
• Vyšší cena než u ocelí jako 17-4PH
• Nižší teplotní odolnost než u slitin niklu

Celkově maraging steel 250 poskytuje nejlepší kombinaci velmi vysoké pevnosti se středními náklady ve srovnání s alternativami.

Závěr

• Maraging steel 250 prášek může po stárnutí dosáhnout výjimečné pevnosti v tahu přes 260 ksi.
• Je široce používán pro kritické součásti v leteckém a automobilovém průmyslu, nástrojářství a všeobecném strojírenství.
• Vyvážené složení niklu a kobaltu poskytuje optimální kombinaci pevnosti a houževnatosti.
• Díky vynikající rozměrové stabilitě během rozpuštění a stárnutí je ideální pro nástrojové aplikace.
• 3D tisk na bázi práškového lože nyní umožňuje vyrábět velmi složité díly pomocí tohoto prášku z vysokopevnostní oceli.

FAQ

Co je to prášek z maragingové oceli 250?

Maraging Steel 250 Prášek je druh kovového prášku používaného v aditivních výrobních procesech, jako je 3D tisk. Skládá se z maragingové oceli, která je známá svou výjimečnou pevností a houževnatostí.

Jaké jsou klíčové vlastnosti práškové oceli Maraging Steel 250?

Maraging Steel 250 Powder je známá svou vysokou pevností, vynikající lomovou houževnatostí a odolností proti korozi. Vyznačuje se také možností tepelného zpracování pro dosažení ještě vyšší tvrdosti.

Jaké je použití práškové oceli Maraging Steel 250?

Tento prášek se používá v různých průmyslových odvětvích, včetně leteckého, automobilového a zdravotnického, k výrobě dílů a součástí, které vyžadují vysokou pevnost a odolnost. Mezi běžné aplikace patří letecké a kosmické součásti, nástroje a lékařské implantáty.

Jak se zpracovává prášková ocel Maraging Steel 250 při 3D tisku?

Maraging Steel 250 Prášek se obvykle používá v procesech tavení v práškovém loži, jako je selektivní laserové tavení (SLM) nebo tavení elektronovým svazkem (EBM). Při těchto procesech se vysokoenergetický laser nebo elektronový paprsek používá k selektivnímu tavení a tavení částic prášku vrstvu po vrstvě, čímž vzniká 3D objekt.

Jaké jsou výhody použití práškové oceli Maraging Steel 250 při 3D tisku?

Mezi výhody patří vysoký poměr pevnosti a hmotnosti, vynikající mechanické vlastnosti a schopnost vyrábět složité geometrie. Je také vhodný pro výrobu dílů se složitými detaily.

znát více procesů 3D tisku