18Ni300 (يُسوَّق عادةً باسم مارينج 300, M300، أو EN 1.2709) المسحوق المخلوط مسبقًا هو عبارة عن فولاذ متصلب غني بالنيكل تم تطويره لتوفير قوة فائقة (>1.9-2.1 جيجا باسكال بعد التقادم)، وصلابة ممتازة للكسر، وثبات أبعاد يمكن التنبؤ به وقابلية تشغيل استثنائية في الحالة الملدنة - مما يجعله الخيار الأفضل للقطع الهندسية عالية الأداء في مجال الطيران والأدوات والأجزاء الهندسية عالية الأداء المصنعة بواسطة اندماج قاع مسحوق الليزر (LPBF / SLM) وعمليات المسحوق الأخرى. توفر سبائك MWAlloys مسحوق 18Ni300 المتذرر بالغاز على أساس سعر المصنع 100% مع تسليم سريع للمخزون وأحجام كميات مخصصة للإنتاج والنماذج الأولية.
لماذا تختار 18Ni300؟
بالنسبة للفرق التي تختار مادة وسيطة لمكونات AM أو PM عالية الإجهاد، يجمع المسحوق 18Ni300 المتصلب بين المحتوى المنخفض من الكربون وكيمياء النيكل والكوبالت والموليبدينوم والتيتانيوم المصممة للتصلب بالترسيب (التقادم). في حالة التصلب العمري تصل بشكل روتيني إلى قوة شد نهائية تتراوح بين 1.9 و2.1 جيجا باسكال تقريبًا وتصل إلى صلابة تصل إلى 53 HRC تقريبًا في تقارير المختبر والإنتاج، مع الاحتفاظ بصلابة جيدة وتغير منخفض في الأبعاد أثناء الدورات الحرارية. باختصار: إذا كانت أولوية التصميم هي أقصى قوة مع استجابة معالجة حرارية يمكن التنبؤ بها، 18Ni300 من بين أكثر مساحيق المعادن المتوفرة التي أثبتت كفاءتها.
ما المقصود بـ 18Ni300؟
-
الأسماء المستخدمة في الصناعة: 18Ni300، 300 ماراجينج، M300، EN 1.2709X3NiNiCoMoTi 18-9-5
-
لماذا "300"؟ تاريخيًا، يشير الرقم "300" إلى هدف اسمي بالوحدات الإمبراطورية القديمة (يرتبط تقريبًا ب 300 كيلو باسكال ≈ 2,070 ميجا باسكال قوة شد في حالة التقادم الشديد).
-
العائلة: طُوِّر الفولاذ الصلب الصلب في منتصف القرن العشرين من أجل صناعة الطيران والأدوات حيث كانت هناك حاجة إلى قوة عالية بالإضافة إلى صلابة جيدة وقابلية تشغيل آلي. 18Ni300 هو أحد أكثر الدرجات الحديثة شيوعًا المستخدمة في التصنيع المضاف والأدوات.
التركيب الكيميائي النموذجي
| العنصر | نطاق الوزن النموذجي % | الدور الوظيفي |
|---|---|---|
| C | < 0.03 | الحفاظ على مستوى منخفض جدًا لتجنب تكون الكربيد - يعزز السلوك المارتنسيتي/التخريش |
| ني | 17.0 - 19.0 | عنصر السبائك الأساسي - يعمل على استقرار المصفوفة ويساهم في القوة |
| شركة | 8.5 - 9.5 | عنصر مشارك مقوٍّ للترسيب، يعزز التكوين بين الفلزات |
| مو | 4.5 - 5.2 | يزيد من تصلب الترسيب، ومقاومة الزحف |
| تي | 0.6 - 0.8 | الراسبات الرئيسية السابقة (ني-تي والنيتروجين المعقد) |
| آل | 0.05 - 0.15 | يساعد في تكوين رواسب مقوية |
| كر | < 0.5 | عرضي - تأثير ضئيل على مقاومة التآكل |
| المنغنيز والسيليوم والفوسفور والزنك | التتبع / <0.1 | عناصر الشوائب الخاضعة للرقابة |
| الرصيد | في | المصفوفة |
(الأرقام من أوراق بيانات المساحيق الرائدة وأوراق بيانات مواد AM - تختلف نوافذ التركيب قليلاً حسب المورد).
