Acier Maraging 250 Poudre
Acier maraging 250 poudre est une poudre d'acier durcissable par précipitation qui peut être utilisée pour des applications d'impression 3D ou de fabrication additive. Elle présente une résistance et une ténacité excellentes, combinées à une bonne soudabilité et ductilité.
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier maraging 250 sont les suivantes :
Composition : Alliage fer-nickel avec 18-19% de nickel, 7-9% de cobalt, 3-5% de molybdène, 0,6-1,2% de titane et moins de 0,1% de carbone.
Densité : 8,1 g/cc
Point de fusion : 1480-1525°C
Résistance ultime à la traction : >250 ksi (>1723 MPa) à l'état vieilli
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Table des matières
Vue d'ensemble
Acier maraging 250 poudre est une poudre d'acier durcissable par précipitation qui peut être utilisée pour des applications d'impression 3D ou de fabrication additive. Elle présente une résistance et une ténacité excellentes, combinées à une bonne soudabilité et ductilité.
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier maraging 250 sont les suivantes :
Composition : Alliage fer-nickel avec 18-19% de nickel, 7-9% de cobalt, 3-5% de molybdène, 0,6-1,2% de titane et moins de 0,1% de carbone.
Densité : 8,1 g/cc
Point de fusion : 1480-1525°C
Résistance ultime à la traction : >250 ksi (>1723 MPa) à l'état vieilli
Élongation : 10-15% en état vieilli
Dureté : 50 HRC à l'état vieilli
L'acier maraging doit son nom aux effets combinés des éléments suivants transformation martensitique et vieillissement. La faible teneur en carbone permet la formation de martensite molle lors d'un refroidissement rapide. Le vieillissement ultérieur à 480-510°C permet une précipitation fine de phases intermétalliques, conférant une résistance et une ténacité substantielles.
La combinaison de ces propriétés fait que l'acier maraging convient aux produits nécessitant une résistance élevée, ainsi que de la ténacité et de la soudabilité. Le processus d'impression sur lit de poudre permet de fabriquer des pièces complexes.
Composition de la poudre d'acier maraging 250
Les aciers maraging ont de faibles concentrations en carbone, généralement inférieures à 0,1%. Cela empêche la formation de carbures pendant le vieillissement, ce qui peut rendre l'acier cassant.
La composition de la poudre d'acier maraging de grade 250 est la suivante :
Tableau 1 : Composition chimique de la poudre d'acier maraging 250
| Élément | Poids % |
|---|---|
| Nickel | 18-19 |
| Cobalt | 7-9 |
| Molybdène | 3-5 |
| Titane | 0.6-1.2 |
| Carbone | <0,1 |
| Le fer | Équilibre |
De petits ajouts de titane et d'aluminium sont effectués pour améliorer la réaction de durcissement. Le carbone est maintenu à un niveau inférieur à 0,1% pour éviter la précipitation indésirable de carbure.
La faible teneur en carbone et la teneur équilibrée en nickel et en cobalt permettent d'obtenir une excellente combinaison de résistance et de ténacité après le traitement de vieillissement.
Méthode de production de la poudre d'acier maraging 250
L'acier maraging est doublement fondu dans un four de fusion à induction sous vide afin de garantir le contrôle de la composition. La matière fondue est ensuite rapidement solidifiée en poudre grâce à un processus d'atomisation au gaz.
Tableau 2 : Méthode de production typique de la poudre d'acier maraging 250
| Étape | Détails |
|---|---|
| Fusion | Fusion par induction sous vide |
| Solidification rapide | Atomisation sous gaz inerte en poudre fine |
| Tamisage | Classification de la taille des particules |
| Sphérisation | Pour une meilleure fluidité de la poudre |
L'atomisation au gaz permet de contrôler la distribution de la taille et la morphologie de la poudre. Les particules de poudre sont généralement de forme sphérique, avec quelques satellites.
La gamme de taille typique est de 15 à 45 microns, mais des tailles plus petites ou plus grandes sont également produites en fonction des exigences de l'application.
