Maraging Steel MS1 Prášek

Maraging steel refers to a family of high-strength steels that derive their strength not from carbon, but from the precipitation of intermetallic compounds. Maraging steels provide an excellent combination of mechanical properties like high strength, good fracture toughness, and good weldability, which makes them useful across various critical industrial applications.Maraging Steel MS1 Powder is a maraging steel alloy powder designed for additive manufacturing techniques like laser powder bed fusion (LPBF) and directed energy deposition (DED). As an advanced engineering material, MS1 offers distinct benefits over conventional maraging grades for powder-based AM processes. This article provides a comprehensive overview of maraging steel MS1 including its composition, key characteristics, processing methods, applications, pros/cons, and supply details.

Přehled práškové oceli MS1

Maraging steels are unique low-carbon martensitic steels designed to derive strength from intermetallic precipitates that form during aging heat treatment. Their low carbon content provides good weldability, while the significant alloying additions enable high strength through precipitation hardening mechanisms.MS1 powder is designed specifically for additive manufacturing of maraging steel parts using powder bed fusion or directed energy deposition techniques. Key details of MS1 powder:Maraging Steel MS1 Prášek Klíčové detaily

Parametr	Podrobnosti
Označení slitiny	18% Ni, 9% Co, 5% Mo , Fe bal.
Standardní specifikace	ASTM B986
Hustota	8,1 g/cm3
Rozsah velikosti částic	15-53 μm
Výrobní proces	Atomizace plynu
Klíčové vlastnosti	Velmi vysoká pevnost, dobrá lomová houževnatost a tažnost po kalení věkem, vynikající rozměrová schopnost v AM, dobrá odolnost proti korozi, dobrá svařitelnost.
Typické aplikace	Letecké komponenty, nástrojové vložky, součásti forem, automobilový průmysl, strojní díly

Díky svému přizpůsobenému složení a distribuci velikosti částic umožňuje MS1 aditivní výrobu hustých, vysoce kvalitních komponentů z maragingové oceli s mechanickými vlastnostmi rovnocennými nebo lepšími než u běžných maragingových tříd.

Složení a mikrostruktura maragingové oceli MS1

Maragingové oceli získávají své jedinečné vlastnosti díky nízkouhlíkové martenzitické matrici a speciálním legujícím přísadám. Složení hraje rozhodující roli pro konečné mechanické vlastnosti po úpravě stárnutím.Maraging Steel MS1 - jmenovité složení

Legující prvek	Hmotnost %	Role
nikl (Ni)	17-19	Umožňuje martenzitickou matrici při kalení, zajišťuje kalicí účinek
Kobalt (Co)	8-9	Přispívá ke zpevnění srážením
molybden (Mo)	4.5-5.5	Posilovač srážek
titan (Ti)	0.3-0.8	Tvoří precipitáty, zjemňuje velikost zrn
hliník (Al)	0.05-0.15	Zabraňuje tvorbě nitridů

*Other impurities (e.g. C, Si, Mn, etc.) are minimized to avoid reducing fracture toughness. Iron is balance.The low-carbon, high nickel martensitic matrix provides a combination of high strength and good toughness. The significant additions of cobalt and molybdenum enable the formation of extremely hard metallic intermetallic precipitates like Ni3(Ti, Mo) during aging treatment which imparts very high strength to the material.Unlike conventional grades, MS1 powder is specially designed with tighter chemistry control for reproducible properties in additive manufacturing.

Klíčové vlastnosti a charakteristiky

Prášek z maragingové oceli MS1 nabízí výjimečnou kombinaci velmi vysoké pevnosti, dobré lomové houževnatosti a tažnosti, vynikající zpracovatelnosti při AM a dalších užitečných technických vlastností, které jsou vhodné pro kritické průmyslové aplikace.Prášek z maragingové oceli MS1 - klíčové vlastnosti

Mechanické vlastnosti
Pevnost v tahu	Více než 2450 MPa
Mez kluzu (posun 0,2%)	Více než 2310 MPa
Prodloužení	8%
Tvrdost	Více než 56 HRC

Fyzikální vlastnosti
Hustota	8,1 g/cm3

Vlastnosti výkonu
Odolnost proti korozi	Vynikající, podobně jako nerezové oceli řady 300
Tepelná vodivost	10-12 W/m.K
Elektrický odpor	0,8 mikrohm-cm

Klíčové vlastnosti:

• Velmi vysoká pevnost díky srážkovému vytvrzování
• Dobrá lomová houževnatost navzdory velmi vysoké pevnosti
• Jednotné vlastnosti a výkon v AM
• Vynikající rozměrová schopnost v AM
• Důsledná chemická kontrola prášku
• Dobrá odolnost proti korozi
• Vysoká tvrdost udržuje ostré hrany nástrojů
• Schopnost složitých a komplexních geometrií z procesu AM

Kombinace těchto vlastností umožňuje funkční výkon v kritických komponentech v leteckém a kosmickém průmyslu, ve formách a zápustkách, v automobilovém průmyslu, ve strojírenství a v dalších významných průmyslových odvětvích.