وتحتوي السبيكة على نسبة عالية من النيكل ومعدن Co وMo مع إضافات صغيرة من Ti/Al. يتجنب المحتوى المنخفض للغاية من الكربون ترسيب الكربيد؛ وتأتي التقوية من الترسبات النانوية بين الفلزات التي تتشكل أثناء خطوة التقادم (التقسية).
إنتاج المسحوق ومواصفات المسحوق الموصى بها للمسحوق AM
-
طريقة الإنتاج: الانحلال الغازي (النيتروجين أو الأرجون) هو المعيار الصناعي لمساحيق AM الكروية. تعمل الكروية الجيدة والأقمار الصناعية المنخفضة على تحسين قابلية التدفق وتعبئة الطبقات.
-
توزع حجم الجسيمات (PSD) الشائع: يتم توفير مساحيق LPBF النموذجية في نطاقات 15-45 ميكرومتر أو 15-65 ميكرومتر حسب الماكينة والتطبيق. يمكن استخدام توزيعات أوسع لعمليات DED.
-
مقاييس المسحوق الرئيسية: الكثافة الظاهرية، ومعدل التدفق (هول)، ومحتوى الأكسجين (<0.02-0.1 بالوزن % حسب المواصفات)، D10/D50/D90. حدود جزء المسحوق المعاد تدويره وأحجام المناخل مهمة لاتساق الإنتاج.
ملاحظة عملية (إنتاج): اطلب صحائف بيانات المورد من أجل: كثافة الصنبور، وصور مورفولوجيا الجسيمات، ومحتويات الأكسجين والهيدروجين، والرسم البياني لـ PSD، وتحليلات الدفعة المعتمدة قبل تأهيل المسحوق للاستخدام في الطيران أو التطبيقات الحرجة للسلامة.
البنية المجهرية وآلية التقادم
-
البنية المجهرية كما هي مبنية (AM): عادةً ما تكون مصفوفة مارتينسيت مع الاحتفاظ بالأوستينيت والبنية التحتية الخلوية الدقيقة إذا تمت طباعتها بواسطة LPBF. يلزم إجراء معالجة حرارية بعد المعالجة لتطوير القوة الكاملة.
-
الشيخوخة (تصلب الترسيب): وصفة ذروة الشيخوخة الكلاسيكية للعديد من مساحيق 18Ni300 هي ~480-520 درجة مئوية تقريبًا لمدة 4-8 (أحيانًا 6-10) ساعاتاعتمادًا على كتلة الجزء والخصائص المرغوبة. عادةً ما يتم الإبلاغ عن ذروة الصلابة ≈ 50-53 HRC بعد التقادم المناسب. يؤدي الإفراط في التقادم (درجة حرارة أعلى أو ثبات أطول) إلى تليين واحتمال ارتداد الأوستينيت.
-
المحلول وتسلسل الشيخوخة: بالنسبة لبعض العمليات، يتم استخدام التلدين بالمحلول (على سبيل المثال، حوالي 820-900 درجة مئوية) متبوعًا بالتبريد السريع ثم التقادم؛ في العديد من عمليات سير عمل رباط القضبان المنخفضة الكثافة (LPBF)، ينتج عن التقادم المباشر من حالة البناء نتائج ممتازة ويتجنب تغير الأبعاد.
نصيحة هندسية: قم دائمًا بتأهيل دورة المعالجة الحرارية باستخدام قسائم تمثيلية أو أجهزة الطيران لأن هندسة الجزء والكتلة الحرارية والإجهاد المتبقي الناجم عن العملية السابقة يمكن أن يغير نافذة التقادم المثلى.
