Polvo de acero inoxidable 316L
Polvo de acero inoxidable 316L(ss316L) 316L es un grado de acero inoxidable, que se clasifica según la estructura metalográfica y pertenece al acero inoxidable austenítico.
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Índice
Descripción general del polvo de acero inoxidable 316L
316L es un polvo de acero inoxidable austenítico ampliamente utilizado en la fabricación aditiva para producir piezas resistentes a la corrosión con buenas propiedades mecánicas y soldabilidad. Este artículo proporciona una guía detallada sobre el polvo 316L.
Los aspectos clave cubiertos incluyen composición, propiedades, parámetros del proceso de fabricación aditiva, aplicaciones, especificaciones, proveedores, manipulación, métodos de inspección, comparaciones con alternativas, pros y contras y preguntas frecuentes. Las tablas se utilizan para presentar información en un formato de fácil consulta.
Composición del polvo de acero inoxidable 316L
La composición del polvo de acero inoxidable 316L es:
| Elemento | Peso % | Propósito |
|---|---|---|
| Hierro | Saldo | Elemento principal de la matriz |
| Cromo | 16-18 | Resistencia a la corrosión |
| Níquel | 10-14 | Estabilizador de austenita |
| Molibdeno | 2-3 | Resistencia a la corrosión |
| Manganeso | <2 | Desoxidante |
| Silicio | <1 | Desoxidante |
| Carbono | <0,03 | Evite la precipitación de carburo |
El alto contenido de cromo y níquel proporciona resistencia a la corrosión, mientras que el bajo contenido de carbono minimiza la precipitación de carburo.
Propiedades del polvo de acero inoxidable 316L
Las propiedades clave del polvo 316L incluyen:
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Resistencia a la corrosión | Excelente resistencia a la corrosión por picaduras y grietas |
| Fuerza | Resistencia a la tracción hasta 620 MPa |
| Soldabilidad | Fácilmente soldable y menos propenso a la sensibilización. |
| Fabricabilidad | Se forma fácilmente en formas complejas |
| Biocompatibilidad | Seguro para el contacto con el cuerpo humano. |
| Resistencia a la temperatura | Resistente hasta 900°C en ambientes oxidantes. |
Estas propiedades hacen que el 316L sea adecuado para entornos hostiles y corrosivos.
Parámetros del proceso AM para polvo 316L
Los parámetros típicos para imprimir polvo 316L incluyen:
| Parámetro | Valor típico | Propósito |
|---|---|---|
| Altura de la capa | 20-100 μm | Equilibrar velocidad y resolución |
| Potencia del láser | 150-350 vatios | Condición de fusión sin vaporización. |
| Velocidad de exploración | 200-1200 mm/s | Densidad frente a ritmo de construcción |
| Distancia entre escotillas | 100-200 μm | Propiedades mecánicas |
| Admite | Árbol/celosía mínimos | Voladizos, canales internos. |
| Prensado isostático en caliente | 1150°C, 100 MPa, 3 horas | Eliminar la porosidad |
Parámetros adaptados a la densidad, microestructura, tasa de producción y necesidades de posprocesamiento.
Aplicaciones de piezas 316L impresas en 3D
Los componentes AM 316L se utilizan en:
| Industria | Aplicaciones |
|---|---|
| Aeroespacial | Soportes estructurales, paneles, carcasas. |
| Automoción | Carcasas de turbinas, impulsores, válvulas. |
| Química | Bombas, válvulas, recipientes de reacción |
| Petróleo y gas | Herramientas de fondo de pozo, colectores, bridas. |
| Biomédica | Implantes dentales, ortopédicos, herramientas quirúrgicas. |
Los beneficios frente al 316L forjado incluyen geometrías complejas, menor número de piezas y desarrollo acelerado de productos.
Especificaciones del polvo 316L para AM
El polvo 316L debe cumplir especificaciones estrictas:
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Gama de tamaños de partículas | 15-45 μm típico |
| Forma de las partículas | Morfología esférica |
| Densidad aparente | > 4 g/cc |
| Densidad del grifo | > 6 g/cc |
| Caudal Hall | > 23 seg para 50 g |
| Pureza | >99,9% |
| Contenido de oxígeno | <1000 ppm |
Distribuciones de tamaño personalizadas y composición controlada disponibles.
Proveedores de polvo de acero inoxidable 316L
Los proveedores acreditados de polvo 316L incluyen:
| Proveedor | Ubicación |
|---|---|
| Sandvik Osprey | REINO UNIDO |
| Aditivo para carpinteros | EE.UU. |
| Tecnología LPW | REINO UNIDO |
| Erasteel | Suecia |
| Materiales críticos | EE.UU. |
| Praxair | EE.UU. |
Los precios oscilan entre $50/kg y $120/kg según consideraciones de calidad y volúmenes de pedidos.
