Ikhtisar
Stainless Steel 17-4ph Powder adalah presipitasi pengerasan stainless steel yang dapat digunakan untuk pencetakan 3D logam. Ini memiliki kekuatan dan kekerasan yang tinggi ditambah dengan ketahanan korosi yang baik. 17-4ph mengandung sekitar 4% tembaga yang memungkinkan pengerasan usia paduan melalui presipitasi partikel yang kaya tembaga.
Artikel ini memberikan gambaran umum tentang bubuk 17-4PH termasuk komposisi, sifat, pemrosesan, aplikasi, pemasok, dan perbandingannya dengan paduan lainnya. Rincian utama dirangkum dalam tabel di bawah ini.
Komposisi Serbuk 17-4PH
17-4PH mendapatkan namanya dari komposisinya yang mencakup sekitar 4% tembaga. Unsur-unsur paduan utamanya adalah:
| Elemen | Berat % |
|---|---|
| Kromium | 15 – 17.5% |
| Nikel | 3 – 5% |
| Tembaga | 3 – 5% |
| Mangan | ≤ 1% |
| Silikon | ≤ 1% |
| Karbon | ≤ 0,07% |
| Belerang & Fosfor | ≤ 0,04% |
| Nitrogen | ≤ 0,03% |
Kandungan tembaga menghasilkan pengerasan presipitasi yang meningkatkan kekuatan dan kekerasan 17-4PH secara substansial. Kromium memberikan ketahanan terhadap korosi. Nikel juga meningkatkan ketahanan korosi sekaligus meningkatkan keuletan dan ketangguhan.
Properti Bubuk 17-4PH
Serbuk 17-4PH menawarkan kombinasi yang sangat baik antara kekuatan tinggi dan ketahanan korosi yang baik. Sifat-sifat utama meliputi:
| Properti | Deskripsi |
|---|---|
| Kekuatan | Kekuatan tarik hingga 1.380 MPa, kekuatan luluh hingga 1.240 MPa |
| Kekerasan | Hingga 44 HRC setelah penuaan |
| Ketahanan Korosi | Lebih baik dari baja tahan karat seri 400 karena tembaga |
| Kemampuan mesin | Lebih sulit untuk dikerjakan daripada seri 300 karena kekuatannya yang lebih tinggi |
| Magnetisme | Sedikit bersifat magnetis karena struktur mikro martensit |
| Kemampuan las | Kemampuan las yang lebih rendah dari seri 300 karena pengerasan presipitasi |
Kekuatan, kekerasan, dan ketahanan korosi dapat disesuaikan melalui perlakuan panas. Solusi anil membuat paduan menjadi lembut dan ulet. Penuaan selanjutnya menginduksi pengendapan partikel kaya tembaga yang menghambat gerakan dislokasi, sehingga mengeraskan dan memperkuat material.
Pemrosesan 17-4PH
Serbuk 17-4PH dapat diproses melalui beberapa metode pencetakan 3D logam:
- Laser Powder Bed Fusion (L-PBF)
- Fusi Bedengan Serbuk Berkas Elektron (E-PBF)
- Deposisi Energi Terarah (DED)
L-PBF adalah salah satu pendekatan yang paling umum. Parameter proses harus dikontrol secara hati-hati untuk menghasilkan komponen yang padat dan bebas retak serta menghindari tegangan sisa.
Kondisi pemrosesan yang umum untuk bubuk 17-4PH dalam L-PBF:
- Ketebalan lapisan: 20-50 μm
- Daya laser: 100-400 W
- Kecepatan pemindaian: 100-1500 mm/s
- Jarak penetasan: 80-120 μm
- Diameter balok: 50-100 μm
Perlakuan panas penghilang tegangan direkomendasikan setelah pencetakan untuk menghilangkan tegangan sisa. Bagian yang dicetak dapat dianil dengan larutan dan dituakan untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan.
Aplikasi 17-4PH
17-4PH digunakan untuk komponen cetakan 3D logam yang membutuhkan kekuatan tinggi, kekerasan, dan ketahanan korosi sedang di berbagai industri:
- Kedirgantaraan: Bilah turbin, impeler, pengencang, braket
- Otomotif: Komponen transmisi, komponen turbocharger
- Minyak & gas: Katup, bagian kepala sumur, pompa
- Rekayasa umum: Perkakas, perlengkapan, cetakan
Kekerasan yang tinggi setelah penuaan membuat 17-4PH cocok untuk aplikasi yang tahan aus. Dapat menggantikan material yang sulit dikerjakan dengan mesin seperti baja perkakas untuk cetakan dan cetakan injeksi. Paduan ini umumnya digunakan untuk braket dan rumah struktural berkekuatan tinggi.