Tepelné zpracování a opracování

Klíčovým krokem k dosažení optimálních vlastností maragingových ocelí je správné tepelné zpracování a stárnutí. Prášek MS1 vyžaduje optimalizované parametry tepelného zpracování pro aditivní výrobu a následné stárnutí.Maraging Steel MS1 Standardní tepelné zpracování

Krok	Teplota	Čas	Fáze/stav
1	1160-1200°C	Různé	Řešení
2	490°C	6 hodin	Stárnutí - tvoří se tvrdnoucí sraženiny
3	Ochlazení na pokojovou teplotu	–	Vzduch chladný nebo rychlejší

Doporučení pro zpracování AM

• Udržování teploty v komoře na 80-100 °C během sestavování.
• Použití podpůrných konstrukcí ukotvených do stavební desky
• Orientujte díly tak, aby bylo možné po procesu odstranit podpěru
• Obrábění povrchů ve stavu po dokončení stavby za účelem odstranění napětí před stárnutím.
• V případě potřeby použijte následné zpracování HIP (lisování za tepla).
• Pokud je nutné rozsáhlé obrábění, proveďte žíhání na frézce.

Typické parametry procesu AM

Parametr	Podrobnosti
Tloušťka vrstvy	20-50 μm
Výkon laseru	195-500 W
Rychlost skenování	800-3500 mm/s
Rozteč poklopů	60-120 μm
Teplota práškového lože	80-100°C

Pro dosažení plně hustých komponent MS1 při zachování vazby částic a optimalizované mikrostruktury pro následné zlepšení vlastností pomocí stárnutí je nutné specializované zpracování AM.

Aplikace práškové oceli MS1

Díky vysokému poměru pevnosti k hmotnosti, dobré lomové houževnatosti a možnosti použití ve složitých geometriích se maragingová ocel MS1 těší široké poptávce v kritických komerčních a obranných aplikacích, včetně:Typické aplikace dílů z maragingové oceli MS1

Průmysl	Komponenty	Hnací síly poptávky
Aerospace	Konstrukční kování, součásti motoru, podvozek, spojovací materiál	Vysoká pevnost, snížení hmotnosti, odolnost proti únavě
Nástroje pro průmyslové formy	Formy pro tlakové lití, vstřikovací formy, vyfukovací formy	Vysoká tvrdost, rozměrová stabilita, složité chladicí kanály
Automobilový průmysl	Hřídele, součásti motoru, obráběcí přípravky	Vysoká pevnost, únavová životnost
Ordnance	Tělesa střel, retenční komponenty	Velmi vysoká pevnost
Stroje	Válce, hřídele, součásti lisu, přípravky	Odolnost proti opotřebení, nosnost

In the aerospace sector, MS1 enables lighter weight airframe components and landing gear parts with equivalent or better mechanical performance compared to incumbent aerospace alloys. Production via AM facilitates complex optimized geometries not feasible with forging or casting processes used for conventional high-strength alloys.For metal injection molds and die casting dies, MS1 provides extreme pressure strength and long-term dimensional stability across hundreds of thousands of cycles along with integrated conformal cooling channels, lowering cycle times. Compared to tool steel molds prone to fatigue cracking and heat checking, MS1 molds offer higher production run lengths.Across automotive powertrain components subjected to cyclic loads and corrosive environments, MS1 demonstrates substantial durability and damage tolerance advantages over competing stainless or tool steel alloys. The high hardness outperforms lower strength alternatives for press dies and machining workholding fixtures as well.

