Acier inoxydable 420 Poudre
La poudre d'acier inoxydable 420 est un acier inoxydable martensitique sous forme de poudre. Il présente une dureté élevée et une résistance modérée à la corrosion, ce qui le rend adapté aux applications d'outillage nécessitant une résistance élevée à l'usure.
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier inoxydable 420 sont les suivantes :
- Dureté élevée et résistance à l'usure
- Résistance modérée à la corrosion
- Peut être traité thermiquement pour augmenter la dureté
- Bonne stabilité dimensionnelle à l'état durci
- Disponible en différentes distributions de tailles de particules
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Table des matières
Vue d'ensemble
La poudre d'acier inoxydable 420 est un acier inoxydable martensitique sous forme de poudre. Il présente une dureté élevée et une résistance modérée à la corrosion, ce qui le rend adapté aux applications d'outillage nécessitant une résistance élevée à l'usure.
Les principales propriétés et caractéristiques de la poudre d'acier inoxydable 420 sont les suivantes :
- Dureté élevée et résistance à l'usure
- Résistance modérée à la corrosion
- Peut être traité thermiquement pour augmenter la dureté
- Bonne stabilité dimensionnelle à l'état durci
- Disponible en différentes distributions de tailles de particules
La poudre d'acier inoxydable 420 est un matériau idéal pour la fabrication de composants d'outillage, de pièces d'usure et d'autres applications nécessitant une dureté, une solidité et une résistance à la corrosion grâce aux techniques de la métallurgie des poudres.
Composition
La composition chimique de la poudre d'acier inoxydable 420 est la suivante :
| Élément | Composition (%) |
|---|---|
| Carbone (C) | 0.15 – 0.40 |
| Manganèse (Mn) | 1,00 max |
| Phosphore (P) | 0,04 max |
| Soufre (S) | 0,03 max |
| Silicium (Si) | 1,00 max |
| Chrome (Cr) | 12.00 – 14.00 |
| Molybdène (Mo) | 1,00 max |
| Fer (Fe) | Équilibre |
L'élément d'alliage clé est le chrome, qui offre une résistance à la corrosion en formant une couche superficielle protectrice d'oxyde de chrome. Le carbone est ajouté pour augmenter la dureté par la formation de martensite lors du traitement thermique.
Propriétés et caractéristiques
La poudre d'acier inoxydable 420 offre les propriétés suivantes :
Propriétés mécaniques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 7,70-8,03 g/cm3 |
| Dureté | 46-55 HRC (recuit)<br>52-57 HRC (trempé et revenu) |
| Résistance à la rupture transversale | 186-310 MPa (27-45 ksi) |
| Résistance à la traction | 760-860 MPa (110-125 ksi) |
| Élongation | 12-20% |
| Microstructure | Martensite trempée |
Propriétés physiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Point de fusion | 1400-1450°C (2550-2640°F) |
| Conductivité thermique | 24 W/mK |
| Résistivité électrique | 0,65 x 10-6 Ω.m |
Résistance à la corrosion
Traitée thermiquement et passivée, la poudre d'acier inoxydable 420 offre une résistance à la corrosion adaptée :
- Acides et bases modérément oxydants à légèrement réducteurs
- Atmosphères extérieures douces et applications contenant de l'eau douce
Le traitement thermique augmente la résistance à l'usure mais diminue la résistance à la corrosion par rapport à l'état recuit.
Distribution de la taille des particules
La poudre d'acier inoxydable 420 est disponible en différentes distributions de taille de particules, y compris :
| Taille des mailles | Taille des particules (microns) |
|---|---|
| -100 Maille | 149 microns minimum |
| -200 Maille | 74 microns minimum |
| -325 Maille | 45 microns minimum |
| -400 Maille | 38 microns minimum |
| 10-45 Microns | 10-45 microns |
Les mailles les plus fines permettent d'obtenir des densités de remplissage plus élevées et un meilleur état de surface. Les mailles plus grossières améliorent la fluidité. La taille appropriée dépend de la pièce finale et du processus de fabrication.
La poudre d'acier inoxydable 420 atomisée au gaz présente une morphologie très sphérique, idéale pour les applications de métallurgie des poudres.
