Acero inoxidable 15-5PH Polvo
El polvo de acero inoxidable 15-5PH es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación que ofrece alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas. Se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren gran dureza, resistencia y resistencia a la corrosión, como las industrias aeroespacial, automovilística, petrolera y del gas, naval, médica, alimentaria y de herramientas.
Algunas propiedades y características clave del polvo de acero inoxidable 15-5PH son:
- Alta resistencia y dureza - Alcanza una alta resistencia a la tracción de hasta 200 ksi tras el tratamiento térmico
- Excelente resistencia a la corrosión - Más resistente que los grados martensíticos convencionales
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Índice
Visión general
Polvo de acero inoxidable 15-5PH es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación que ofrece alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y excelentes propiedades mecánicas. Se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren gran dureza, resistencia y resistencia a la corrosión, como las industrias aeroespacial, del automóvil, del petróleo y el gas, naval, médica, alimentaria y de herramientas.
Algunas propiedades y características clave del polvo de acero inoxidable 15-5PH son:
- Alta resistencia y dureza - Alcanza una alta resistencia a la tracción de hasta 200 ksi tras el tratamiento térmico
- Excelente resistencia a la corrosión - Más resistente que los grados martensíticos convencionales
- Buena tenacidad y ductilidad - Más fácil de mecanizar que otros grados PH
- Endurecimiento por precipitación - Desarrolla una alta resistencia mediante tratamiento térmico
- Buena estabilidad dimensional - Baja distorsión en comparación con otros polvos de acero inoxidable
- Disponible en diferentes variantes: polvo atomizado al vacío y polvo atomizado con gas.
Composición
El acero inoxidable 15-5PH obtiene sus propiedades únicas de su composición química. Tiene la siguiente composición nominal:
| Elemento | Gama de composición |
|---|---|
| Cromo (Cr) | 14.0-15.0% |
| Níquel (Ni) | 3.5-5.5% |
| Cobre (Cu) | 2.5-4.5% |
| Niobio (Nb) + Tántalo (Ta) | 0.15-0.45% |
| Silicio (Si) | 1,0% máx. |
| Manganeso (Mn) | 1,0% máx. |
| Carbono (C) | 0,07% máx |
| Azufre (S) | 0,030% máx |
| Fósforo (P) | 0,030% máx |
| Hierro (Fe) | Saldo |
La cantidad de cobre y niobio/tántalo son fundamentales para conseguir una respuesta óptima de endurecimiento por precipitación y propiedades mecánicas. Las adiciones de cromo y níquel también mejoran la resistencia a la corrosión.
Propiedades y características
Polvo de acero inoxidable 15-5PH ofrece una combinación única de propiedades que lo hacen adecuado para aplicaciones de alto rendimiento:
| Propiedades | Características |
|---|---|
| Propiedades físicas | Densidad: 7,8 g/cm3<br>Punto de fusión: 1400°C |
| Propiedades mecánicas | Resistencia a la tracción: 200 ksi<br>Límite elástico: 175 ksi<br>Alargamiento: 8% |
| Tratamiento térmico | Recocido por disolución a 1040°C, envejecido a 540°C |
| Resistencia a la corrosión | Mejor que los grados 410, 416, 420 |
| Trabajabilidad | Mecanizable con tratamiento térmico |
| Soldabilidad | Menor sensibilidad a la fisuración que el 17-4PH |
Aplicaciones y usos
Las propiedades únicas del polvo de acero inoxidable 15-5PH lo hacen adecuado para su uso en:
- Aeroespacial - Motores y componentes estructurales
- Automoción - Chasis de alta resistencia, piezas de suspensión
- Petróleo y gas - Equipos de cabeza de pozo, válvulas, bombas
- Marina - Ejes de hélice, accesorios, fijaciones
- Medicina - Instrumental quirúrgico, accesorios dentales
- Procesado de alimentos - Mezcladoras, transportadoras, moldes
- Nuclear - Elementos combustibles, equipos de manipulación
- Procesos químicos - Agitadores, recipientes de reacción
Ofrece el equilibrio adecuado de propiedades para superar a otros aceros inoxidables en estas aplicaciones.
