18Ni300 (1.2709)
材料概要
18Ni300（別名：1.2709 マレージング鋼）は、金属積層造形において最も広く使用されている超高分強度工具鋼の一つです。マルテンサイト系時効硬化合金として、時効処理後に卓越した靭性、優れた寸法安定性、非常に高い引張強度を発揮します。Neway AeroTech の先進的なステンレス鋼 3D プリンティング技術により、18Ni300 は生産対応の金型、工具部品、機械部品、および高荷重構造要素の迅速な製造を可能にします。炭素含有量がほぼゼロであるため、溶接性と耐亀裂性に優れ、従来の機械加工では実現できない複雑な形状やコンフォーマル冷却構造に理想的です。この材料の予測可能な時効反応により、エンジニアはプレミアム工具鋼に匹敵する硬度レベルを達成でき、18Ni300 は産業グレードの 3D プリント工具および工学用途向けに、高性能で極めて汎用性の高いソリューションとなります。
国際名称または代表的な等級
地域 | 一般名称 | 代表的な等級 |
|---|---|---|
米国 | Maraging Steel 300 | 18Ni300 |
欧州 | 1.2709 工具鋼 | X3NiCoMoTi 18-9-5 |
日本 | 高強度マレージング鋼 | 18Ni300 |
中国 | 超高分強度マレージング鋼 | 18Ni300 |
金型業界 | マレージング工具鋼 | 300 等級 |
代替材料オプション
アプリケーションの要件に応じて、いくつかの代替金属材料が補完的な性能上の利点を提供します。腐食環境に対しては、析出硬化型ステンレス鋼であるCorrax が、優れた耐食性を備えつつ卓越した硬度を提供します。一般的な高強度形状には、17-4 PH が靭性と耐食安定性のバランスを提供します。より高い耐熱性が必要な場合は、Inconel 718 や Inconel 625 などのニッケル基合金が、優れたクリープ特性と耐酸化性を発揮します。極度の耐磨耗性が求められる用途には、Stellite 6 などのコバルト基合金が、摩耗環境下��の長寿命を保証します。軽量化が不可欠な場合、Ti-6Al-4V などの高性能チタン合金が、優れた比強度を提供します。
設計目的
18Ni300 は、時効処理後に卓越した強度、極めて低い変形、および高い靭性を備えた工具鋼を提供するために開発されました。非常に低い炭素含有量により脆性が防止され、部品は優れた安定性をもって溶接および熱処理可能です。3D プリンティングにおいて、18Ni300 は特に、コンフォーマル冷却金型、高荷重産業用工具、および予測可能な寸法精度を必要とする複雑な機械部品の製造に価値があります。その設計意図は、材料の完全性を損なうことなく、最適化され軽量かつ精密に設計された部品を製造する積層造形の能力と完全に一致しています。
化学組成（典型値）
元素 | 組成 (%) |
|---|---|
鉄 (Fe) | 残部 |
ニッケル (Ni) | 17–19 |
コバルト (Co) | 8–12 |
モリブデン (Mo) | 4.5–5.2 |
チタン (Ti) | 0.6–1.2 |
アルミニウム (Al) | ≤ 0.1 |
炭素 (C) | ≤ 0.03 |
ケイ素 (Si) | ≤ 0.1 |
マンガン (Mn) | ≤ 0.1 |
物理的特性
特性 | 値 |
|---|---|
密度 | ~8.0 g/cm³ |
熱伝導率 | 14–16 W/m·K |
電気抵抗率 | ~0.75 μΩ·m |
比熱 | ~460 J/kg·K |
時効温度 | 480–520°C |
機械的特性
特性 | 典型値 |
|---|---|
引張強度 | 1900–2100 MPa (時効後) |
降伏強度 | 1800–1950 MPa |
硬度 | 50–54 HRC (時効後) |
伸び | 3–6% |
衝撃靭性 | 超高分強度鋼としては高い |
主な材料特性
時効処理後の極めて高い機械的強度
超高分強度鋼としての優れた靭性と延性
非常に低い炭素含有量により、高い溶接性と耐亀裂性を確保
熱処理後の優れた寸法安定性
正確な硬度制御のための予測可能な時効反応
高強度金型インサートおよび工具部品に理想
適切に処理された場合、気孔発生のリスクが最小限で、優れた印刷適性を有する
射出成形用の複雑な内部冷却チャネルとの互換性
繰返し機械荷重に対する優れた疲労強度
長期的な産業運用における極めて信頼性の高い性能
各種工程における製造可能性
積層造形：粉末床融解により、ステンレス鋼 3D プリンティング を使用して高密度の生産グレード工具および機械部品を製造可能。
CNC 加工：固溶化処理状態で効果的に加工でき、超合金 CNC 加工 を用いた精密仕上げを補完。
放電加工 (EDM)：超合金 EDM を通じて、詳細な仕上げと精密な輪郭加工に適す。
深穴あけ：複雑な冷却チャネル向けに、先進的な深穴あけ手法と互換性あり。
熱処理：超合金熱処理を通じて、固溶化処理および時効に確実に反応。
溶接：適切な制御の下で溶接可能であり、超合金溶接 を用いて時効によりさらに強化可能。
鋳造：鋳造合金ではないが、マレージング鋼の冶金学は高強度鋼処理の論理と整合する。
適切な後処理方法
超高分強度および目標硬度を達成するための時効処理
内部気孔を除去するための HIP 処理（熱間等方圧加圧）
金品質の表面仕上げのための精密加工および研削
光学グレードまたは射出成形用途向けの研磨
耐摩耗性を向上させるための表面強化処理
先進的な 材料試験 を用いた非破壊検査
コンフォーマル冷却チャネルのための洗浄および微細加工
主な業界および用途
射出成形用インサートおよびコンフォーマル冷却工具
高強度機械部品および構造部品
航空宇宙用治具、固定具、および工具要素
自動車用試作金型および軽量構造部品
極めて高い強度を必要とする産業機械部品
重い繰返し荷重を受ける防衛および工学部品
この材料を選択すべき場合
超高分強度と靭性を同時に必要とする場合
工具が高荷重および頻繁な機械的繰返しに耐える必要がある場合
寸法精度と低変形の熱処理が不可欠な場合
積層造形を通じてコンフォーマル冷却金型を製造する場合
溶接性と時効後の強度向上が必要な場合
初期材料コストよりも長期的な耐久性が重視される場合
性能を犠牲にすることなく高強度の軽量部品を設計する場合
機能性工具の迅速なプロトタイピングが生産グレードの性能と一致する必要がある場合
