Der nichtrostende Stahl OP431 ist eine ausscheidungshärtende martensitische Sorte, die eine einzigartige Kombination aus hoher Festigkeit, Zähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bietet. OP431-Pulver wird in erster Linie für die additive Fertigung, die Oberflächentechnik sowie für Sprüh- und Schmelzbeschichtungen in anspruchsvollen Branchen verwendet.
Überblick über Rostfreier Stahl OP431 Pulver
Zu den wichtigsten Eigenschaften, die den Edelstahl OP431 für das Laser-Pulverbettschweißen geeignet machen, gehören:
- Außergewöhnliche Zugfestigkeit durch ein angelassenes martensitisches Gefüge
- Hoher Härtegrad von bis zu 50 HRC bei Spitzenalterung
- Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, vergleichbar mit 304/316-Güten
- Gute Dimensionsstabilität über den gesamten Betriebstemperaturbereich
- Geringer Magnetismus erleichtert die Nachbearbeitung und Prüfung
- Fließfähigkeit und Verteilbarkeit optimiert für AM-Build-Konsistenz
OP431 bietet sowohl eine hohe mechanische Leistung als auch eine Korrosionsbeständigkeit, die mit herkömmlichen Edelstahllegierungen nicht zu erreichen ist.
Arten von Rostfreier Stahl OP431 Pulver
Zusammensetzung von Edelstahl OP431-Pulver
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Chrom | 15 – 17.5 |
| Nickel | 3.5 – 5.5 |
| Mangan | 1 max |
| Silizium | 1 max |
| Kohlenstoff | 0,04 max |
| Schwefel | 0,03 max |
| Phosphor | 0,04 max |
| Kupfer | 3 – 5 |
| Niobium | 0.2 – 0.6 |
Quelle: Sandvik Osprey
Kleine Zusätze von Niob verleihen OP431 eine einzigartige Ausscheidungshärtung. Kupfer bietet eine interne Passivierung gegen Korrosion.
Beliebte Varianten von OP431 Powder
OP431
Standardsorte mit einem guten Gleichgewicht zwischen Eigenschaften, Schweißbarkeit und Kosten. Wird für die Mehrzahl der Anwendungen verwendet.
OP431L
Variante mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, bei der der Kohlenstoffgehalt auf maximal 0,03% begrenzt ist, um die Schweißbarkeit zu verbessern. Die Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion wurde ebenfalls erhöht.
OP431LSi
Extra kohlenstoff- und siliziumarme Variante mit einem Kohlenstoffgehalt von unter 0,02% und einem Siliziumgehalt von mindestens 0,8% speziell für das Schweißen. Bevorzugt, wenn Schweißen erforderlich ist.
OP431N
Stickstofflegierte Sorte mit Stickstoff 0,15% min für erhöhte Festigkeit. Wird verwendet, wenn hohe Härte wichtig ist.
Spezifikationen für OP431-Pulver
Zu den kritischen Parametern, die die Qualität und Leistung von gedruckten oder gespritzten OP431-Teilen bestimmen, gehören:
Spezifikationen für die Größenverteilung
| Maschenweite | Mikrometerbereich |
|---|---|
| -100 Maschen | 105 - 150 μm |
| 100 - 325 Maschen | 44 - 105 μm |
| 150 - 325 Maschen | 32 - 75 μm |
Chemie Konformität nach AMS Standard
| Element | Gewicht % |
|---|---|
| Kohlenstoff | 0,03/0,04 max |
| Silizium | 1,00 max |
| Mangan | 1,00 max |
| Phosphor | 0,03 max |
| Schwefel | 0,02 max |
| Nickel | 3.50/5.50 |
| Chrom | 15.00/17.50 |
| Niobium | 0.15/0.45 |
Quelle: AMS 5922 Norm
Anwendungen von OP431-Pulver
Dank seines guten Verhältnisses von Festigkeit zu Gewicht und seiner Korrosionsbeständigkeit findet der Edelstahl OP431 bei der Herstellung im AM-Pulverbett-Verfahren vielfältige Anwendung.
OP431-Pulveranwendungen nach Industriezweigen
| Industrie | Typische Anwendungen |
|---|---|
| Luft- und Raumfahrt | Flugzeug- und Triebwerksbolzen, Fahrwerksteile, Aktuatoren |
| Automobilindustrie | Kipphebel, Pleuelstangen, Ventile |
| Chemische Verarbeitung | Pumpenwellen und Laufräder, Ventilgehäuse |
| Öl und Gas | Bohrloch-/Unterwasserbefestigungen, Bohrlochkopfteile |
| Medizinisch und zahnmedizinisch | Orthopädische Implantate, chirurgische Instrumente |
Die Fähigkeit, komplizierte, leichte Geometrien in 3D zu drucken, erweitert die Anwendungsmöglichkeiten auf allen Märkten.