Especificaciones del producto
El polvo de acero inoxidable 15-5PH está disponible comercialmente en diferentes gamas de tamaños, morfologías de partículas y según diversas especificaciones internacionales:
| Tipo | Tamaño de las partículas | Método de producción | Especificaciones |
|---|---|---|---|
| Grado fino | 15-45 μm | Gas atomizado | AMS 5643, ASTM A1009 |
| Grado grueso | 106-250 μm | Agua atomizada | A medida |
| Plasma girado | 45-150 μm | Plasma esferoidizado | A medida |
- Los polvos cumplen los requisitos químicos de AMS 5643 y ASTM A1009
- El polvo atomizado con gas tiene la morfología esférica preferida para la AM
- El polvo atomizado con agua tiene forma irregular para la PM convencional
- La esferoidización del plasma reduce los satélites y mejora el flujo
Proveedores y precios
15-5PH polvo de acero inoxidable está disponible de los principales proveedores mundiales, incluyendo:
| Proveedor | Precios |
|---|---|
| Sandvik Osprey | $50-$60 por kg |
| Hoganas | $45-$55 por kg |
| CNPC Polvo | $40-$50 por kg |
| Productos en polvo Carpenter | $60-$75 por kg |
- Los precios varían en función del volumen del pedido, la distribución granulométrica, la morfología del polvo, etc.
- Las muestras en pequeñas cantidades pueden pedirse directamente a los sitios web de los fabricantes
- Cantidades de producción enviadas normalmente por distribuidores regionales
Comparación con alternativas
15-5PH se compara con otros polvos de acero inoxidable como:
| Parámetro | 15-5PH | 17-4PH | 316L |
|---|---|---|---|
| Fuerza | Más alto | Alta | Medio |
| Ductilidad | Medio | Bajo | Alta |
| Resistencia a la corrosión | Bien | Mejor | Mejor |
| Coste | Medio | Alta | Bajo |
| Respuesta al tratamiento térmico | Excelente | Bien | Limitado |
| Soldabilidad | Mejor que 17-4PH | Pobre | Excelente |
Así pues, el 15-5PH ofrece el mejor equilibrio entre alta resistencia y buena resistencia a la corrosión, adecuado para la mayoría de las aplicaciones.
Limitaciones y desventajas
Como todos los materiales, el polvo 15-5PH tiene ciertas limitaciones:
- Coste más elevado que los aceros al carbono y las calidades inferiores
- Requiere tratamiento de recocido por disolución y envejecimiento
- Menor resistencia a la oxidación que los grados austeníticos
- Las soldaduras y la ZAT pueden necesitar un tratamiento térmico posterior.
- No apto para entornos altamente corrosivos - utilice 316L en su lugar
Preguntas frecuentes
¿Qué es el acero inoxidable 15-5PH?
El 15-5PH es un acero inoxidable martensítico de endurecimiento por precipitación que puede alcanzar una alta resistencia y dureza de hasta 200 ksi y HRC 44 mediante tratamiento térmico, conservando al mismo tiempo una buena resistencia a la corrosión y tenacidad.
¿Qué significa la designación de grado 15-5PH?
El 15 se refiere al contenido aproximado de cromo de 15%. El 5 se refiere al contenido de níquel de alrededor de 5%. El PH significa "Precipitation Hardening" (endurecimiento por precipitación), lo que indica que puede endurecerse mediante tratamiento térmico.
¿Qué es el endurecimiento por precipitación?
Se trata de un proceso de tratamiento térmico en el que finas partículas precipitan en el interior de la aleación durante el envejecimiento y actúan como obstáculos al movimiento de dislocación, aumentando así drásticamente la resistencia y la dureza.
¿Cuáles son las temperaturas típicas de tratamiento térmico del 15-5PH?
El recocido por disolución se realiza a 1040°C y el envejecimiento a 540°C durante 1-4 horas en función de la dureza deseada. Con ello se consigue una resistencia a la tracción >200 ksi.
¿Cuáles son las aplicaciones típicas del polvo 15-5PH?
Se utiliza ampliamente en las industrias aeroespacial, petrolera y del gas, automovilística, naval, médica, alimentaria y nuclear, es decir, en cualquier lugar que requiera alta resistencia, buena resistencia a la corrosión y estabilidad.
¿Qué rango de tamaño de partícula se utiliza en la AM metálica?
Para la fusión de lecho de polvo AM con láser o electrones, se recomienda generalmente un tamaño de partícula de 15-45 micras con morfología casi esférica para el polvo 15-5PH.
¿Es mecanizable el 15-5PH en estado tratado térmicamente?
Sí, el 15-5PH puede mecanizarse después del envejecimiento hasta alcanzar una alta resistencia, a diferencia de algunos grados PH. Sin embargo, se requieren herramientas adecuadas para el mecanizado de materiales endurecidos por precipitación.
¿Cuál es el precio habitual del polvo 15-5PH?
El polvo de 15-5PH de calidad industrial de los principales proveedores cuesta entre $40 y $75 por kg en función de la cantidad, las características de las partículas, etc. Los precios varían según los distintos proveedores.
¿Qué es más resistente a la corrosión, el 15-5PH o el 17-4PH?
El 15-5PH tiene mejor resistencia a la corrosión por picaduras y fisuras en ambientes con cloruros que el acero inoxidable 17-4PH debido a su menor contenido en cromo.
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