Srovnávací vlastnosti vs. alternativy

Maraging steel MS1 představuje výrazné výhody ve vlastnostech oproti jiným kandidátským materiálům používaným v podobných aplikačních oblastech:Maraging Steel MS1 versus srovnávací materiály

Nástrojové oceli	Dobrý	Veletrh	Dobrý	Veletrh	Veletrh
Nerezové oceli	Veletrh	Vynikající	Veletrh	Vynikající	Vynikající
Titanové slitiny	Dobrý	Vynikající	Dobrý	Vynikající	Veletrh
Superslitiny	Vynikající	Veletrh	Dobrý	Veletrh	Veletrh

Diskuse o srovnávacích vlastnostech:Pokud jde o pevnost v tahu, maraging steel MS1 far exceeds aerospace aluminum grades, stainless steels, and even most tool steels except specialized cold-work tool steels. While titanium alloys and nickel superalloys can match the ultrahigh strengths of maraging, they lack the fracture toughness.For lomová houževnatost, MS1 demonstrates good resistance to crack growth and impact damage compared to high-strength materials like tool steels or superalloys which tend to be more brittle. However, titanium alloys and stainless steels provide better toughness.In únavová pevnost, MS1 překonává hliník, nerez, nástrojové oceli a dokonce soupeří s titanovými slitinami vynikající únavovou životností při cyklickém namáhání. To přináší výhody pro dynamické součásti.Odolnost proti korozi MS1 je mnohem lepší než nástrojové oceli a srovnatelná s nerezovými jakostmi řady 300, takže je vhodná do prostředí, kde by součásti z nástrojové oceli mohly rezivět.Svařitelnost is a key area where MS1 maraging grades shine compared to precipitation hardening stainless steels or age-hardened aluminum and titanium alloys. The low carbon and nickel alloying provides good weldability using several conventional and AM-based welding processes.On balance, MS1 presents highly competitive properties against incumbent materials used in similar engineering applications across aerospace, molds and dies, automotive, and general industrial sectors.

Analýza nákladů

Prášek z maragingové oceli MS1 nabízí vysoce hodnotný výkon, ale oproti běžněji používaným kovům je cenově zvýhodněn:Srovnání cen - Maraging Steel vs. alternativy

Materiál	Cena ($/kg)	Relativní cena
Maraging Steel MS1	$100-130	Vysoký
Nástrojová ocel (P20)	$12-15	Nízký
Nerezová ocel (316)	$8-12	Nízký
Hliníková slitina (6061)	$3-5	Velmi nízká
Slitina titanu (Ti64)	$80-100	Vysoký
Niklová superslitina (Inconel 718)	$90-120	Velmi vysoká

Cena maragingové oceli je podobná ceně titanových slitin kvůli vysokým požadavkům na kvalitu materiálu a je mnohem dražší než cena nástrojových nebo nerezových ocelí. Vysoká cena je však opodstatněná u kritických součástí, kde je vyžadován vyšší výkon v oblasti pevnosti, únavové životnosti, zachování tvrdosti a dalších vlastností.Nákladové faktory:

• Zpracování pomocí práškové metalurgie zvyšuje náklady oproti tepaným výrobkům
• Přísnější požadavky na chemii zvyšují výrobní náklady
• Relativně nižší objemy výroby ve srovnání s nerezovými ocelemi
• Vysoký podíl slitin zvyšuje náklady na materiálové vstupy
• Specializovaný proces tepelného zpracování zvyšuje náklady

Cenová přirážka omezuje použití na specifické aplikace vyžadující výjimečné vlastnosti. S vyššími objemy výroby způsobenými poptávkou po aditivní výrobě se však v budoucnu očekává určité snížení nákladů.

Dostupnost a dodavatelský řetězec

Zásoby práškové maraging oceli MS1 jsou celosvětově dodávány prostřednictvím distributorů specializované oceli a výrobců práškové kovové AM:Klíčoví dodavatelé práškové oceli MS1

Společnost	Umístění centrály	Klíčové země
Sandvik Osprey	Spojené království	Evropa, APAC
Tesařská technologie	USA	Severní Amerika
Höganäs	Švédsko	Evropa, Asie
Praxair	USA	Severní Amerika
Triton Alloys Inc.	Kanada	Severní Amerika
Pekingská technologie Xingrongyuan	Čína	Asie a Tichomoří

Custom variations of MS1 powder are also available for parameter optimization from leading metal AM system OEMs like GE Additive, EOS, 3D Systems, Renishaw, and more.Compared to widely mass-produced industrial alloys, maraging steel availability is lower volume but the expanding market is driven by high-performance applications in aerospace, defense, automotive, and industrial machinery sectors. Global supply chain logistics and localized production can meet rising demand from AM-enabled production.