Manipulación y almacenamiento de polvo 316L
Como material reactivo, es esencial una manipulación cuidadosa del polvo 316L:
- Almacene los recipientes sellados lejos de la humedad, ácidos y fuentes de ignición.
- Utilice relleno de gas inerte durante el transporte y almacenamiento.
- Conecte a tierra los equipos para disipar las cargas estáticas
- Evite la acumulación de polvo mediante extracción y ventilación.
- Seguir las precauciones de la ficha de datos de seguridad
Las técnicas adecuadas garantizan una condición óptima del polvo.
Inspección y ensayo de polvo 316L
Los métodos de comprobación de la calidad incluyen:
| Método | Parámetros probados |
|---|---|
| Análisis granulométrico | Distribución granulométrica |
| Imágenes SEM | Morfología de las partículas |
| EDX | Química y composición |
| DRX | Fases presentes |
| Picnometría | Densidad |
| Caudal Hall | Fluidez del polvo |
Las pruebas según las normas ASTM verifican la calidad del polvo y la consistencia de los lotes.
Comparación del 316L con polvos de aleación alternativos
316L se compara con otras aleaciones como:
| Aleación | Resistencia a la corrosión | Fuerza | Coste | Imprimibilidad |
|---|---|---|---|---|
| 316L | Excelente | Medio | Medio | Excelente |
| 17-4PH | Bien | Alta | Medio | Bien |
| IN718 | Bien | Muy alta | Alta | Feria |
| CoCr | Feria | Medio | Medio | Bien |
Con sus propiedades equilibradas, el 316L es muy versátil para componentes AM de tamaño pequeño y mediano que necesitan resistencia a la corrosión.
Pros y contras del polvo 316L para AM
| Pros | Contras |
|---|---|
| Excelente resistencia a la corrosión y biocompatibilidad | Menor resistencia a altas temperaturas que las aleaciones. |
| Fácilmente soldable y mecanizable | Susceptible a la porosidad durante la impresión. |
| Ventaja de costos sobre aleaciones exóticas | Propenso al agrietamiento térmico |
| Puede igualar las propiedades del material forjado | Postprocesamiento requerido como HIP |
| Gama de proveedores disponibles | Menor dureza que las aleaciones endurecidas por precipitación. |
316L proporciona un rendimiento versátil a un costo moderado, aunque con requisitos de procesamiento controlados.
Preguntas frecuentes sobre el polvo de acero inoxidable 316L
P: ¿Qué rango de tamaño de partículas funciona mejor para imprimir aleación 316L?
R: Un rango típico es de 15 a 45 micrones. Proporciona una buena fluidez del polvo combinada con alta resolución y densidad.
P: ¿Qué métodos de posprocesamiento se utilizan en las piezas 316L AM?
R: El prensado isostático en caliente, el tratamiento térmico, el mecanizado de superficies y el electropulido son métodos comunes para lograr una densificación total y un acabado superficial.
P: ¿Qué proceso de impresión 3D de metal es ideal para la aleación 316L?
R: Regularmente se utilizan todos los principales procesos de fusión en lecho de polvo, incluida la fusión selectiva por láser (SLM), la sinterización directa de metales por láser (DMLS) y la fusión por haz de electrones (EBM).
P: ¿Qué industrias utilizan componentes 316L fabricados aditivamente?
R: Las industrias aeroespacial, automotriz, biomédica, de hardware marino, de procesamiento químico y de petróleo y gas se benefician de las piezas 316L impresas en 3D.
P: ¿El 316L requiere estructuras de soporte durante la impresión 3D?
R: Sí, las estructuras de soporte son esenciales en los voladizos y las secciones con puentes para evitar la deformación y permitir una fácil extracción después de la impresión.
P: ¿Qué defectos pueden ocurrir al imprimir polvo 316L?
R: Los defectos potenciales son porosidad, agrietamiento, distorsión, falta de fusión y rugosidad de la superficie. La mayoría se puede prevenir con parámetros optimizados.
P: ¿Cuál es la diferencia clave entre las aleaciones 316 y 316L?
R: 316L tiene un menor contenido de carbono (0,03% máx.), lo que mejora la resistencia a la corrosión y elimina la dañina precipitación de carburo durante la soldadura.
P: ¿Cómo se comparan las propiedades del 316L impreso con las de la aleación forjada?
R: Con parámetros optimizados, los componentes AM 316L pueden lograr propiedades mecánicas iguales o superiores a sus contrapartes forjadas procesadas convencionalmente.
P: ¿Qué densidad se puede esperar de las piezas 316L impresas en 3D?
R: Se puede lograr una densidad superior a 99% para 316L con parámetros ideales adaptados a la aleación, que coinciden con las propiedades del material forjado.
P: ¿Qué acabado se aplica normalmente a las piezas 316L AM?
R: El mecanizado de flujo abrasivo, el mecanizado CNC y el electropulido son procesos de acabado comunes para eliminar la rugosidad de la superficie y lograr las tolerancias requeridas.
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