Meilleure poudre d'acier inoxydable 316L pour l'impression 3D
La poudre d'acier inoxydable 316L est un matériau polyvalent et largement utilisé dans diverses industries. Ses propriétés uniques lui permettent d'être utilisé dans des applications allant de l'impression 3D aux implants biomédicaux. Dans cet article, nous allons explorer les caractéristiques, les utilisations, le processus de fabrication et les avantages de la poudre d'acier inoxydable 316L.
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Table des matières
Aperçu de la poudre d'acier inoxydable 316L
L'acier inoxydable 316L appartient à la classe des aciers inoxydables austénitiques. L'ajout de molybdène 2-3%, de nickel et de chrome confère une excellente résistance à la corrosion par piqûres et crevasses dans les environnements difficiles. Le "L" indique une teneur en carbone plus faible afin d'éviter la précipitation de carbure pendant le soudage.
Les principales caractéristiques de la poudre 316L sont les suivantes
- Excellente résistance à la corrosion dans les environnements difficiles
- Résistance élevée à l'oxydation et à la sulfuration à des températures élevées
- Très bonne soudabilité et formabilité
- Structure austénitique non magnétique
- Disponible dans une gamme de distributions de tailles de particules
La poudre 316L convient aux applications nécessitant une excellente résistance à la corrosion, comme le traitement chimique, les produits pharmaceutiques, les aliments et les boissons, les équipements marins et les implants biomédicaux. Cet article fournit un aperçu détaillé de la poudre 316L.
Composition chimique de la poudre 316L
La composition typique de la poudre 316L est la suivante
| Élément | Poids % |
|---|---|
| Fer (Fe) | Équilibre |
| Chrome (Cr) | 16-18% |
| Nickel (Ni) | 10-14% |
| Molybdène (Mo) | 2-3% |
| Manganèse (Mn) | ≤ 2% |
| Silicium (Si) | ≤ 1% |
| Carbone (C) | ≤ 0,03% |
| Phosphore (P) | ≤ 0,045% |
| Soufre (S) | ≤ 0,03% |
Le nickel renforce la résistance à la corrosion, tandis que le molybdène améliore la résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses dans les environnements contenant des chlorures. La faible teneur en carbone évite la précipitation de carbure pendant le soudage.
Propriétés de la poudre 316L
La poudre 316L possède les propriétés suivantes :
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 7,9-8,1 g/cm3 |
| Point de fusion | 1370-1400°C |
| Conductivité thermique | 16 W/mK |
| Résistivité électrique | 0,75 μΩ.cm |
| Module de Young | 190-210 GPa |
| Rapport de Poisson | 0.27-0.30 |
| Résistance à la traction | 485-620 MPa |
| Limite d'élasticité | 170-310 MPa |
| Élongation | 40-50% |
| Dureté | 79-95 HRB |
Le 316L offre une excellente résistance à la corrosion combinée à une bonne aptitude au formage et à la soudure. La structure austénitique offre une bonne ténacité et une bonne ductilité.
Méthode de production de la poudre 316L
Les méthodes courantes de production de la poudre 316L sont les suivantes :
- Atomisation des gaz - Des jets de gaz inertes désintègrent le flux d'alliage 316L fondu en poudres sphériques fines avec une distribution de taille contrôlée.
- Atomisation de l'eau - Le jet d'eau à haute pression percute et désintègre le métal en fusion pour produire de fines particules de poudre irrégulière.
- Alliage mécanique - Broyage de poudres élémentaires mélangées, suivi d'un frittage et d'une atomisation secondaire.
L'atomisation au gaz permet un excellent contrôle des caractéristiques des particules telles que la taille, la forme, le ramassage de l'oxygène et la microstructure.
Applications de la poudre 316L
Les applications typiques de la poudre 316L comprennent
- Fabrication additive - Les procédés de fusion sur lit de poudre et de projection de liant utilisent la poudre 316L pour les pièces chimiques, marines et biomédicales.
- Moulage par injection de métal - Pour la fabrication de petits composants complexes nécessitant une résistance à la corrosion.
- Revêtements par pulvérisation thermique - Dépôt par pulvérisation d'arc électrique pour produire des revêtements protecteurs dans des environnements difficiles.
- Consommables de soudage - Utilisé comme matériau d'apport pour l'assemblage de composants en 316L, il offre une excellente résistance à la soudure.
- Traitement chimique - Récipients, plateaux et paniers pour la métallurgie des poudres utilisés dans les industries chimiques et pharmaceutiques.
Spécifications de la poudre 316L
La poudre 316L est disponible dans différentes gammes de tailles, formes et niveaux de pureté :
- Taille des particules : De 10 à 45 μm pour les méthodes AM, jusqu'à 150 μm pour les procédés de pulvérisation thermique.
- Morphologie : Formes de particules sphériques, irrégulières et mélangées. La poudre sphérique lisse permet un écoulement optimal.
- La pureté : De la pureté commerciale à la pureté élevée (99,9%), adaptées aux exigences de l'application.