Propriétés de Acier Maraging 250 Poudre
L'acier maraging combine une bonne usinabilité à l'état recuit avec une très haute résistance à l'état vieilli. Il présente également une excellente ténacité pour un acier de cette classe de résistance.
Tableau 3 : Aperçu des propriétés de la poudre d'acier maraging 250 dans différentes conditions
| Propriété | Telle que consolidée | Vieillissement |
|---|---|---|
| Limite d'élasticité | ~100 ksi | >250 ksi |
| Résistance à la traction | 120-140 ksi | >260 ksi |
| Élongation | 20-25% | 8-15% |
| Dureté | 30 HRC | 50 HRC |
| Solidité | Excellent | Bon |
Ses propriétés le rendent parfaitement adapté à une utilisation en l'état ou avec un traitement thermique. Les pièces peuvent être facilement usinées après l'impression, puis vieillies pour acquérir une résistance substantielle.
Traitement thermique de l'acier maraging 250 Powder
Pour atteindre sa résistance maximale, l'acier maraging doit subir un traitement thermique approprié. La procédure standard est la suivante :
- Solutionner : Chauffer à 820-840°C, maintenir pendant 1 à 2 heures, refroidir rapidement.
- Vieillissement : Chauffer à 480-510°C, maintenir 3-6 heures, refroidir à l'air.
La mise en solution forme la martensite par chauffage dans le champ de phase de l'austénite suivi d'un refroidissement rapide. On obtient ainsi une phase molle prête à subir des transformations au cours du vieillissement.
Le vieillissement entraîne la formation de précipités intermétalliques dans la matrice de martensite. Cela entraîne une augmentation substantielle de la résistance. Une durée et une température de vieillissement adéquates sont cruciales.
Principales applications de la poudre d'acier maraging 250
La combinaison de ces propriétés fait que l'acier maraging convient à diverses applications exigeantes :
Tableau 4 : Aperçu des principales applications de la poudre d'acier maraging 250
| L'industrie | Applications | Avantages |
|---|---|---|
| Aérospatiale | Aubes de turbines, composants de moteurs | Haute résistance, ténacité à la rupture |
| Automobile | Châssis, composants de la transmission | Résistance, soudabilité |
| Outillage | Moules d'injection, matrices de formage | Haute résistance, stabilité dimensionnelle |
| Ingénierie générale | Arbres, carters, fixations | Force, ténacité |
- Les très hautes résistances obtenues permettent de l'utiliser pour des pièces critiques supportant des charges statiques et dynamiques.
- L'excellente ténacité réduit le risque de rupture soudaine.
- Bonne usinabilité à l'état recuit. Les formes complexes peuvent être usinées après l'impression.
- Peut être soudé pour assembler des composants de grande taille.
- La faible dilatation thermique permet un excellent contrôle dimensionnel pour les applications d'outillage.
Spécifications et normes
L'acier maraging grade 250 est conforme aux spécifications suivantes :
Tableau 5 : Spécifications et normes pour l'acier maraging grade 250 en poudre
| Standard | Désignation | Pays |
|---|---|---|
| ASTM | A743 | ÉTATS-UNIS |
| FR | 1.2709 | L'Europe |
Notes standard équivalentes dans d'autres pays :
- Japon : JIS G4805-SUH850
- Chine : GB 8162-99
- Russie : EP741N
Comme il s'agit d'un matériau relativement nouveau, les spécifications de l'acier maraging continuent d'évoluer. Des nuances personnalisées sont souvent produites pour des applications spécifiques.
Fournisseurs et prix
La poudre d'acier maraging 250 peut être obtenue auprès des principaux fournisseurs suivants :
Tableau 6 : Aperçu de quelques fournisseurs de poudre d'acier maraging 250 et prix approximatifs
| Entreprise | Marques | Prix |
|---|---|---|
| Sandvik | Osprey 250 | $100+/kg |
| EOS | Acier maraging MS1 | $90+/kg |
| Charpentier | Custom 450 | $110+/kg |
| Praxair | Mara 250 | $120+/kg |
- Les prix varient de $90 à 120+ par kg en fonction du volume de la commande et de la composition chimique exacte.