Applications de la poudre d'acier inoxydable 420
Grâce à ses propriétés, la poudre d'acier inoxydable 420 a de nombreuses applications dans toutes les industries :
Automobile et transports
- Soupapes du moteur
- Bagues de retenue des ressorts de soupapes
- Bandes de transmission, embrayages, disques d'embrayage
- Clips à ressort
- Goujons à billes
Biens de consommation
- Pièces d'équipement pour l'industrie alimentaire telles que les lames et les accouplements
- Couverts
- Mélangeurs
- Ciseaux
- Des couteaux
Industriel
- Pièces d'engrenage
- Bagues
- Arbres de prise de force
- Pièces pour la robotique
- Moules pour matières plastiques
- Matrices de dessin
Médical et dentaire
- Instruments dentaires et chirurgicaux tels que scalpels, pinces, clamps
- Fils orthodontiques
- Broches chirurgicales et implants orthopédiques
Parmi les autres applications tirant parti des propriétés équilibrées de la poudre d'acier inoxydable 420 figurent les composants aérospatiaux, les articles de sport, l'outillage pour le travail du textile et du verre, les fixations, les plaques d'usure et les applications militaires telles que les canons de fusil.
Il peut être utilisé dans la fabrication additive pour fabriquer directement des composants métalliques fonctionnels denses. Par rapport à d'autres poudres d'acier inoxydable, il offre une combinaison optimale de dureté, de solidité et de résistance à la corrosion.
Fabrication à partir de poudre d'acier inoxydable 420
La poudre d'acier inoxydable 420 est transformée en composants par des techniques de métallurgie des poudres :
Étape 1 : Le compactage - La poudre est introduite dans la cavité d'une matrice et comprimée à haute pression en un compact "vert", généralement de 55 MPa à 600 MPa. Cette opération peut être réalisée par pressage uniaxial, pressage isostatique à froid ou moulage par injection de métal.
Étape 2 : Frittage - Le compact vert est ensuite chauffé jusqu'à 0,7 à 0,9 fois le point de fusion pour fusionner les particules par diffusion en une masse dense aux propriétés mécaniques améliorées par rapport au compact vert. Le frittage active la diffusion pour réduire la porosité, chasser les lubrifiants et unifier la structure.
Étape 3 : Traitement supplémentaire - D'autres opérations secondaires telles que le refoulement, le frittage, l'infiltration, l'usinage et la finition permettent d'obtenir les propriétés finales et les dimensions requises par l'application. Un traitement thermique optionnel peut encore améliorer la dureté au détriment de la résistance à la corrosion.
La flexibilité de la métallurgie des poudres permet de fabriquer des pièces de forme nette ou proche de la forme nette, ce qui minimise les pertes dues à l'usinage. Elle permet également un contrôle précis de la chimie et de la microstructure finales.
Les différentes qualités de poudre d'acier inoxydable 420 disponibles permettent de personnaliser les propriétés telles que la dureté, la solidité, la résistance à l'usure et la résistance à la corrosion en fonction de l'utilisation finale, en modifiant la distribution de la taille des particules, les variations de densité, le traitement secondaire et les paramètres de traitement thermique.
Spécifications et grades
La poudre d'acier inoxydable 420 est conforme aux spécifications suivantes :
| Spécifications | Description |
|---|---|
| ASTM A493 | Norme pour l'acier inoxydable pour ressorts |
| AMS 5643 | Barres, fils, pièces forgées et anneaux en acier inoxydable recuit résistant à la corrosion |
| AMS 5678 | Barres et pièces forgées en acier inoxydable durcies par précipitation |
| AMS 5844 | Barres, fils, pièces forgées et anneaux en acier résistant à la corrosion et à la chaleur |
| QQ-S-766 | Barres, fils, pièces forgées, tubes mécaniques et anneaux en acier |
En raison de variations mineures dans la composition, la poudre d'acier inoxydable 420 est disponible dans des qualités légèrement différentes :
| Grade | Description |
|---|---|
| 420 | Norme 12-14% chrome 420 |
| 420F | Plus de carbone pour une dureté maximale |
| 420HC | Dureté plus élevée grâce à l'écrouissage |
| 420D | Excellente ténacité et stabilité |
| 420PB | Amélioration de la résistance à la corrosion |
La qualité spécifique est sélectionnée en fonction de la dureté d'équilibrage, de la résistance à la corrosion et des exigences de coût de l'application.
