Порошок FeCoNiCrMn

Обзор порошка FeCoNiCrMn

FeCoNiCrMn относится к классу многопринципных сплавов, известных как высокоэнтропийные сплавы. Близкоэквиатомный состав обеспечивает высокую конфигурационную энтропию, что приводит к превосходной прочности, вязкости и стабильности при высоких температурах.

К основным свойствам порошка FeCoNiCrMn относятся:

• Исключительная высокотемпературная прочность и сопротивление ползучести
• Отличная усталостная прочность и вязкость разрушения
• Выдающаяся стойкость к окислению и коррозии
• Высокая микроструктурная стабильность при повышенных температурах
• Доступны частицы с различным распределением по размерам и морфологии

Порошок FeCoNiCrMn подходит для изготовления высокотемпературных конструкционных деталей, защитных покрытий, термического напыления, сварки, аддитивного производства и других ответственных применений при повышенных температурах.

Состав порошка FeCoNiCrMn

Порошок FeCoNiCrMn имеет номинальный состав:

Элемент	Состав
Железо (Fe)	20-25%
Кобальт (Co)	20-25%
Никель (Ni)	20-25%
Хром (Cr)	15-20%
Марганец (Mn)	10-15%
Углерод (C)	<0,5%
Кремний (Si)	<1%

Высокоэнтропийный состав обеспечивает более высокую термическую стабильность и механические свойства по сравнению с традиционными сплавами. Примеси сведены к минимуму.

Свойства порошка FeCoNiCrMn

Порошок FeCoNiCrMn обладает следующими свойствами:

Недвижимость	Значение
Плотность	8,0-8,3 г/см3
Температура плавления	1300-1400°C
Теплопроводность	15-25 Вт/мК
Электрическое сопротивление	70-90 мкΩ.см
Модуль Юнга	200-220 ГПа
Коэффициент Пуассона	0.28-0.30
Прочность на разрыв	750-1200 МПа
Предел текучести	500-900 МПа
Удлинение	20-35%
Твердость	35-50 HRC

 

Такие свойства, как прочность, пластичность, усталостная прочность и твердость, сохраняются вплоть до температур, превышающих 1000°С.

Метод получения порошка FeCoNiCrMn

Типичные методы производства порошка FeCoNiCrMn включают:

• Газовая атомизация - Инертный газ высокого давления используется для распыления расплавленного сплава с целью получения мелкодисперсного сферического порошка с хорошей текучестью и плотностью упаковки.
• Распыление воды - Высокоскоростная водяная струя разбивает поток расплавленного металла на мелкие частицы порошка неправильной формы. Более низкая стоимость, но более высокий уровень захвата кислорода.
• Механическое легирование - Шаровой помол смешанных элементных порошков с последующим спеканием и вторичным распылением.

Газовое распыление обеспечивает наилучший контроль над такими характеристиками порошка, как гранулометрический состав, морфология, чистота и микроструктура.

Области применения порошка FeCoNiCrMn

Порошок FeCoNiCrMn используется в высокотемпературных областях, в том числе:

• Аддитивное производство - Селективное лазерное плавление для изготовления сложных деталей, требующих исключительной высокотемпературной прочности, для аэрокосмической, автомобильной промышленности и т.д.
• Термические напыляемые покрытия - Дуговое распыление проволоки для нанесения толстых защитных покрытий, обеспечивающих износостойкость/коррозионную стойкость при повышенных температурах свыше 750°C.
• Наполнитель для пайки - Для соединения высокотемпературных сплавов и керамики благодаря устойчивости к окислению.
• Расходные материалы для сварки - Обеспечивает превосходную прочность и долговечность сварного шва в условиях высоких температур и коррозионной активности.
• Приспособления для термообработки - Лотки, корзины, приспособления для порошковой металлургии, используемые в печах термообработки.

Технические характеристики порошка FeCoNiCrMn

Порошок FeCoNiCrMn выпускается в различных диапазонах размеров, форм, марок и степени чистоты:

• Размер частиц: От 10-45 мкм для методов AM, до 150 мкм для процессов термического напыления.
• Морфология: Сферические, неправильные и смешанные формы. Сферический порошок обеспечивает оптимальную текучесть и плотность упаковки.
• Чистота: От коммерческой чистоты до сверхвысокой чистоты в соответствии с жесткими требованиями химического анализа и применения.
• Площадь поверхности: Предпочтительна низкая площадь поверхности для минимизации окисления при обработке и хранении.
• Оценки: Индивидуальный состав и характеристики порошка в зависимости от назначения и способа обработки.