- Des alliages personnalisés, adaptés aux exigences des applications, sont également disponibles.
- De petits échantillons peuvent être achetés en ligne auprès des entreprises de matériaux d'impression 3D.
Comparaison avec les alternatives
Tableau 7 : Comparaison de l'acier maraging 250 avec des matériaux alternatifs
| Propriété | Acier maraging 250 | 17-4PH Inox | Inconel 718 | Titane Ti64 |
|---|---|---|---|---|
| Densité | 8,1 g/cc | 7,8 g/cc | 8,2 g/cc | 4,4 g/cc |
| Résistance à la traction | >260 ksi | 190 ksi | 190 ksi | 130 ksi |
| Élongation | 8-15% | 12-20% | 19-29% | 10-25% |
| Résistance à la corrosion | Modéré | Très bon | Excellent | Excellent |
| Propriétés thermiques | Moyenne | Pauvre | Bon | Moyenne |
| Coût | Haut | Modéré | Très élevé | Modéré |
Avantages de l'acier maraging 250 :
- Résistance maximale à l'impression
- Excellente résistance à la rupture
- Bonne usinabilité et soudabilité
- Stabilité dimensionnelle lors du traitement thermique
Cons :
- Résistance à la corrosion inférieure à celle de l'acier inoxydable ou des superalliages
- Coût plus élevé que les aciers comme le 17-4PH
- Capacité de température inférieure à celle des alliages de nickel
Globalement, l'acier maraging 250 offre la meilleure combinaison de résistance ultra-élevée et de coût moyen par rapport aux autres solutions.
Conclusion
- Acier maraging 250 poudre peut atteindre des résistances à la traction exceptionnelles de plus de 260 ksi après vieillissement.
- Il est largement utilisé pour les composants critiques dans l'aérospatiale, l'automobile, l'outillage et l'ingénierie générale.
- La composition équilibrée de nickel et de cobalt permet d'obtenir une combinaison optimale de résistance et de ténacité.
- Son excellente stabilité dimensionnelle pendant la mise en solution et le vieillissement le rend idéal pour les applications d'outillage.
- L'impression 3D sur lit de poudre permet désormais de fabriquer des pièces très complexes à l'aide de cette poudre d'acier très résistante.
FAQ
Qu'est-ce que la poudre d'acier maraging 250 ?
La poudre d'acier maraging 250 est un type de poudre métallique utilisé dans les processus de fabrication additive tels que l'impression 3D. Elle est composée d'acier maraging, connu pour sa résistance et sa ténacité exceptionnelles.
Quelles sont les principales propriétés de la poudre d'acier maraging 250 ?
L'acier maraging 250 en poudre est connu pour sa haute résistance, son excellente ténacité à la rupture et sa résistance à la corrosion. Il se caractérise également par sa capacité à être traité thermiquement pour atteindre une dureté encore plus élevée.
Quelles sont les applications de la poudre d'acier maraging 250 ?
Cette poudre est utilisée dans diverses industries, notamment l'aérospatiale, l'automobile et la médecine, pour produire des pièces et des composants qui nécessitent une résistance et une durabilité élevées. Les applications courantes comprennent les composants aérospatiaux, l'outillage et les implants médicaux.
Comment la poudre d'acier Maraging 250 est-elle traitée dans l'impression 3D ?
La poudre d'acier maraging 250 est généralement utilisée dans les procédés de fusion sur lit de poudre tels que la fusion sélective par laser (SLM) ou la fusion par faisceau d'électrons (EBM). Dans ces procédés, un laser ou un faisceau d'électrons à haute énergie est utilisé pour fondre et fusionner sélectivement les particules de poudre, couche par couche, afin de créer un objet en 3D.
Quels sont les avantages de l'utilisation de la poudre Maraging Steel 250 dans l'impression 3D ?
Parmi ses avantages, citons son rapport résistance/poids élevé, ses excellentes propriétés mécaniques et sa capacité à produire des géométries complexes. Il convient également à la production de pièces aux détails complexes.
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