voestalpine Böhler Edelstahl Böhler M789 AMPO: Hart und korrosionsbeständig

Im Rahmen der Konzernstruktur bietet voestalpine Böhler Edelstahl nicht nur Pulver, sondern auch entsprechende Druckkompetenz an. Dies erreicht das Unternehmen durch enge Zusammenarbeit mit globalen Entwicklungs- und Testzentren.

Additive Manufacturing bietet eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Fertigungsmethoden – z. B. Gestaltungsfreiheit, kürzere Durchlaufzeiten oder minimale Werkzeugkosten. Bisher gab es jedoch im Handel nur eine begrenzte Anzahl von Legierungen für den Metall-3D-Druck. Da die Leistungsanforderungen an die gedruckten Teile für verschiedene Anwendungen wie Werkzeugbau, Luft- und Raumfahrt und Automobilindustrie in Bezug auf mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit immer komplexer werden, müssen auch die Pulverwerkstoffe für Additive Manufacturing-Verfahren verbessert werden.

Der Böhler M789 AMPO ist ein Maraging Stahl, welcher die Festigkeitseigenschaften des 1.2709 mit der Korrosionsbeständigkeit eines 17-4PH vereint.

Zukunft entwickeln

Martensitaushärtende Pulver werden sehr häufig für die Additive Fertigung verwendet. Aufgrund ihres geringen Kohlenstoffgehalts ermöglichen sie eine hervorragende Verarbeitbarkeit im Laser Powder Bed Fusion (L-PBF)-Verfahren. Der Werkstoff 1.2709 zeigt beispielsweise eine hervorragende Kombination aus Härte und Zähigkeit, ist aber nicht korrosionsbeständig. Dagegen weist 17-4 PH eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, erreicht aber nicht die hohe Härte von 1.2709. Deshalb wurde ein völlig neues Konzept für martensitaushärtenden Stahl entwickelt, das die ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit von 17-4PH und die Härte von 1.2709 vereint – die Lösung: Böhler M789 AMPO.

Legierungsbestandteile des Böhler M789 AMPO im Verhältnis zu den Vergleichswerkstoffen.

Die spezielle Legierung macht es möglich

Böhler M789 AMPO basiert auf dem weit verbreitetem Stahl PH 13-8 Mo, der eine gute Härte bei gleichzeitig ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit erreicht. Zielsetzungen bei der Entwicklung von Böhler M789 AMPO waren die Verbindung eines hohen Härtegrads mit guter Korrosionsbeständigkeit, eine gute Druck- bzw. Schweißbarkeit sowie eine unkomplizierte Wärmebehandlung mit minimalem Verzug. Da der zukünftige Bedarf an Kobalt durch die Batterieproduktion für die E-Mobilität steigen wird, wurde diese korrosionsbeständige martensitaushärtende Stahlsorte ohne Kobalt entwickelt. Das Produktentwicklungsteam bei voestalpine Böhler Edelstahl unternahm alle Anstrengungen, um Möglichkeiten für eine solche Verbesserung zu schaffen und alle Erwartungen in einem Werkstoff zu erfüllen. Das spezielle Legierungskonzept von Böhler M789 AMPO mit seiner maßgeschneiderten chemischen Zusammensetzung erfüllt alle diese Anforderungen. Durch die Bildung von intermetallischen Ausscheidungen mit Ni, Ti, Al und Si kann eine Härte über 52 HRc bei gleichzeitig hoher Korrosionsbeständigkeit erreicht werden, die mit der von PH 13-8 Mo vergleichbar ist.

Maximierung der Eigenschaften

Druckversuche auf verschiedenen AM-Maschinen zeigten viele erfolgreiche Parameterkombinationen, wodurch Böhler M789 AMPO sehr gut druckbar ist. Für die Erreichung der vollen Leistung des Materials ist eine Wärmebehandlung bestehend aus Lösungsglühen und Auslagerung notwendig. Daher wird das Lösungsglühen bei 1000° C mit einer Haltezeit von einer Stunde empfohlen. Ein Abschrecken an Luft ist möglich. Um eine Härte von 52 HRc zu erreichen, wird eine Auslagerungsbehandlung bei einer Temperatur von 500° C und einer Haltezeit von drei Stunden empfohlen. Die Korrosionsbeständigkeit ist wichtig, wenn der Stahl mit aggressiven Medien in Berührung kommt, was im Kunststoffspritzguss oder in der Öl- und Gasindustrie oft der Fall ist. Zur Beurteilung des Korrosionsverhaltens wurden Prüfungen zum Lochfraßpotenzial in sauren Medien (pH = 4; synthetisches Meerwasser + HCl) durchgeführt. Böhler M789 AMPO zeigt eine ähnliche Korrosionsbeständigkeit wie PH 13-8 Mo (Böhler N709) und eine deutlich höhere Korrosionsbeständigkeit als martensitische Edelstähle wie z. B. 1.2083.

Dem Anspruch gerecht

Die Additive Fertigung für die Herstellung von Prototypen sowie für Teile in kleinen oder mittleren Losgrößen hat in der Industrie Einzug gehalten. Außerdem steigen die Anforderungen an die Eigenschaften der gedruckten Teile, was Korrosionsbeständigkeit und höhere Härte angeht, stetig an. Böhler M789 AMPO von voestalpine Böhler Edelstahl erfüllt die Ansprüche für die Erreichung einer hohen Härte bei gleichzeitig ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit in einem Material.

Die Division High Performance Metals bietet derzeit ab Lager sieben Marken aus ihrem Standardprogramm an. Abhängig von den Anforderungen des verwendeten AM-Verfahrens kann der Werkstoffspezialist die geeignete Partikelfraktion im Bereich von 15 bis 90 µm liefern. Zudem wird das Pulver nach der neuesten Verdüsungstechnologie hergestellt und im Haus geprüft. Abhängig von der Stahlmarke, den Nickelbasislegierungen und den kundenspezifischen Anforderungen wird in Vakuum geschmolzenes oder umgeschmolzenes Rohmaterial eingesetzt. Dies gewährleistet hohe Qualitätsstandards und minimiert unerwünschte Verunreinigungen.

formnext: Halle 12.0, D21