Acier inoxydable 15-5PH Poudre
La poudre d'acier inoxydable 15-5PH est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation qui offre une grande solidité, une bonne résistance à la corrosion et d'excellentes propriétés mécaniques. Il est largement utilisé dans les applications nécessitant une dureté, une solidité et une résistance à la corrosion élevées, notamment dans l'aérospatiale, l'automobile, le pétrole et le gaz, la marine, le secteur médical, l'industrie alimentaire et l'outillage.
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier inoxydable 15-5PH sont les suivantes :
- Haute résistance et dureté - Atteint une haute résistance à la traction jusqu'à 200 ksi après traitement thermique
- Excellente résistance à la corrosion - Plus résistante que les nuances martensitiques conventionnelles
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Table des matières
Vue d'ensemble
Acier inoxydable 15-5PH poudre est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation qui offre une grande solidité, une bonne résistance à la corrosion et d'excellentes propriétés mécaniques. Il est largement utilisé dans les applications nécessitant une dureté, une solidité et une résistance à la corrosion élevées, notamment dans l'aérospatiale, l'automobile, le pétrole et le gaz, la marine, le secteur médical, l'industrie alimentaire et l'outillage.
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier inoxydable 15-5PH sont les suivantes :
- Haute résistance et dureté - Atteint une haute résistance à la traction jusqu'à 200 ksi après traitement thermique
- Excellente résistance à la corrosion - Plus résistante que les nuances martensitiques conventionnelles
- Bonne ténacité et ductilité - Plus facile à usiner que les autres grades PH
- Durcissement par précipitation - Développe une résistance élevée par traitement thermique
- Bonne stabilité dimensionnelle - Faible distorsion par rapport à d'autres poudres d'acier inoxydable
- Disponible en différentes variantes - poudre atomisée sous vide et poudre atomisée au gaz
Composition
L'acier inoxydable 15-5PH doit ses propriétés uniques à sa composition chimique. Sa composition nominale est la suivante :
| Élément | Gamme de composition |
|---|---|
| Chrome (Cr) | 14.0-15.0% |
| Nickel (Ni) | 3.5-5.5% |
| Cuivre (Cu) | 2.5-4.5% |
| Niobium (Nb) + Tantale (Ta) | 0.15-0.45% |
| Silicium (Si) | 1,0% max |
| Manganèse (Mn) | 1,0% max |
| Carbone (C) | 0,07% max |
| Soufre (S) | 0,030% max |
| Phosphore (P) | 0,030% max |
| Fer (Fe) | Équilibre |
La quantité de cuivre et de niobium/tantale est essentielle pour obtenir une réponse optimale au durcissement par précipitation et des propriétés mécaniques. Les ajouts de chrome et de nickel améliorent également la résistance à la corrosion.
Propriétés et caractéristiques
Acier inoxydable 15-5PH poudre offre une combinaison unique de propriétés qui le rendent adapté aux applications de haute performance :
| Propriétés | Caractéristiques |
|---|---|
| Propriétés physiques | Densité : 7,8 g/cm3<br>Point de fusion : 1400°C |
| Propriétés mécaniques | Résistance à la traction : 200 ksi<br>Limite d'élasticité : 175 ksi<br>Élongation : 8% |
| Traitement thermique | Recuit de mise en solution à 1040°C, vieillissement à 540°C |
| Résistance à la corrosion | Meilleur que les grades 410, 416, 420 |
| Aptitude au travail | Usinable à l'état traité thermiquement |
| Soudabilité | Sensibilité à la fissuration inférieure à celle du 17-4PH |
Applications et utilisations
Les propriétés uniques de la poudre d'acier inoxydable 15-5PH permettent de l'utiliser dans.. :
- Aérospatiale - Moteur et composants structurels
- Automobile - Châssis et pièces de suspension à haute résistance
- Pétrole et gaz - Équipements de tête de puits, vannes, pompes
- Marine - Arbres d'hélice, raccords, fixations
- Médical - Instruments chirurgicaux, appareils dentaires
- Agroalimentaire - Mélangeurs, convoyeurs, moules
- Nucléaire - Éléments combustibles, équipements de manutention
- Traitement chimique - Agitateurs, cuves de réaction
Il offre le bon équilibre de propriétés pour surpasser les autres aciers inoxydables dans ces applications.
Spécifications des produits
La poudre d'acier inoxydable 15-5PH est disponible dans le commerce dans différentes gammes de tailles, morphologies de particules et selon diverses spécifications internationales :
| Type | Taille des particules | Méthode de production | Spécifications |
|---|---|---|---|
| Catégorie fine | 15-45 μm | Gaz atomisé | AMS 5643, ASTM A1009 |
| Qualité grossière | 106-250 μm | Eau pulvérisée | Sur mesure |
| Plasma en rotation | 45-150 μm | Plasma sphéroïdisé | Sur mesure |
- Les poudres répondent aux exigences chimiques de l'AMS 5643 et de l'ASTM A1009.