الخواص الميكانيكية - النطاقات النموذجية
| الحالة | دليل 0.2% (Rp0.2) | قوة الشد (Rm) | الاستطالة (A%) | الصلابة |
|---|---|---|---|---|
| كما هو مبني (نموذجي، نموذجي، LPBF) | ~760-980 ميجا باسكال (اتجاهي) | ~1,000-1,200 ميجا باسكال | ~8-18% | ~31 HRC (تقريبًا) |
| معالج حرارياً/عتيق (ذروة) | ~حوالي 1,900 إلى 2,010 2 ميجا باسكال | ~حوالي 2,000-2,100 ميجا باسكال | ~5-8% | ~حوالي 52-53 درجة حرارة عالية الرتبة |
| الملاحظات | القيم حساسة لاتجاه البناء؛ المعالجة الحرارية تقارب الخصائص. |
ملاحظات مهمة: تُظهر مجموعات البيانات المنشورة اتجاهية (أفقية/رأسية) في حالة LPBF كما هي مبنية؛ حيث يقلل التقادم من التباين. أبلغت العديد من الأعمال التي راجعها الأقران عن ذروة قوة الشد ≈ 2.0 جيجا باسكال بعد التقادم المناسب.
التآكل، والتآكل، والثبات الحراري
-
مقاومة التآكل: سبيكة 18Ni300 ليست سبيكة غير قابلة للصدأ في حد ذاتها - محتوى الكروم منخفض؛ ومقاومة التآكل معتدلة وأقل بكثير من درجات الفولاذ المقاوم للصدأ (السلسلة 300). بالنسبة للبيئات المسببة للتآكل، قد تكون هناك حاجة إلى طلاء السطح أو الكسوة غير القابل للصدأ.
-
مقاومة التآكل: تتحسن مقاومة التآكل مع التقادم/الصلابة ولكنها تعتمد على السطح المقابل والبيئة؛ يمكن أن يُظهر الفولاذ المبلل أداءً ترايبولوجيًّا جيدًا في العديد من أدوار الأدوات.
-
ثبات حراري: يمكن أن يكون الفولاذ المتصلب مستقرًا حراريًا في درجات حرارة التشغيل النموذجية للأدوات ولكن التعرض لفترات طويلة فوق درجة حرارة التقادم (على سبيل المثال، أكثر من 500-550 درجة مئوية) يمكن أن يؤدي إلى تقادم الأجزاء وتليينها. بالنسبة لأدوات الخدمة الساخنة، ضع في اعتبارك وصفات التعتيق الزائد لتثبيت البنية المجهرية أو اختر فولاذ أدوات بديل.
قابلية التصنيع - الطباعة، وما بعد المعالجة، والتصنيع الآلي، واللحام
-
الطباعة (LPBF): يُطبع 18Ni300 بشكل جيد مع مجموعات معلمات LPBF القياسية؛ تؤثر نوافذ العملية على المسامية والبنية المجهرية والإجهاد المتبقي. كثافة الطاقة واستراتيجية المسح مهمة.
-
الدعم والتشويه: غالبًا ما تتطلب القِطع دعمًا للجدران الرقيقة والنتوءات المتراكمة؛ يمكن أن يقلل التلدين/المعالجة بالحل قبل التشغيل الآلي القوي من التشويه.
-
التصنيع الآلي والتشغيل الآلي الإلكتروني: يتم تصنيع الفولاذ المتصلب بشكل جيد في حالة لينة (قبل التقادم)؛ وغالبًا ما يقوم المصنعون بإجراء عمليات تصنيع قوية قبل التقادم لتقليل تآكل الأدوات والوصول إلى التفاوتات النهائية بعد التقادم (التغير في الأبعاد منخفض).