Analyse comparative
Poudre d'acier inoxydable 420 vs. poudre d'acier inoxydable 316
| Paramètres | Poudre d'acier inoxydable 420 | Acier inoxydable 316 Poudre |
|---|---|---|
| Résistance et dureté | Très élevé - peut atteindre plus de 52 HRC par traitement thermique | Plus bas - typiquement 95 HB maximum |
| Résistance à la corrosion | Modéré - convient aux atmosphères et applications douces | Excellent - avec une teneur élevée en molybdène pour les services fortement corrosifs |
| Résistance à l'usure et à l'abrasion | Excellente grâce à sa dureté | Résistance plus faible |
| Aptitude au façonnage et à l'usinage | Plus d'écrouissage. Difficile à usiner à l'état trempé | Excellentes qualités d'usinage |
| Coût | Economique | Plus cher |
| Principal élément d'alliage | Chrome | Chrome et molybdène |
| Applications | Outils, moules, pièces d'usure nécessitant de la dureté | Composants résistants à la corrosion pour le traitement chimique et les applications marines |
Ainsi, alors que la poudre d'acier inoxydable 420 offre une dureté et une résistance à l'usure plus élevées, la poudre d'acier inoxydable 316 est plus dure, plus facile à usiner et présente une résistance à la corrosion supérieure. La poudre d'acier inoxydable 316 coûte 20-50% de plus pour la plupart des distributions de tailles de particules.
Poudre d'acier inoxydable 420 vs. poudre d'acier inoxydable 17-4PH
| Paramètres | Poudre d'acier inoxydable 420 | Acier inoxydable 17-4PH Poudre |
|---|---|---|
| Résistance à la corrosion | Modéré - convient aux atmosphères neutres | Meilleur - comparable à la qualité 316 |
| Dureté | Dureté plus élevée de plus de 50 HRC grâce au traitement thermique | 35-45 HRC typique |
| La force | Inférieure - Résistance à la traction de 120 KSI | Plus élevé - 155-185 KSI |
Analyse des coûts
La poudre d'acier inoxydable 420 est plus économique que les poudres d'acier inoxydable de qualité supérieure comme le 17-4PH et le 316. Le coût dépend de
1. Distribution de la taille des particules
| Taille des mailles | Fourchette de prix moyenne* |
|---|---|
| -100 mailles | $3.5 - $6 par livre |
| -200 mailles | $4 - $7 par livre |
| -325 mailles | $5 - $9 par livre |
| 10-45 microns | $8 - $12 par livre |
*Pour la poudre atomisée au gaz en petites quantités
Les poudres plus fines sont plus chères car un traitement supplémentaire est nécessaire pour obtenir des particules de plus petite taille.
2. Quantité achetée
Le prix de la poudre d'acier inoxydable 420 diminue considérablement pour les achats en gros de plus de 1000 livres en raison des économies d'échelle.
3. Qualité et classement
- La poudre atomisée au gaz, hautement sphérique et à faible teneur en oxygène, est plus chère que la poudre atomisée à l'eau.
- Les compositions personnalisées et les qualités spéciales nécessitant un traitement supplémentaire augmentent le prix de la poudre.
4. Fournisseur
Le prix de la poudre d'acier inoxydable 420 varie considérablement d'un fabricant à l'autre et d'un fournisseur à l'autre. Les utilisateurs doivent évaluer tous les paramètres tels que la forme des particules, le niveau d'impuretés, la cohérence des lots de production, etc. pour prendre une décision d'achat éclairée.
