18Ni300 (1.2709)
Введение в материал
18Ni300, также известный как мартенситно-стареющая сталь 1.2709, является одной из наиболее широко используемых инструментальных сталей сверхвысокой прочности для аддитивного производства металлов. Будучи мартенситным сплавом с дисперсионным твердением, он обеспечивает исключительную вязкость, выдающуюся размерную стабильность и очень высокую прочность на разрыв после старения. Благодаря передовой технологии 3D-печати из нержавеющей стали от Neway AeroTech, 18Ni300 позволяет быстро изготавливать готовые к производству формы, оснастку, механические детали и конструктивные элементы, работающие под высокими нагрузками. Его практически нулевое содержание углерода обеспечивает отличную свариваемость и стойкость к образованию трещин, что делает его идеальным выбором для сложных геометрий и структур конформного охлаждения, недостижимых при традиционной механической обработке. Предсказуемая реакция материала на старение позволяет инженерам достигать уровней твердости, сопоставимых с премиальными инструментальными сталями, делая 18Ni300 высокопроизводительным и универсальным решением для промышленной 3D-печатной оснастки и инженерных применений.
Международные названия или представительские марки
Регион | Общее название | Представительские марки |
|---|---|---|
США | Мартенситно-стареющая сталь 300 | 18Ni300 |
Европа | Инструментальная сталь 1.2709 | X3NiCoMoTi 18-9-5 |
Япония | Высокопрочная мартенситно-стареющая сталь | 18Ni300 |
Китай | Сверхвысокопрочная мартенситно-стареющая сталь | 18Ni300 |
Формостроительная промышленность | Мартенситно-стареющая инструментальная сталь | Марка 300 |
Альтернативные варианты материалов
В зависимости от требований применения, несколько альтернативных металлических материалов предлагают дополнительные преимущества в производительности. Для сред, чувствительных к коррозии, дисперсионно-твердеющая нержавеющая сталь, такая как Corrax, обеспечивает отличную твердость с превосходной коррозионной стойкостью. Для общих высокопрочных геометрий 17-4 PH обеспечивает баланс вязкости и коррозионной стабильности. Если требуется более высокая температурная стойкость, никелевые сплавы, такие как Inconel 718 или Inconel 625, обеспечивают превосходную ползучесть и окислительную стойкость. Для применений, требующих экстремальной износостойкости, кобальтовые сплавы, такие как Stellite 6, обеспечивают долговечность в абразивных средах. Там, где снижение веса имеет решающее значение, высокопроизводительные титановые сплавы, такие как Ti-6Al-4V, предлагают превосходное отношение прочности к плотности.
Цель разработки
18Ni300 была изначально разработана для создания инструментальной стали с исключительной прочностью, крайне низкой деформацией и высокой вязкостью после термической обработки старением. Ее очень низкое содержание углерода предотвращает хрупкость, позволяя компонентам подвергаться сварке и термообработке с отличной стабильностью. В 3D-печати 18Ni300 особенно ценится за производство форм с конформным охлаждением, промышленной оснастки для высоких нагрузок и сложных механических деталей, требующих предсказуемой размерной точности. Цель ее разработки идеально согласуется со способностью аддитивного производства создавать оптимизированные, легкие и точно сконструированные компоненты без ущерба для целостности материала.