Pemasok Bubuk 17-4PH
Serbuk 17-4PH tersedia secara komersial dari produsen serbuk logam terkemuka:
| Pemasok | Nilai Produk | Kisaran Ukuran |
|---|---|---|
| Sandvik | Osprey 17-4PH | 15-45 μm |
| Tukang kayu | 17-4PH | 15-45 μm |
| Praxair | 17-4 PH | 15-53 μm |
| Teknologi LPW | 17-4PH | 15-45 μm |
| Erasteel | 17-4 PH | 20-150 μm |
Harga berkisar dari $50 / lb hingga $90 / lb tergantung pada jumlah yang dipesan. Distribusi ukuran partikel khusus dan tingkat kemurnian tinggi (misalnya fosfat pasif) tersedia.
17-4PH vs Paduan Lainnya
17-4PH dibandingkan dengan baja tahan karat dan paduan baja perkakas sebagai berikut:
| Paduan | Kekuatan | Ketahanan Korosi | Komentar |
|---|---|---|---|
| 17-4PH | Sangat tinggi | Sedang | Pengerasan presipitasi; kekerasan tinggi; kombinasi kekuatan dan ketahanan korosi yang baik |
| 316L | Sedang | Luar biasa | Tahan karat tahan korosi standar; kekuatan rendah; tidak dapat diolah dengan panas; lebih murah |
| PH 13-8 | Tinggi | Luar biasa | Pengerasan presipitasi; kekuatan tinggi dan ketahanan korosi; mengandung nikel 8% |
| Baja Perkakas H13 | Sangat tinggi | Sedang | Baja perkakas standar; kekerasan tinggi tetapi ketahanan korosi lebih rendah; lebih mahal |
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
Apa keunggulan utama baja tahan karat 17-4PH?
Keunggulan utama 17-4PH adalah kekuatan dan kekerasannya yang tinggi ditambah dengan ketahanan korosi yang moderat. Nilai kekerasan hingga 44 HRC dimungkinkan melalui penuaan. Baja ini menawarkan kekuatan yang jauh lebih tinggi daripada baja tahan karat seri 300.
Untuk apa baja tahan karat 17-4PH digunakan?
Aplikasi umum 17-4PH meliputi komponen struktural seperti braket dan rumah, komponen tahan aus, cetakan dan cetakan injeksi plastik, impeler, katup, dan komponen kedirgantaraan. Ini banyak digunakan di bidang kedirgantaraan, minyak & gas, otomotif, dan teknik umum.
Mengapa 17-4PH cocok untuk pencetakan 3D logam?
17-4PH memiliki konduktivitas termal dan koefisien muai panas yang rendah, sehingga tidak terlalu rentan terhadap tegangan sisa dan keretakan selama pencetakan. Kekerasannya yang tinggi memungkinkan pencetakan perkakas yang tahan aus. Paduan ini umumnya tersedia dalam bentuk bubuk.
Perlakuan panas apa yang digunakan untuk 17-4PH?
17-4PH biasanya merupakan larutan yang dianil pada suhu 1038-1066 ° C kemudian diawetkan pada suhu 371-427 ° C untuk mengendapkan partikel yang kaya akan tembaga. Hal ini menyebabkan paduan mengeras dan menguat secara substansial. Menghilangkan stres sebelum perlakuan panas dianjurkan.
Bagaimana 17-4PH dibandingkan dengan baja perkakas 316L dan H13?
17-4PH memiliki kekuatan dan kekerasan yang jauh lebih tinggi daripada baja tahan karat 316L tetapi ketahanan korosinya lebih rendah. Dibandingkan dengan baja perkakas H13, 17-4PH menawarkan ketahanan korosi yang lebih baik dengan kekerasan yang sedikit lebih rendah. 17-4PH memberikan keseimbangan yang baik antara kekerasan, kekuatan, dan ketahanan terhadap korosi.
Tindakan pencegahan apa yang diperlukan ketika mencetak 3D 17-4PH?
Pemilihan parameter proses yang cermat dan penghilangan tegangan di antara lapisan penting untuk meminimalkan tegangan sisa dan keretakan. Orientasi cetak, struktur pendukung, dan resolusi/ketinggian lapisan juga harus dioptimalkan untuk geometri yang kompleks.
Pemasok apa yang menawarkan bubuk 17-4PH?
Pemasok terkemuka bubuk 17-4PH termasuk Sandvik, Carpenter Additive, Praxair, LPW Technology, dan Erasteel. Serbuk tersedia dalam berbagai distribusi ukuran yang disesuaikan untuk proses AM seperti DED dan L-PBF.