17-4PH 不锈钢粉末
17-4PH 是一种沉淀硬化不锈钢粉末，广泛应用于航空航天、医疗、汽车和通用工程领域的增材制造。它集高强度、良好的耐腐蚀性和可焊性于一身。
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目录
17-4PH 不锈钢粉概述
17-4PH 是一种沉淀硬化不锈钢粉末，广泛应用于航空航天、医疗、汽车和通用工程领域的增材制造。它集高强度、良好的耐腐蚀性和可焊性于一身。
本文详细介绍了 17-4PH 粉末的成分、特性、AM 工艺参数、应用、规格、供应商、处理、检查、比较、优缺点和常见问题。关键信息以易于参考的表格形式呈现。
17-4PH 不锈钢粉的成分
17-4PH 粉末的成分为
| 要素 | 重量 % | 目的 |
|---|---|---|
| 铁 | 平衡 | 主矩阵元素 |
| 铬 | 15 – 17.5 | 抗氧化性 |
| 铜 | 3 – 5 | 沉淀硬化 |
| 镍 | 3 – 5 | 奥氏体稳定剂 |
| 铌 | 0.15 – 0.45 | 硬质合金成形器 |
| 锰 | 1 最大值 | 脱氧剂 |
| 硅 | 1 最大值 | 脱氧剂 |
| 碳 | 0.07 最大值 | 强化剂和硬质合金成形剂 |
铜可实现沉淀硬化，而铬则具有耐腐蚀性。
17-4PH 不锈钢粉末的特性
17-4PH 粉末的主要特性包括
| 物业 | 说明 |
|---|---|
| 高强度 | 老化后抗拉强度高达 1310 兆帕 |
| 硬度 | 老化状态下硬度可达 40 HRC |
| 耐腐蚀性 | 在许多环境中可与 316L 不锈钢媲美 |
| 韧性 | 优于马氏体不锈钢 |
| 耐磨性 | 优于 300 系列不锈钢 |
| 高温稳定性 | 强度可保持至 300°C |
这些特性使 17-4PH 适用于从航空航天部件到注塑模具的各种应用。
17-4PH 粉末的 AM 工艺参数
印刷 17-4PH 粉末的典型参数包括
| 参数 | 典型值 | 目的 |
|---|---|---|
| 层高 | 20-100 μm | 平衡速度和分辨率 |
| 激光功率 | 150-400 W | 充分熔化而不蒸发 |
| 扫描速度 | 400-1000 毫米/秒 | 密度与生产率 |
| 舱口间距 | 100-200 μm | 密度和机械性能 |
| 支持结构 | 最低限度 | 轻松移除 |
| 热等静压 | 1120°C, 100 兆帕，3 小时 | 消除气孔 |
根据密度、生产率、特性和后处理需求量身定制参数。
3D 打印 17-4PH 零件的应用
添加制造的 17-4PH 元件可用于以下领域
| 行业 | 应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 结构支架、固定装置、致动器 |
| 医疗 | 牙科植入物、手术器械 |
| 汽车 | 高强度紧固件、齿轮 |
| 消费品 | 表壳、运动器材 |
| 工业 | 最终使用的金属工具、夹具和固定装置 |
与机加工的 17-4PH 零件相比，它的优点包括复杂的几何形状、缩短交货时间和减少加工余量。
用于 AM 的 17-4PH 粉末的规格
17-4PH 粉末必须符合严格的规格要求：
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 粒度范围 | 15-45 μm 典型值 |
| 粒子形状 | 球形形态 |
| 表观密度 | > 4 克/立方厘米 |
| 水龙头密度 | > 6 克/立方厘米 |
| 霍尔流量 | > 23 秒（50 克 |
| 纯净 | >99.9% |
| 氧气含量 | <100 ppm |
可定制尺寸分布和控制水分含量。
17-4PH 不锈钢粉供应商
信誉良好的 17-4PH 粉末供应商包括
| 供应商 | 地点 |
|---|---|
| 山特维克鹗 | 英国 |
| 木匠添加剂 | 美国 |
| LPW 技术 | 英国 |
| Erasteel | 瑞典 |
| 关键材料 | 美国 |