Химический состав (типи�ный)
Элемент | Состав (%) |
|---|---|
Железо (Fe) | Остальное |
Никель (Ni) | 17–19 |
Кобальт (Co) | 8–12 |
Молибден (Mo) | 4.5–5.2 |
Титан (Ti) | 0.6–1.2 |
Алюминий (Al) | ≤ 0.1 |
Углерод (C) | ≤ 0.03 |
Кремний (Si) | ≤ 0.1 |
Марганец (Mn) | ≤ 0.1 |
Физические свойства
Свойство | Значение |
|---|---|
Плотность | ~8.0 г/см³ |
Теплопроводность | 14–16 Вт/м·К |
Удельное электрическое сопротивление | ~0.75 мкОм·м |
Удельная теплоемкость | ~460 Дж/кг·К |
Температура старения | 480–520°C |
Механические свойства
Свойство | Типичное значение |
|---|---|
Предел прочности на разрыв | 1900–2100 МПа (после старения) |
Предел текучести | 1800–1950 МПа |
Твердость | 50–54 HRC (после старения) |
Относительное удлинение | 3–6% |
Ударная вязкость | Высокая для сверхпрочных сталей |
Ключевые характеристики материала
Чрезвычайно высокая механическая прочность после термической обработки старением
Отличная вязкость и пластичность для стали сверхвысокой прочности
Очень низкое содержание углерода обеспечивает высокую свариваемость и стойкость к трещинам
Выдающаяся размерная стабильность после термообработки
Предсказуемая реакция на старение для точного контроля твердости
Идеально подходит для высокопрочных вставок форм и компонентов оснастки
Отличная печатаемость с минимальным риском пористости при правильной обработке
Совместимость со сложными внутренними каналами охлаждения для литьевых форм
Превосходная усталостная прочность при циклических механических нагрузках
Высоконадежная производительность в долгосрочных промышленных операциях
Обрабатываемость различными методами
Аддитивное производство: Селективное лазерное плавление порошка позволяет производить плотную оснастку производственного уровня и механические компоненты с использованием 3D-печати из нержавеющей стали.
ЧПУ обработка: Эффективно обрабатывается в состоянии после раствора и дополняет точную финишную обработку с помощью ЧПУ обработки суперсплавов.
Электроэрозия (EDM): Подходит для детальной финишной обработки и точного контурирования посредством электроэрозии суперсплавов.
Глубокое сверление: Совместимо с передовыми методами глубокого сверления для сложных каналов охлаждения.
Термообработка: Надежно реагирует на закалку из твердого раствора и старение посредством термообработки суперсплавов.
Сварка: Может быть сварена при надлежащем контроле и дополнительно упрочнена старением с использованием сварки суперсплавов.
Литье: Хотя это не литейный сплав, металлургия мартенситно-стареющей стали соответствует логике обработки высокопрочных сталей.
Подходящие методы постобработки
Обработка старением для достижения сверхвысокой прочности и целевой твердости
Горячее изостатическое прессование (ГИП) посредством обработки ГИП для устранения внутренней пористости
Прецизионная механическая обработка и шлифов�ние для получения поверхностей качества форм
Полировка для применений оптического качества или в литьевых формах
Поверхностные упрочняющие обработки для повышения износостойкости
Неразрушающий контроль с использованием передового тестирования материалов
Очистка и тонкая обработка для каналов конформного охлаждения
Распространенные отрасли и применения
Вставки для литьевых форм и оснастка с конформным охлаждением
Высокопрочные механические компоненты и конструктивные детали
Аэрокосмические приспособления, крепежная оснастка и элементы инструмента
Прототипы автомобильных форм и легкие конструктивные компоненты
Компоненты промышленного оборудования, требующие чрезвычайно высокой прочности
Детали оборонной промышленности и машиностроения, подвергающиеся тяжелым циклическим нагрузкам
Когда выбирать этот материал
Когда одновременно требуются сверхвысокая прочность и вязкость
Когда оснастка должна выдерживать высокие нагрузки и частые механические циклы
Когда размерная точность и термообработка с низкой деформацией имеют решающее значение
При производстве форм с конформным охлаждением методом аддитивного производства
Когда необходимы свариваемость и повышение прочности после старения
Когда долгосрочная долговечность важнее первоначальной стоимости материала
При проектировании высокопрочных легких компонентов без компромиссов в производительности
Когда быстрое прототипирование функциональной оснастки должно соответствовать производительности производственного уровня
Изучить связанные блоги