OP431 im Vergleich zu gängigen Stahlpulvern
| Legierung | Relative Korrosionsbeständigkeit | Härte im Werkszustand | Nachbehandlungshärte |
|---|---|---|---|
| OP431 | Ausgezeichnet, ähnlich wie Edelstahl 316 | Bis zu 35 HRC | Spitzenwert 50 HRC |
| 17-4PH | Mäßig, weniger als 316 | 35-40 HRC | Spitzenwert 50 HRC |
| 316L | Besser als OP431 | ~25 HRC | – |
| H13 | Niedrig, erfordert Beschichtung | Bis zu 45 HRC | – |
OP431 bietet die besten Allround-Eigenschaften nach einer vollständigen Ausscheidungshärtung nach der Behandlung.
-
FGH95 Ni-Basis-Legierungspulver | Nickellegierungspulver -
CMSX-4 Nickellegierungspulver | Nickellegierungspulver -
Ni-Fe-Mo Weichmagnetisches Pulver | Nickellegierungspulver -
Ni-Cr-Mo-Legierungspulver | Nickellegierungspulver -
Nickel-Titan-Legierungspulver | Nickel-Legierungspulver -
Nickel-Aluminium-Legierungspulver | Nickel-Legierungspulver -
MCrAlY-Legierungspulver | Nickellegierungspulver -
Nickel-Chrom-Legierungspulver | Nickel-Legierungspulver -
Hartlötpulver auf Nickelbasis
Lieferanten von OP431-Edelstahlpulver
Zu den führenden Herstellern von OP431-Stahlpulvern für AM gehören:
OP431 Pulver Hersteller & allgemeine Preisgestaltung
| Unternehmen | Typischer Preis/Kg | Pulver-Varianten |
|---|---|---|
| Sandvik Fischadler | $50 – $120 | OP431, OP431LSi, OP431N |
| Hoganas | $45 – $100 | OP431, OP431L |
| Rio Tinto Metall-Pulver | $60 – $140 | OP431, OP431N |
| Praxair | $70 – $130 | OP431, OP431N |
Die Kosten hängen von der Größenverteilung, der Losgröße, den erforderlichen Zertifizierungen usw. ab. Für Qualitäten mit besonders geringen Verunreinigungen werden höhere Preise verlangt.
FAQ
Welche Partikelgrößenverteilung wird für OP431 in Laser PBF AM empfohlen?
Ein Größenbereich von 20-75 Mikrometern, mit einer mittleren Größe von ~45 Mikrometern und einer Gaußschen Verteilung ist ideal. Dies gewährleistet eine optimale Packungsdichte und ein gleichmäßiges Schmelzen, das für eine qualitativ hochwertige Pulverbettschmelzverarbeitung erforderlich ist.
Welche Nachbehandlungen können die Eigenschaften von OP431-Teilen verbessern?
Das Lösungsglühen mit anschließender doppelter Wärmebehandlung kann die Härte auf bis zu 700 Vickers/50 HRC erhöhen. Spannungsarmglühen, Heiß-Isostatisches Pressen (HIP) und Heiß-Isostatische Wärmebehandlung (HIPHT) verbessern ebenfalls die Materialeigenschaften.
Ist OP431 härter oder stärker als Edelstahl 316L?
OP431 verfügt über deutlich höhere Festigkeits- und Härteeigenschaften - über 1900 MPa Zugfestigkeit und 700 Vickers, wenn es ausscheidungsgehärtet ist, und ist damit fast 2 Mal stärker als 316L bei den wichtigsten Kennwerten.
In welchen Branchen wird OP431 am häufigsten für Metall-AM-Anwendungen eingesetzt?
Luft- und Raumfahrt, Öl- und Gasanlagen wie Ventile und Pumpen, Turbolader in der Automobilindustrie und Hochleistungskomponenten waren die ersten Anwender von OP431 für servicekritische Anwendungen, die extreme Umweltbeständigkeit erfordern.
Sind OP431-Teile mit konventionellen oder Laserschweißverfahren schweißbar?
Ja, mit der richtigen Verbindungsvorbereitung und Prozesskontrolle kann OP431 sowohl mit konventionellem WIG/GMAW als auch mit Laser-/Elektronenstrahlschweißen erfolgreich geschweißt werden. Die Variante OP431L mit extra niedrigem Kohlenstoffgehalt wird für die besten Schweißergebnisse empfohlen.