| 普莱克斯 | 美国 |
根据纯度、粒度分布和订单量，价格从 $50/kg 到 $120/kg 不等。
17-4PH 粉末的处理和储存
作为一种活性材料，必须小心处理 17-4PH 粉末：
- 将密封容器存放在远离湿气、酸性物质和火源的地方
- 在转移和储存过程中使用惰性气体衬垫
- 将设备接地以消除静电
- 通过抽排和通风避免灰尘积聚
- 遵守适用的安全准则
正确的技术可确保最佳的粉末状态。
17-4PH 粉末的检查和测试
质量检测方法包括
| 方法 | 测试参数 |
|---|---|
| 筛分分析 | 粒径分布 |
| 扫描电子显微镜成像 | 颗粒形态 |
| EDX | 化学和成分 |
| XRD | 存在的阶段 |
| Pycnometry | 密度 |
| 霍尔流量 | 粉末流动性 |
根据 ASTM 标准进行的测试可验证粉末质量和批次一致性。
17-4PH 与其他合金粉的比较
17-4PH 与其他合金的比较如下：
| 合金 | 实力 | 耐腐蚀性 | 费用 | 可印刷性 |
|---|---|---|---|---|
| 17-4PH | 优秀 | 良好 | 中型 | 良好 |
| 316L | 中型 | 优秀 | 中型 | 优秀 |
| IN718 | 非常高 | 良好 | 高 | 公平 |
| 钴铬钼合金 | 中型 | 公平 | 中型 | 良好 |
17-4PH 具有均衡的特性，在许多需要耐腐蚀性的高强度 AM 应用中，17-4PH 比其他替代品更胜一筹。
用于 AM 的 17-4PH 粉末的优缺点
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| 高强度重量比 | 抗氧化性低于奥氏体不锈钢 |
| 强度和耐腐蚀性的良好结合 | 所需的后处理，如 HIP 和热处理 |
| 成本低于异种合金 | 需要可控气氛存储 |
| 在 AM 领域的公认资质 | 难以焊接和加工 |
| 与锻造材料相匹配的特性 | 易受点蚀和缝隙腐蚀 |
17-4PH 可在各种应用中实现高性能印刷部件，但不适合极端环境。
有关 17-4PH 粉末的常见问题
问：印刷 17-4PH 合金的最佳粒度范围是什么？
答：典型范围为 15-45 微米。它能提供最佳的粉末流动性，同时具有高分辨率和高密度零件。
问：17-4PH AM 零件的后处理方法有哪些？
答：通常采用热等静压、固溶退火、时效处理和机加工等方法来实现充分致密化、消除应力和改善表面光洁度。
问：哪种金属 3D 打印工艺适合 17-4PH 合金？
答：选择性激光熔化（SLM）、直接金属激光烧结（DMLS）和电子束熔化（EBM）都能有效加工 17-4PH 粉末。
问：哪些行业使用添加式制造的 17-4PH 元件？
答：航空航天、医疗、汽车、消费品、工业工具以及石油和天然气行业都受益于 3D 打印 17-4PH 零件。
问：17-4PH 印刷时需要支撑结构吗？
答：是的，悬垂部分和桥接部分需要最低限度的支撑，以防止变形，并便于印刷后拆除。
问：印刷 17-4PH 粉末时会出现哪些缺陷？
答：潜在缺陷包括开裂、气孔、变形、不完全融合和表面粗糙。大多数缺陷都可以通过优化参数来避免。
问：17-4PH AM 零件的硬度如何？
答：固溶退火后的 17-4PH 硬度为 25-30 HRC，时效处理后硬度提高到 35-40 HRC，从而增强了耐磨性。
问：17-4PH 印刷部件的精度和表面光洁度如何？
答：经过后处理的 17-4PH 零件可以达到与 CNC 机加工零件相当的尺寸公差和表面光洁度。
问：17-4 和 17-4PH 等级的主要区别是什么？
答：与基本的 17-4 牌号相比，17-4PH 具有更严格的化学控制、更低的杂质和更少的硫，从而具有更好的延展性和冲击性能。
问：所有 17-4PH AM 应用都需要 HIP 吗？
答：虽然建议使用 HIP，但对于非关键应用而言，HIP 并非强制性的。在某些情况下，仅热处理就足够了。
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