proszek ze stali nierdzewnej 316l jest szeroko stosowany w różnych gałęziach przemysłu ze względu na doskonałą odporność na korozję i właściwości mechaniczne. Niniejszy przewodnik zawiera przegląd składu proszku 316L, jego właściwości, przetwarzania, zastosowań i dostawców do produkcji addytywnej.
Wprowadzenie do proszku ze stali nierdzewnej 316L
Stal nierdzewna 316L jest austenityczną chromowo-niklową stalą nierdzewną:
Tabela 1: Przegląd proszku ze stali nierdzewnej 316L
| Właściwości | Szczegóły |
|---|---|
| Gęstość | 8,0 g/cm3 |
| Granica plastyczności | 205 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 515 MPa |
| Wydłużenie | 40% |
| Odporność na korozję | Odporność na wżery i kwaśne środowisko |
| Wykonalność | Łatwość spawania i produkcji |
Te cechy sprawiają, że 316L nadaje się do wymagających zastosowań, od sprzętu do przetwarzania chemicznego po implanty medyczne. Fuzja w złożu proszku i ukierunkowane osadzanie energii umożliwiają wytwarzanie złożonych części 316L.
Skład chemiczny
Skład proszku ze stali nierdzewnej 316l jest następujący:
Tabela 2: Skład chemiczny proszku ze stali nierdzewnej 316L
| Element | Waga % | Rola |
|---|---|---|
| Żelazo (Fe) | Równowaga | Metal nieszlachetny |
| Chrom (Cr) | 16-18% | Odporność na korozję |
| Nikiel (Ni) | 10-14% | Odporność na korozję |
| Molibden (Mo) | 2-3% | Odporność na wżery |
| Mangan (Mn) | ≤ 2% | Odtleniacz |
| Krzem (Si) | ≤ 1% | Odtleniacz |
| Fosfor (P) | ≤ 0,045% | Limit zanieczyszczeń |
| Siarka (S) | ≤ 0,03% | Limit zanieczyszczeń |
| Węgiel (C) | ≤ 0,03% | Limit zanieczyszczeń |
| Azot (N) | ≤ 0,1% | Limit zanieczyszczeń |
Zoptymalizowany skład chromu, niklu i molibdenu zwiększa odporność na korozję. Przyjrzyjmy się bliżej tym właściwościom.
Właściwości mechaniczne
Tabela 3: Właściwości proszku ze stali nierdzewnej 316l
| Nieruchomość | Wartość |
|---|---|
| Gęstość | 8,0 g/cm3 |
| Moduł sprężystości | 193 GPa |
| Temperatura topnienia | 1375°C |
| Przewodność cieplna | 16,3 W/m-K |
| Rezystywność elektryczna | 0,074 μΩ-cm |
| Granica plastyczności | 205 MPa |
| Wytrzymałość na rozciąganie | 515 MPa |
| Wydłużenie | ≥40% |
| Twardość | 96 HB |
Połączenie odporności na korozję, spawalności, biokompatybilności, wytrzymałości i plastyczności sprawia, że 316L jest wszechstronny w inżynierii w różnych branżach.
Proces produkcji dla proszek ze stali nierdzewnej 316l
Typowe metody produkcji proszku 316L:
Tabela 4: Procesy produkcji proszku 316L
| Metoda | Opis | Charakterystyka |
|---|---|---|
| Atomizacja gazu | Strumień stopionego metalu rozpylany przez strumienie gazu obojętnego | Sferyczne cząstki idealne do AM |
| Rozpylanie wody | Dezintegracja stopionego strumienia przez wodę pod wysokim ciśnieniem | Nieregularny proszek przy niższych kosztach |
| Atomizacja plazmowa | Odparowanie elektrody w tyglu miedzianym chłodzonym wodą za pomocą plazmy | Kontrolowany rozkład wielkości cząstek |
| Proces elektrody rotacyjnej | Odśrodkowa dezintegracja wirującego stopionego metalu za pomocą łuku elektrycznego | Wąski rozkład cząstek |
Atomizacja gazowa z pomocniczą technologią lasera impulsowego umożliwia dostrojenie kształtu, rozmiaru, składu chemicznego powierzchni i defektów proszku ze stali nierdzewnej.