- La poudre atomisée au gaz a une morphologie sphérique préférée pour l'AM
- La poudre atomisée à l'eau est de forme irrégulière pour les PM conventionnelles.
- La sphéroïdisation du plasma réduit les satellites et améliore le flux.
Fournisseurs et prix
La poudre d'acier inoxydable 15-5PH est disponible auprès des principaux fournisseurs mondiaux, notamment :
| Fournisseur | Fourchette de prix |
|---|---|
| Sandvik Osprey | $50-$60 par kg |
| Hoganas | $45-$55 par kg |
| Poudre CNPC | $40-$50 par kg |
| Produits en poudre pour charpentier | $60-$75 par kg |
- Les prix varient en fonction du volume de la commande, de la distribution de la taille des particules, de la morphologie de la poudre, etc.
- Des échantillons en petites quantités peuvent être commandés directement sur les sites web des fabricants.
- Quantités de production normalement expédiées par des distributeurs régionaux
Comparaison avec les alternatives
Le 15-5PH se compare à d'autres poudres d'acier inoxydable :
| Paramètres | 15-5PH | 17-4PH | 316L |
|---|---|---|---|
| La force | Le plus élevé | Haut | Moyen |
| Ductilité | Moyen | Faible | Haut |
| Résistance à la corrosion | Bon | Mieux | Le meilleur |
| Coût | Moyen | Haut | Faible |
| Réponse au traitement thermique | Excellent | Bon | Limitée |
| Soudabilité | Meilleur que le 17-4PH | Pauvre | Excellent |
Le 15-5PH offre donc le meilleur équilibre entre une haute résistance mécanique et une bonne résistance à la corrosion, ce qui convient à la plupart des applications.
Limites et inconvénients
Comme tous les matériaux, la poudre 15-5PH a certaines limites :
- Coût plus élevé que celui des aciers au carbone et des qualités inférieures
- Nécessite un recuit de mise en solution et un traitement de vieillissement
- Résistance à l'oxydation inférieure à celle des nuances austénitiques
- Les soudures et les HAZ peuvent nécessiter un traitement thermique après soudage.
- Ne convient pas aux environnements hautement corrosifs - utiliser 316L à la place
FAQ
Qu'est-ce que l'acier inoxydable 15-5PH ?
Le 15-5PH est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation qui peut atteindre une résistance élevée et une dureté allant jusqu'à 200 ksi et HRC 44 par traitement thermique, tout en conservant une bonne résistance à la corrosion et une bonne ténacité.
Que signifie la désignation du grade 15-5PH ?
Le chiffre 15 correspond à la teneur approximative en chrome de 15%. Le chiffre 5 correspond à la teneur en nickel, qui est d'environ 51 TTP3T. Le PH signifie "Precipitation Hardening" (durcissement par précipitation), ce qui indique qu'il peut être durci par traitement thermique.
Qu'est-ce que le durcissement par précipitation ?
Il s'agit d'un processus de traitement thermique au cours duquel de fines particules précipitent à l'intérieur de l'alliage pendant le vieillissement et agissent comme des obstacles au mouvement de dislocation, augmentant ainsi considérablement la résistance et la dureté.
Quelles sont les températures de traitement thermique typiques pour le 15-5PH ?
Le recuit de mise en solution est effectué à 1040°C et le vieillissement à 540°C pendant 1 à 4 heures en fonction de la dureté souhaitée. Cela permet d'obtenir une résistance à la traction supérieure à 200 ksi.
Quelles sont les applications typiques de la poudre 15-5PH ?
Il est largement utilisé dans les secteurs de l'aérospatiale, du pétrole et du gaz, de l'automobile, de la marine, de la médecine, de l'agroalimentaire et du nucléaire - partout où une grande solidité, une bonne résistance à la corrosion et une grande stabilité sont nécessaires.
Quelle est la gamme de tailles de particules utilisée dans l'AM des métaux ?
Pour la fusion AM sur lit de poudre à l'aide de lasers ou d'électrons, une granulométrie de 15 à 45 microns avec une morphologie presque sphérique est généralement recommandée pour la poudre 15-5PH.
Le 15-5PH est-il usinable à l'état traité thermiquement ?
Oui, le 15-5PH peut être usiné après avoir vieilli jusqu'à atteindre une résistance élevée, contrairement à certaines qualités de PH. Cependant, des outils appropriés sont nécessaires pour l'usinage des matériaux durcis par précipitation.
Quelle est la fourchette de prix habituelle de la poudre 15-5PH ?
La poudre de qualité industrielle 15-5PH des principaux fournisseurs coûte entre $40 et $75 par kg en fonction de la quantité, des caractéristiques des particules, etc. Les prix varient d'un fournisseur à l'autre.
Quelle est la meilleure résistance à la corrosion - 15-5PH ou 17-4PH ?
L'acier inoxydable 15-5PH présente une meilleure résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses dans les environnements contenant des chlorures que l'acier inoxydable 17-4PH, en raison de sa plus faible teneur en chrome.
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