Нержавеющая сталь 17-4PH — это мартенситный сплав, упрочняемый дисперсионным твердением, который сочетает высокую прочность, умеренную коррозионную стойкость и хорошую обрабатываемость. Материал широко применяется в аэрокосмической, медицинской, нефтегазовой и автомобильной отраслях благодаря способности сохранять механические свойства при повышенных температурах (до 600°C) и устойчивости к износу. При использовании в SLM-печати порошок обеспечивает точное воспроизведение сложных геометрий, включая внутренние каналы и тонкостенные конструкции.
Химический состав
Основные элементы сплава:
- Железо (Fe) — основа (около 73%)
- Хром (Cr) — 15 – 17.5% — обеспечивает коррозионную стойкость
- Никель (Ni) — 3 – 5% — повышает пластичность и термостойкость
- Медь (Cu) — 3 – 5% — участвует в упрочнении при термообработке
- Марганец (Mn) — ≤1% — улучшает прокаливаемость
- Кремний (Si) — ≤1% — повышает прочность и стойкость к окислению
- Углерод © — ≤0.07% — минимизирует карбидную сегрегацию
Механические свойства
После SLM-печати и термообработки материал демонстрирует:
- Предел прочности (σₕ): 960 – 1300 МПа
- Предел текучести (σ₀.₂): 860 – 1100 МПа
- Относительное удлинение: 5 – 10%
- Твердость: 35 – 45 HRC
- Плотность: 7.8 – 8.0 г/см³
Коррозионная стойкость. Устойчив к слабоагрессивным средам, включая соленую воду и кислоты, благодаря пассивному оксидному слою на основе хрома.
Параметры печати
- Размер частиц: 15 – 53 мкм
- Защитная атмосфера: аргон (Ar) с содержанием кислорода ≤0.1%
Постобработка:
- Термообработка. Двухступенчатый процесс — отжиг при 1040°C и старение при 480°C для достижения максимальной прочности
- Пескоструйная обработка. Снижает шероховатость поверхности до Ra 14 – 40 мкм
Преимущества материала
- Высокая прочность. Подходит для деталей, работающих под нагрузкой (шестерни, валы, инструменты)
- Термостойкость. Сохраняет свойства при температурах до 600°C, что критично для аэрокосмических компонентов
- Биосовместимость. Используется в медицинских имплантатах и хирургических инструментах после полировки
- Экономичность. Замена традиционных методов (литье, ковка) сокращает время производства и затраты на оснастку
Области применения
- Аэрокосмическая промышленность. Лопатки турбин, крепежные элементы, детали ракетных двигателей
- Автомобилестроение. Компоненты трансмиссии, фильтры, коллекторы
- Медицина. Ортопедические имплантаты, хирургические инструменты
- Энергетика. Клапаны, компоненты паровых турбин
Рекомендации по хранению и использованию
- Хранить в герметичной упаковке с инертным газом при температуре 15—25°C
- Перед печатью проверить текучесть порошка (≤55 сек для частиц 15 – 53 мкм) и насыпную плотность (4.0 – 4.5 г/см³)
Нержавеющая сталь 17-4PH — это универсальный материал для SLM‑печати, сочетающий прочность, термостойкость и умеренную коррозионную устойчивость. Его применение оптимально для задач, требующих долговечности и точности, таких как аэрокосмические компоненты или медицинские инструменты. Для достижения максимальных характеристик обязательна постобработка, включая термообработку и механическую очистку.