-
اللحام: تكون قابلية اللحام جيدة في كثير من الحالات، لكن المنطقة المتأثرة بالحرارة تتطلب تقادمًا لاستعادة القوة. بالنسبة للتركيبات الملحومة، طابق خطة المعالجة الحرارية لتجنب المناطق الضعيفة.
التطبيقات النموذجية وأمثلة الصناعة
-
الفضاء والدفاع: التركيبات الهيكلية، ومكونات المشغل، وأجزاء المحرك الصاروخي (حيثما كانت هناك حاجة إلى قوة عالية/صلابة عالية).
-
الأدوات والقوالب: إدخالات قوالب الحقن المبردة بالحقن المطابقة، وأدوات الصب بالقالب والبرادات وأدوات الضغط العالي - قنوات التبريد المطابقة المطبوعة من نوع LPBF التي يتم تمكينها بواسطة 18Ni300 شائعة.
-
صناعة عالية الأداء: الروبوتات، وتركيبات رياضة السيارات، والمقاييس والمثبتات ذات الأحمال العالية حيث يكون الوزن الخفيف + القوة العالية مهمين.
-
البحث والتطوير: الهياكل الشبكية والأجزاء المحسّنة طوبولوجيا حيث تكون القوة العالية لكل كتلة أمرًا بالغ الأهمية.
مراقبة الجودة وإمكانية التتبع والمعايير
المعايير والمواصفات ذات الصلة (يشار إليها عادةً):
-
EN 1.2709 (التسمية الأوروبية) - مارينج 300.
-
سلسلة SAE / AMS لمساحيق التتبيل (على سبيل المثال، AMS المواد والعمليات القوائم - تحقق من مستندات AMS المحددة لكل طلب).
-
يستخدم ASTM A579/579M كمرجع ذي صلة في بعض أوراق البيانات.
ضمان جودة الموردين: ابحث عن شهادة التحليل (CoA)، والتحليل العنصري الكامل، وتقرير حجم الجسيمات، وقياسات التدفق/الكثافة، وأي شهادة AMS/ISO ذات صلة بسلسلة التوريد الخاصة بك. توفر سبائك MWAlloys شهادة CoAs وإمكانية تتبع الدفعة لكل دفعة يتم شحنها.
ما الذي تورده MWAlloys؟
-
المنتج: مسحوق 18Ni300/EN 1.2709 مسبوق السبائك المشبعة بالغاز 18Ni300 / EN 1.2709، خيارات PSD (15-45 ميكرومتر؛ 15-65 ميكرومتر)، دفعة واحدة أو دفعات ممزوجة.
-
التسعير: 100% أسعار المصنع مباشرةً - أسعار تنافسية بالجملة، وموك واضح وخصومات على الحجم.
-
المخزون والمهل الزمنية: نحتفظ بكميات مخزّنة للنماذج الأولية والإنتاج؛ حزم العينات متاحة؛ إرسال سريع عندما تحتاج إلى استمرارية الإنتاج.
-
ضمان الجودة والخدمة: تُشحن كل دفعة مع ملف CoA وملف PSD وتحليل الأكسجين؛ وتتوفر عينات صغيرة لمراقبة الجودة عند الطلب. كما نقدم الدعم الفني لتوصيات نافذة معلمات AM.
-
التخصيص: خيارات التعبئة والتغليف (براميل سعة 25 كجم، وعينة سعة 5 كجم)، وتخميل السطح عند الطلب، وسياسات مناولة المسحوق المستعاد.
قائمة الاختيار العملية
-
تأكيد درجة حرارة خدمة الجزء مقابل درجة حرارة التقادم.
-
تحديد PSD لعملية AM المختارة.
-
اطلب محتوى ثاني أكسيد الكربون والأكسجين الحديث.
-
قم بتشغيل قسائم بناء صغيرة للتحقق من صحة الشد والصلابة.
-
خطة التلدين بالمحلول مقابل التعتيق المباشر بناءً على تحمل التشويه.
-
وضع سياسة جزء المسحوق المعاد تدويره.
