,由于高硬度和耐磨性
,馬氏體300適用于許多模具的應用(注塑模具
、輕金屬合金鑄造、沖壓和擠壓)也為各種高性能的工業(yè)工程部(航空航天
、高強度機身部件和賽車所應用)
。
不銹鋼與碳鋼不同,目前的鉻含量不同,最低的鋼合金具有10.5%鉻含量,不銹鋼不容易生銹腐蝕。奧氏體不銹鋼具有高強度和耐腐蝕性。316L可在很寬的溫度范圍內下降到低溫。它可用于航空航天、石油、天然氣等多種工程應用,也可用于食品加工和醫(yī)療等領域。
金屬3D打印不銹鋼除了馬氏體不銹鋼還有ASM 300系列奧氏體不銹鋼,包括316L和304L。奧氏體不銹鋼的高強度和耐腐蝕性。316L可在很寬的溫度范圍內下降到低溫。它可用于航空航天
、石油、天然氣等多種工程應用
,也可用于食品加工和醫(yī)療等領域
。
與先前描述的合金類似,這兩種不銹鋼最初作為金屬打印材料是因為工業(yè)用途范圍廣泛,這些鋼通常用于航空航天部門
,或用于醫(yī)療設備,并在重工業(yè)
,如石油和天然氣領域應用廣泛
。
對于奧氏體不銹鋼,316L是迄今為止最常用的金屬材料。作為一個標準的工業(yè)合金
,特別是在一些酸性環(huán)境中具有優(yōu)秀的表現,并且具有優(yōu)越的強度相比
。這些單相不銹鋼是非熱處理的
,這意味著它們的強度不能通過通過增加熱處理來獲得提高。一些報道的數據表明
,700MPa的抗拉強度是可以實現的
,但大多數用戶的報告都在600MPa左右。
還有一種“多才多藝”的合金是鈷鉻鉬合金,簡單稱為鈷鉻
,在牙科部門最為普遍
。這是ISO 5832合金的衍生物,或ASTM F75
,歷史淵源為鎢鉻鈷合金?合金
,它最初是作為整形外科植入物用鑄造合金。但是用于牙科的合金不同于用于植入物的鈷鉻合金
,因為它含鎳(Ni)的自由基
,并有更多的鎢(W)的成分。牙科合金具有很好的強度(>1300MPa,消除應力后)
,并且具備很好的生物相容性
,與陶瓷涂層不易的分離。3D金屬打印可以將這種材料制成牙橋
、牙冠等產品
,與傳統(tǒng)制造技術相比具有縮短制造流程、提高精度
、降低成本的優(yōu)勢
。
其他高溫合金主要是基于Ni基合金,Inconel有兩個最常見的型號是625和718。使用合金的選擇通常取決于最大工作溫度和強度要求的組合
。這些鎳基合金具有高合金含量
,能夠承受各種各樣的嚴重腐蝕環(huán)境
。即使在更嚴重的腐蝕環(huán)境中,鎳和鉻的組合可以耐氧化化學反應
,鉬的存在使這些合金抗點蝕和縫隙腐蝕
,鈮行則在焊接過程中防止隨后的晶間應力腐蝕開裂。
圖:ASTM關于X射線和CT檢查的標準
*ASTM E07.02對于增材制造確定缺陷提供了大量的參考
圖:現行標準
ASTM F42關于鈦合金,鎳基合金的粉末標準及加工標準
,F2924,F3001,F3049,F3055,F3056
ASTM F42關于鋼、不銹鋼、相關合金熱等靜壓的標準
,A1080
圖:正在開發(fā)的標準
ASTM F42關于粉末床融化工藝加工鉻鉬合金(UNS R30075)的詳述,WK51329
ASTM F42關于鋁合金熱等靜壓的新指南,WK47205
ASTM F42關于粉末床融化工藝加工不銹鋼合金(S31603)的詳述,WK48732
ASTM F42關于粉末床融化工藝加工AlSi10Mg的詳述,WK53423
圖:ASTM F42關于通過粉末床激光融化技術加工不銹鋼合金的標準,F3184
圖:SAE將出臺的通過粉末床激光融化技術加工鎳基超合金625的航空零件增材制造標準
圖:ASTM F42將于2017年出臺更多關于鎳基超合金的激光粉末床融化加工標準
總體來說,625在溫度高達約815條件下依然提供優(yōu)良的負載性能
,此外,耐腐蝕性能
,這種合金廣泛應用于需要高的點蝕
、縫隙腐蝕和耐高溫的行業(yè)
,例如航空航天,化工和電力工業(yè)中的應用
。713具有優(yōu)異的抗熱疲勞性能
,以及在927°C的特殊斷裂強度,非常適合于噴氣發(fā)動機燃氣輪機葉片
。718具有優(yōu)異的耐腐蝕性以及良好的耐熱和拉伸
,疲勞,蠕變性能
,Inconel 718適合各種高端應用包括飛機渦輪發(fā)動機和陸基渦輪機(葉片
,環(huán),套管
,緊固件和儀表零件)
。其他高溫合金包括哈氏C276和Mar-M247。
鋁合金方面 ,鋁硅AlSi12-鋁硅12是一種具有良好的熱性能的輕質增材制造金屬粉末
。典型的應用是薄壁零件如換熱器,或其他汽車
,航空航天和航空工業(yè)級的原型及生產零部件
。而AlSi10Mg-硅/鎂組合帶來顯著的強度和硬度的增加。這種鋁合金適用于薄壁
,復雜的幾何形狀的零件
,是需要良好的熱性能和低重量場合中理想的應用材料。零件組織致密
,有鑄造或鍛造零件的相似性
。
圖:現有的關于表面質量與表面處理的標準
其他純金屬粉末和合金銅(Cu)、鎢(W) 、鉭(Ta)也經常出現在金屬3D打印研究或專業(yè)商業(yè)工業(yè)應用
。新的金屬和合金將不斷涌現,金屬打印系統(tǒng)不斷獲得改進
。作為金屬3D打印企業(yè)來說
,重要的是結合市場的需求,在一個應用點上深挖
,形成自己的一套方法
。
圖:ASTM F42關于DED直接能量沉積加工技術的標準指南,F3187-16
圖:ASTM F42關于設備與檢測技術之間的增材制造術語標準,ISO/ASTM 52921
圖:ASTM 正在開發(fā)的標準
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