17-4 PH (1.4542): Martensitaushärtender Edelstahl im 3D-Druck
17-4 PH (1.4542 / AISI 630) im Metall-3D-Druck: Kupfer-Ausscheidungshärtung (H900 bis H1150), Festigkeiten bis 1.350 MPa, hohe Korrosionsbeständigkeit für Turbinen und Pumpen.
17-4 PH (Werkstoffnummer 1.4542 / X5CrNiCuNb16-4 / AISI 630) ist der führende ausscheidungshärtbare martensitische Edelstahl in der additiven Fertigung. Er vereint die hervorragende Korrosionsbeständigkeit austenitischer Edelstähle (wie 304L) mit den extremen Festigkeiten hochfester Vergütungsstähle. Durch eine einfache, verzugsarme Wärmebehandlung bei moderaten Temperaturen (480 °C bis 620 °C) scheiden sich nanoskalige Kupferpartikel in der martensitischen Matrix ab. Festigkeiten von über 1.300 MPa und Härtewerte bis 44 HRC werden reproduzierbar erreicht.
- Einfache einstufige Wärmebehandlung (H900, H1025, H1150) ohne schroffes Abschrecken minimiert Verzug.
- Erreicht im H900-Zustand Zugfestigkeiten bis 1.350 MPa und Härten von 40 bis 44 HRC.
- Breite Prozessverfügbarkeit in LPBF, Metal Binder Jetting und Metall-FFF (Filament).
- Sehr gute Korrosionsbeständigkeit gegen Industrieatmosphäre, Laugen und milde Säuren.
Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich
ISO/ASTM 52900| Wärmebehandlungszustand | As-Built (LPBF) | Zustand H900 (482 °C) | Zustand H1150 (621 °C) |
|---|---|---|---|
| Wärmebehandlung | Keine Nachbehandlung | 1 h bei 482 °C, Luftkühlung | 4 h bei 621 °C, Luftkühlung |
| Zugfestigkeit Rm | 950 - 1.050 MPa | 1.250 - 1.350 MPa | 950 - 1.020 MPa |
| Streckgrenze Rp0.2 | 750 - 850 MPa | 1.150 - 1.250 MPa | 750 - 820 MPa |
| Härte | 28 - 34 HRC | 40 - 44 HRC | 28 - 32 HRC |
| Bruchdehnung A5 | 8 - 14 % | 10 - 13 % | 15 - 20 % (hochzäh) |
Mechanismus der Kupfer-Ausscheidungshärtung
17-4 PH enthält ca. 3 bis 5 % Kupfer. Im as-built Zustand oder nach Lösungsglühen bei 1.040 °C ist das Kupfer in der martensitischen Matrix übersättigt gelöst. Beim Auslagern bei 482 °C (H900) scheiden sich kohärente, nur wenige Nanometer große kupferreiche Cluster ab. Diese Partikel behindern das Abgleiten von Versetzungsebenen extrem effektiv, was die Streckgrenze um bis zu 50 % in die Höhe treibt.
Schutzgasatmosphäre: Argon vs. Stickstoff bei 17-4 PH
Bei 17-4 PH spielt das Schutzgas eine Sonderrolle: Stickstoff stabilisiert Austenit. Wird 17-4 PH unter Stickstoff gedruckt, verbleibt ein höherer Rest-Austenitgehalt (Retained Austenite) im Gefüge, was die erreichbare Härte im Zustand H900 um 3 bis 6 HRC senkt. Für maximale Spitzenhärte wird der Druck unter 100 % reinem Argon empfohlen.
Anwendungen in Motorsport, Offshore und Medizintechnik
Aufgrund der Kombination aus Härte, Korrosionsbeständigkeit und günstigen Pulver- und Filamentpreisen wird 17-4 PH für chirurgische Instrumente (Knochensägen, Zangen), hochbelastete Motorsport-Radträger, Strömungsmischdüsen und chemische Pumpenwellen eingesetzt.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Muss 17-4 PH vor dem Auslagern lösungsgeglüht werden?
Wie verhält sich 17-4 PH im Vergleich zu 316L?
Ist 17-4 PH magnetisch?
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