Zastosowania proszku ze stali nierdzewnej 316l
Dzięki doskonałym właściwościom produkcyjnym połączonym z wytrzymałością i odpornością na korozję, powszechne zastosowania proszku 316L obejmują:
Tabela 5: Zastosowania proszku 316L
| Przemysł | Zastosowanie | Komponenty |
|---|---|---|
| Lotnictwo i kosmonautyka | Wsporniki konstrukcyjne, układy hydrauliczne, silniki | Zbiorniki paliwa do statków powietrznych, zawory, złączki, dysze |
| Motoryzacja | Systemy obsługi płynów korozyjnych | Ogniwa paliwowe, pompy, zawory, rury |
| Architektura | Struktury dekoracyjne/funkcjonalne, oznakowanie | Poręcze, panele, litery |
| Medyczny | Implanty, protetyka, urządzenia | Płytki czaszkowe, stawy biodrowe, narzędzia chirurgiczne |
| Przetwarzanie chemiczne | Zbiorniki, naczynia, zawory | Mieszalniki, reaktory, wymienniki ciepła |
| Żywność/napoje | Rurociągi, naczynia, przybory | Łopatki mieszające, przenośniki, formy |
| Marine | Odsalanie, napęd, ochrona środowiska | Pompy, zawory, wymienniki ciepła |
Druk 3D umożliwia stosunkowo szybką i niedrogą produkcję małoseryjną części 316L do zastosowań końcowych. Następnie przyjrzyjmy się krytycznym specyfikacjom proszku.
Specyfikacje proszku 316L do druku 3D
Tabela 6: Specyfikacja proszku 316L
| Parametr | Specyfikacja |
|---|---|
| Wielkość cząstek | 15-45 mikronów |
| Gęstość pozorna | Zazwyczaj > 4 g/cm3 |
| Natężenie przepływu | Przepływomierz Halla > 15 s/50g |
| Morfologia | Kulisty |
| Fazy | Austenityczny |
| Zanieczyszczenia | Niski poziom tlenu/azotu/siarki |
| Metoda produkcji | Atomizacja gazu |
Staranna produkcja proszku dostosowana do produkcji addytywnej zapewnia drukowanie bez defektów i wydajność mechaniczną przewyższającą odlewaną i kutą stal 316L.
Globalni dostawcy
Do wyspecjalizowanych producentów proszku ze stali nierdzewnej 316L należą:
Tabela 7: Dostawcy proszku 316L
| Firma | Lokalizacja |
|---|---|
| Sandvik Osprey | Szwecja |
| Technologia LPW | Wielka Brytania |
| Carpenter Additive | Stany Zjednoczone |
| Erasteel | Francja |
| Aubert & Duval | Francja |
| Praxair | Stany Zjednoczone |
Ci dostawcy premium oferują rozpylany argonem proszek 316L zoptymalizowany pod kątem wymagających zastosowań w produkcji dodatków w różnych branżach.
proszek ze stali nierdzewnej 316l Wycena
Tabela 8: Koszty proszku 316L
| Parametr | Szczegóły |
|---|---|
| Ilość | Cena za kg znacznie spada powyżej 100 kg |
| Rozkład wielkości | Węższe dystrybucje są droższe |
| Czystość | Wyższe klasy dla AM mogą kosztować ponad 5x więcej niż konwencjonalne 316L |
| Czynniki kształtu | Wysoce sferyczny proszek kosztuje więcej |
| Obsługa klienta | Dodatkowe usługi o wartości dodanej zwiększają cenę |
Ogólnie rzecz biorąc, proszek 316L waha się od $5/kg dla konwencjonalnych gatunków do $50/kg dla specjalistycznych odmian atomizowanych argonem o charakterystyce cząstek zoptymalizowanej pod kątem AM.
Plusy i minusy
Tabela 9: Zalety i wady proszku 316L
| Plusy | Wady |
|---|---|
| Odporność na korozję i wżery | Mniej wytrzymałe i twardsze niż stale narzędziowe |
| Biokompatybilny i niemagnetyczny | Trudniejsza obróbka końcowa niż w przypadku stopów aluminium |
| Doskonała ciągliwość i spawalność | Wymaga prasowania izostatycznego na gorąco dla uzyskania pełnej gęstości |
| Szeroko dostępny | Chropowatość powierzchni często wymaga obróbki końcowej |
| Niższa gęstość niż w przypadku stopów niklu | Ograniczona liczba dużych dostawców w porównaniu do form kutych |
Przy odpowiednich parametrach projektowania i drukowania, proszek 316L umożliwia niedrogą produkcję niestandardowych części odpornych na korozję w różnych zastosowaniach.
FAQ
P: Czy proszek 316L nadaje się do druku w produkcji addytywnej?
A: Tak, dzięki zoptymalizowanym metodom produkcji AM w celu kontrolowania kształtu cząstek i defektów, 316L drukuje się bardzo dobrze w procesach strumieniowania spoiwa, DED i PBF w zastosowaniach o małej i średniej objętości.
P: Jaki rozmiar cząstek jest idealny do drukowania proszku 316L?
A: Idealny rozkład wielkości cząstek proszku 316L wynosi od 15 do 45 mikronów, unikając frakcji ultradrobnych lub gruboziarnistych, aby zapewnić wysoką gęstość upakowania i ograniczyć porowatość.
P: Jaka obróbka końcowa jest zalecana dla wydrukowanych części 316L?
A: Obróbka cieplna zmniejszająca naprężenia, prasowanie izostatyczne na gorąco i wykończenie powierzchni, takie jak piaskowanie, szlifowanie lub elektropolerowanie, pomagają poprawić mikrostrukturę i estetykę 316L.