- Teneur en oxygène : Les niveaux sont maintenus à 100-1000 ppm pour la plupart des applications.
- Débit : Poudre personnalisée pour les débits supérieurs à 25 s/50 g.
Fournisseurs mondiaux de poudre 316L
Parmi les principaux fournisseurs mondiaux de poudre de 316L, on peut citer
- Sandvik Osprey (Royaume-Uni)
- Hoganas (Suède)
- Carpenter Powder Products (États-Unis)
- Praxair (USA)
- Oerlikon Metco (Suisse)
- LPW Technology (Royaume-Uni)
Ces entreprises produisent différentes qualités de poudre 316L adaptées à la fabrication additive, à la pulvérisation thermique, au moulage par injection de métal et à d'autres applications.
Prix de la poudre 316L
Les prix de la poudre 316L dépendent de facteurs tels que
- Niveaux de pureté
- Caractéristiques des particules
- Quantité commandée
- Traitement supplémentaire
- Fabricant et localisation géographique
| Grade | Fourchette de prix |
|---|---|
| Commercial | $15-25 par kg |
| Haute pureté | $25-50 par kg |
| Ultrafine | $50-120 par kg |
| Catégorie spéciale | $120-250 par kg |
Les poudres de haute pureté, atomisées au gaz et de taille de particule contrôlée, sont beaucoup plus chères que les poudres de qualité commerciale 316L.
Stockage et manipulation de la poudre 316L
La poudre 316L doit être manipulée avec précaution :
- Empêche le contact avec l'humidité, les acides, etc. entraînant la corrosion
- Éviter l'accumulation de poudres fines pour minimiser le risque d'explosion de poussières.
- Utiliser une ventilation adéquate et des EPI lors de la manipulation de poudres fines.
- Suivre les pratiques recommandées dans les FDS des fournisseurs
- Stocker les récipients scellés dans une atmosphère sèche et inerte.
Des mesures de protection appropriées doivent être prises lors de la manipulation de poudres d'alliages réactifs comme le 316L.
Inspection et test de la poudre 316L
Principaux tests de contrôle de la qualité effectués sur la poudre 316L :
- Analyse chimique par OES ou XRF pour s'assurer que la composition se situe dans les limites spécifiées
- Distribution de la taille des particules selon la norme ASTM B822
- Analyse morphologique par imagerie MEB
- Débit de poudre mesuré selon la norme ASTM B213
- Détermination de la densité par pycnométrie à l'hélium
- Contrôle des impuretés par ICP-MS
- Caractérisation de la microstructure par diffraction des rayons X
Des tests approfondis garantissent que la poudre présente les caractéristiques chimiques, physiques et microstructurelles requises pour l'application envisagée.
Comparaison entre les poudres d'acier inoxydable 316L et 304L
Comparaison des poudres d'acier inoxydable 316L et 304L :
| Paramètres | 316L | 304L |
|---|---|---|
| Composition | Fe-Cr-Ni-Mo | Fe-Cr-Ni |
| Résistance à la corrosion | Beaucoup mieux | Bon |
| Coût | Plus élevé | Plus bas |
| Résistance à la température | Mieux | Bon |
| Soudabilité | Excellent | Excellent |
| Disponibilité | Modéré | Excellent |
| Applications | Marine, industrie chimique | Produits de consommation, appareils ménagers |
Le 316L offre une bien meilleure résistance à la corrosion, tandis que le 304L est plus économique pour les applications moins exigeantes.
FAQ sur la poudre 316L
Q : Comment la poudre d'acier inoxydable 316L est-elle produite ?
R : La poudre de 316L est produite commercialement par atomisation au gaz, atomisation à l'eau et alliage mécanique suivi d'un frittage. L'atomisation au gaz offre le meilleur contrôle des caractéristiques de la poudre.
Q : Quelles sont les principales applications de la poudre 316L ?
R : Les principales applications de la poudre 316L comprennent la fabrication additive, le moulage par injection de métal, les revêtements par pulvérisation thermique et les pièces de métallurgie des poudres pour les industries chimiques, marines, pharmaceutiques et alimentaires qui ont besoin d'une excellente résistance à la corrosion.
Q : Quelle est la taille de poudre 316L recommandée pour le binder jetting AM ?
R : Pour le processus de projection de liant, la taille typique de la poudre 316L est de 20 à 45 microns avec une morphologie sphérique pour une densité optimale du lit de poudre et l'infiltration du liant.
Q : La poudre 316L nécessite-t-elle des précautions particulières de manipulation ?
R : Oui, le 316L est une poudre d'alliage réactive et doit être manipulé avec précaution dans une atmosphère inerte et une humidité contrôlée, en utilisant une mise à la terre, une ventilation et un EPI appropriés.
Q : Où puis-je acheter de la poudre 316L adaptée aux implants biomédicaux ?
R : Il est possible d'acheter de la poudre 316L de haute pureté, atomisée au gaz et répondant aux spécifications biomédicales, auprès de fabricants de premier plan tels que Sandvik Osprey, Hoganas, Carpenter Powder Products et LPW Technology.
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