Omezení a obavy

Přestože maraging steel MS1 vykazuje vynikající všestranné vlastnosti, existují určitá omezení:Omezení maragingové oceli MS1

Omezení	Popis
Vysoká cena	4-10x dražší než uhlíkové nebo nerezové oceli omezuje použití na kritické komponenty.
Nízká odolnost proti oxidaci	Nedoporučuje se pro dlouhodobé použití v oxidačním prostředí s teplotou nad 400 °C.
Vyžaduje řízenou atmosféru	Vyžaduje prostředí s nízkým obsahem kyslíku při stavbě AM
Nízká tepelná vodivost	Díly zpracované metodou AM mají nižší vodivost, která ovlivňuje výkonnostní limity.
Obavy o bezpečnost	Obsah kobaltu zvyšuje riziko ohrožení dýchacích cest
Obtížná recyklovatelnost	Složité složení představuje výzvu pro recyklaci

The pricing premium is the most prohibitive factor limiting universal adoption. Use cases are restricted to high-value applications where mechanical performance merits the cost.Oxidation resistance is inferior to nickel superalloys or stainless alloys due to lower chromium and aluminum content. Prolonged high temperature operation requires protective coatings or controlled environments.Processability for powder bed fusion AM requires low-oxygen chambers to prevent oxidation while cobalt content poses respiratory risks during powder handling needing safety controls.

Nejčastější dotazy

Otázka: Jaké jsou hlavní výhody oceli Maraging Steel MS1 pro aditivní výrobu?Odpověď: Mezi hlavní výhody patří velmi vysoké pevnosti přesahující 2450 MPa s dobrou lomovou houževnatostí, konzistentní a předvídatelné vlastnosti díky kontrolovanému složení prášku, vynikající rozměrová stabilita pro díly AM, vysoká tvrdost nad 56 HRC, která konkuruje nástrojovým ocelím pro obrábění za studena, tenčí stěny a nižší hmotnost, které jsou možné oproti hliníkovým dílům, schopnost vyrábět složité geometrie, lepší životnost než nástrojové oceli při cyklickém zatížení.Otázka: Jaký materiál má vlastnosti nejbližší maragingové oceli MS1?Odpověď: Z hlediska kombinace velmi vysoké pevnosti a dobré lomové houževnatosti jsou nejbližší alternativou slitiny titanu pro letecký průmysl, jako je Ti64 (Ti-6Al-4V). Ti64 má však vyšší hustotu 4,4 g/cc, zatímco MS1 poskytuje vyšší měrnou pevnost. Z hlediska zachování tvrdosti nad 56 HRC jsou nejbližší variantou nástrojové oceli pro obrábění za studena, které však mají nižší lomovou houževnatost.Otázka: V jakých průmyslových odvětvích se ocel Maraging Steel MS1 nejčastěji používá?Odpověď: Mezi klíčová průmyslová odvětví používající MS1 patří letecký průmysl pro letecké kování, součásti, spojovací materiál; nástroje pro formy, jako jsou vstřikovací formy, formy pro tlakové lití pro výrobu automobilů a dílů spotřební elektroniky; díly automobilových hnacích ústrojí, jako jsou hřídele, ozubená kola, součásti lisů; průmyslová zařízení, jako jsou potravinářské válce vyžadující odolnost proti korozi. Budoucí oblasti růstu zahrnují širší využití v konstrukcích vozidel, protetice a sportovních potřebách.Otázka: Vyžaduje MS1 před použitím tepelné zpracování?Odpověď: Ano, tepelné zpracování žíháním v roztoku a následným stárnutím je rozhodující pro dosažení velmi vysoké pevnosti nad 2450 MPa a tvrdosti nad 56 HRC prostřednictvím mechanismů precipitačního kalení. Optimalizované parametry pro stavbu AM v kombinaci s úpravou stárnutím vedou ke špičkovým mechanickým vlastnostem.Otázka: Můžete svařovat díly z maragingové oceli MS1?Odpověď: Ano, MS1 vykazuje dobrou svařitelnost srovnatelnou s nerezovými ocelemi řady 300, na rozdíl od tříd nerezu, které po svařování ztrácejí své vlastnosti. Doporučuje se použít přídavný materiál odpovídajícího složení a po svařování může být nutné ošetření stárnutím, aby se obnovily špičkové pevnosti v tepelně ovlivněné zóně.

Závěr

With its tailored chemistry and processing route enabling over 2450 MPa strength after age hardening, Maraging Steel MS1 powder presents game-changing capabilities for next-generation aerospace, automotive, mold tooling, and critical industrial applications.The ultrahigh strengths rival cold work tool steels while providing competitive toughness against titanium or nickel alloys, corrosion resistance close to 300-series stainless grades, plus easier weldability than other precipitation hardening alloys.Additive manufacturing using MS1 unlocks unprecedented component performance filtering down from defense and aerospace sectors as AM scales up across wider commercial and consumer applications. As higher volume production driven by industrial metal AM expands, Maraging Steel MS1 will secure itself as an advanced engineering material providing the backbone of mobility, infrastructure and modern technological progress.