Fournisseurs de l'industrie disponibles
Parmi les principaux fournisseurs mondiaux de poudre d'acier inoxydable 420, on peut citer
Amérique du Nord
- Produits en poudre pour charpentier
- Sandvik Osprey
- Poudres métalliques Rio Tinto
- Praxair Surface Technologies
- Hoganas
L'Europe
- Höganäs
- Alpoco UK
- Erasteel
Asie
- Japon Nouveau métal
- Shanghai STAL Precision Alloy
- FMC Technologies
Lors de la sélection d'un fournisseur de poudre d'acier inoxydable 420, les acheteurs doivent évaluer des paramètres tels que
- Expertise technique et service à la clientèle
- Capacité de production et délais de livraison
- Qualité et consistance de la poudre
- Prix et quantité minimale de commande
- Gamme de tailles et de morphologies de particules disponibles
- Données relatives aux essais d'assurance et de contrôle de la qualité
- Qualifications et certifications
FAQ
Q : La poudre d'acier inoxydable 420 résiste-t-elle à la corrosion ?
A : Oui, la poudre d'acier inoxydable 420 offre une résistance modérée à la corrosion, comparable à celle de l'acier inoxydable 410, grâce à la présence de chrome 12-14%. Cela permet son utilisation dans des atmosphères extérieures douces et des applications impliquant des environnements légèrement acides après passivation. Cependant, la poudre d'acier inoxydable 420 présente une résistance à la corrosion inférieure à celle des nuances de la série 300, comme la poudre d'acier inoxydable 316.
Q : Quel type de poudre d'acier inoxydable 420 est utilisé pour fabriquer des couteaux ?
A : La poudre d'acier inoxydable 420HC à forte teneur en carbone est souvent utilisée pour la fabrication de couteaux à l'aide de techniques de métallurgie des poudres. La teneur plus élevée en carbone permet d'optimiser la dureté à 60-62 HRC tout en conservant la résistance. La dureté élevée permet une excellente rétention des arêtes et une résistance à l'usure souhaitée dans les applications de coutellerie.
Q : Comment la poudre d'acier inoxydable 420 est-elle fabriquée ?
A : La poudre d'acier inoxydable 420 est fabriquée par atomisation au gaz ou à l'eau de l'alliage en fusion. Dans le cas de l'atomisation au gaz, un flux de gaz inerte à haute vitesse est utilisé pour briser le flux de métal liquide en poudres sphériques fines avec une morphologie de surface lisse, idéale pour le frittage. Des poudres plus fines peuvent être obtenues par broyage ou concassage.
Q : À quoi sert la poudre d'acier inoxydable 420 ?
A : Grâce à son excellente dureté et à sa résistance modérée à la corrosion, la poudre d'acier inoxydable 420 est utilisée dans des secteurs tels que.. :
- Automobile : Soupapes de moteur, retenues de ressorts de soupapes
- Aérospatiale et militaire : Bagues, roulements
- Biens de consommation : Couteaux, instruments chirurgicaux, instruments dentaires
- Industrie : Matrices d'emboutissage, pièces d'usure, arbres de pompe
Ses propriétés polyvalentes lui permettent d'être utilisé dans une vaste gamme d'applications d'usure et d'abrasion où la dureté et la résistance aux atmosphères douces sont nécessaires.
Q : Quelle est la résistance de l'acier inoxydable 420 ?
A : La poudre d'acier inoxydable 420 atteint une dureté élevée de l'ordre de 52-57 HRC après traitement thermique et revenu, ce qui la rend nettement plus résistante que les aciers inoxydables ferritiques de la série 400. Il présente une résistance à la traction de 750 à 950 MPa après frittage et traitement thermique. La résistance varie en fonction de facteurs tels que le traitement, les paramètres de traitement thermique et la composition de la poudre.
Q : La poudre d'acier inoxydable 420 peut-elle être imprimée en 3D ?
A : Oui, la poudre d'acier inoxydable 420 est compatible avec les procédés d'impression 3D métalliques les plus courants, tels que le frittage direct par laser (DMLS), la fusion par faisceau d'électrons (EBM) et la projection de liant. Son excellente dureté, sa résistance et sa capacité de traitement thermique permettent de fabriquer des pièces d'utilisation finale complexes telles que des moules, des implants médicaux et des composants aérospatiaux à l'aide de techniques additives.
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