الأسئلة الشائعة
-
هل 18Ni300 فولاذ مقاوم للصدأ؟
رقم 18Ni300 عبارة عن فولاذ متآكل يحتوي على نسبة منخفضة من الكروم وبالتالي لا يوفر مقاومة التآكل التي توفرها درجات الفولاذ المقاوم للصدأ مثل 316L. للخدمة المسببة للتآكل، استخدم طلاءات واقية أو سبيكة مختلفة. -
ما هي دورة الشيخوخة النموذجية التي تعطي خصائص الذروة؟
تبلغ العديد من أوراق البيانات والمختبرات عن خصائص الذروة حول 490 درجة مئوية (≈914 درجة فهرنهايت) لمدة 6-10 ساعات (يعتمد على الجزء). يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المنخفضة للتقادم (∼480 درجة مئوية) إلى تليين الأجزاء التي تعاني من التعب؛ أما درجات الحرارة الأعلى أو فترات الاحتجاز الأطول فيمكن أن تؤدي إلى تقادمها وتليينها. تحقق من الصحة على أجزاء تمثيلية. -
هل يمكنني تصنيع الأجزاء قبل التعتيق؟
نعم، تُصنع السبيكة بشكل جيد للغاية في الحالة اللينة (ما قبل التعتيق)؛ وعادةً ما يقوم المصنعون بوضع اللمسات الأخيرة على التصنيع القوي قبل التعتيق لحماية الأدوات والوصول إلى التفاوتات النهائية بعد التعتيق. -
هل 18Ni300 مناسب ل LPBF/SLM؟
نعم. يُستخدم على نطاق واسع في LPBF مع نوافذ بارامترات مصممة خصيصًا؛ تكون الخصائص حساسة لاتجاه البناء في حالة البناء ولكنها تتقارب بعد المعالجة الحرارية المناسبة. -
ما هو حجم الجسيمات الذي يجب أن أختاره؟
بالنسبة لـ LPBF 15-45 ميكرومتر أو 15-65 ميكرومتر تعتبر PSDs شائعة. حدد PSD على أساس إعادة طلاء الماكينة وسُمك الطبقة المطلوبة وقابلية تدفق المسحوق. -
كيف يؤثر المسحوق المعاد تدويره على الجودة؟
غالبًا ما تحتوي المساحيق المستصلحة على نسبة أكسجين أعلى وكسور جسيمات أصغر؛ اتبع توصيات المورد (عادةً ما تكون نسبة إعادة التدوير المغطاة والنخل) وقم بإجراء فحوصات كيميائية/فحوصات تدفق دورية. -
ما هي قوة الشد التي يمكنني توقعها بعد التعتيق؟
ذروة قوة الشد حول ~2.0 جيجا باسكال (≈2000 ميجا باسكال) يتم الإبلاغ عنها بشكل روتيني للمواد المعتقة بشكل صحيح المحضرة بواسطة ثنائي الفينيل متعدد الكلور منخفض الكثافة أو بالطرق التقليدية. -
هل 18Ni300 قابل للحام؟
نعم، تتمتع بقابلية لحام جيدة، ولكن يجب تقادم الوصلات الملحومة لاستعادة القوة في منطقة HAZ؛ تقييم الإجهادات المتبقية وخصائص منطقة HAZ للاستخدام الهيكلي. -
ما هي الصناعات التي تفضل 18Ni300؟
صناعة الطيران، والدفاع، وأدوات القولبة بالحقن (التبريد المطابق)، ومكونات رياضة السيارات، والتركيبات الهندسية عالية الأداء. -
ما هي الوثائق التي يجب أن أحصل عليها من MWAlloys؟
تحليل الأكسجين والهيدروجين، وإمكانية تتبع الدفعة وملاحظات المعالجة الحرارية الموصى بها. وتشتمل MWAlloys على هذه الملاحظات مع كل شحنة.
AR 
EN 
JA 
KO 
DE 
IT 
ES