Мировые поставщики порошка FeCoNiCrMn

К числу основных мировых поставщиков порошка FeCoNiCrMn относятся:

• Sandvik Osprey (Великобритания)
• Erasteel (Франция)
• Tekna (Канада)
• Edgetech Industries (США)
• CNPC Powder (Китай)
• Хоганас (Швеция)
• AMETEK (США)

Эти компании производят различные марки порошка FeCoNiCrMn с использованием процессов газового распыления, распыления в воде и механического легирования, предназначенных для решения сложных задач.

Ценообразование на порошок FeCoNiCrMn

Цены на порошок FeCoNiCrMn зависят от таких факторов, как:

• Состав, степень чистоты
• Гранулометрический состав и форма частиц
• Метод производства
• Количество заказов
• Производитель и географическое расположение

Класс	Диапазон цен
Коммерческая	$100-150 за кг
Высокая чистота	$150-300 за кг
Сверхтонкий	$300-500 за кг
Специальный класс	$500-1000 за кг

 

Порошки высокой чистоты, распыляемые газом, с контролируемым размером частиц, имеют гораздо более высокую цену по сравнению с коммерческими сортами.

Хранение и обращение с порошком FeCoNiCrMn

Порошок FeCoNiCrMn требует бережного хранения и обращения:

• Хранить в герметичных контейнерах под инертным газом для предотвращения окисления
• Необходим контроль взрывоопасности пыли, образующейся при накоплении мелкого порошка
• Использование надлежащих СИЗ, вентиляции и техники безопасности при работе с порошком
• Предотвращение контакта порошка с несовместимыми материалами
• Соблюдайте соответствующие правила техники безопасности, приведенные в SDS поставщика

При работе с порошком этого реактивного сплава необходимо соблюдать надлежащие меры защиты.

Контроль и испытания порошка FeCoNiCrMn

Основные испытания по контролю качества порошка FeCoNiCrMn:

• Химический анализ с использованием ОЭС или РФА для обеспечения соответствия состава заданным пределам
• Распределение частиц по размерам с помощью лазерной дифракции в соответствии со стандартом ASTM B822
• Анализ морфологии с помощью РЭМ-изображений
• Измерение расхода порошка в соответствии со стандартом ASTM B213
• Определение плотности методом гелиевой пикнометрии
• Анализ примесей с помощью ИСП-МС
• Микроструктурная характеристика методом рентгенофазового анализа

Тщательные испытания подтверждают качество и консистенцию порошка для применения при высоких температурах.

Сравнение порошков FeCoNiCrMn и Inconel 718

Сравнение порошков FeCoNiCrMn и Inconel 718:

Параметр	FeCoNiCrMn	Инконель 718
Состав	Высокоэнтропийный сплав	Сплав Ni-Cr-Nb
Стоимость	Выше	Нижний
Высокотемпературная прочность	Намного лучше	Очень хорошо до 700°C
Коррозионная стойкость	Сопоставимый	Сопоставимый
Работоспособность	Умеренный	Отличный
Приложения	Термическое напыление, АМ	Аэрокосмические компоненты, пружины
Доступность	Умеренный	Легкодоступность

 

FeCoNiCrMn обеспечивает превосходную высокотемпературную прочность, в то время как Inconel 718 обладает лучшей обрабатываемостью и доступностью.

Вопросы и ответы по порошкам FeCoNiCrMn

Вопрос: Как производится порошок FeCoNiCrMn?

Ответ: Порошок FeCoNiCrMn производится промышленным способом с использованием газовой атомизации, водной атомизации и механического легирования с последующим спеканием. Наилучшие характеристики порошка обеспечивает газовая атомизация.

Вопрос: Каковы основные области применения порошка FeCoNiCrMn?

О: Основные области применения: аддитивное производство, покрытия для термического напыления, присадочные материалы для пайки, высокотемпературной сварки, порошковой металлургии, горячей обработки инструмента, где требуется исключительная высокотемпературная прочность.

Вопрос: Каков рекомендуемый размер частиц для термического напыления?

О: Для большинства процессов термического напыления предпочтительно использовать порошок FeCoNiCrMn в диапазоне размеров частиц 45-150 мкм, чтобы обеспечить максимальную эффективность осаждения и свойства покрытия.

Вопрос: Требует ли порошок FeCoNiCrMn особых мер предосторожности при обращении?

Ответ: Да, при работе с этим химически активным мелкодисперсным порошком сплава необходимы соответствующие меры защиты, включая инертную атмосферу, заземление, вентиляцию, СИЗ.

Вопрос: Где можно приобрести порошок FeCoNiCrMn, пригодный для аддитивного производства?

О: Для АМ-приложений, требующих высокотемпературной прочности, мелкодисперсный порошок FeCoNiCrMn можно приобрести у ведущих производителей, включая Sandvik, Erasteel, Tekna и Edgetech Industries.