AlSi10(4045) puissance pour HIP

Le pressage isostatique à chaud (HIP) est une technique de post-traitement qui utilise une pression et une température élevées pour éliminer les vides internes et améliorer les propriétés mécaniques des composants fabriqués. Les poudres métalliques, comme les AlSi10(4045) puissance pour HIPLes poudres d'AlSi10(4045) jouent un rôle crucial dans ce processus, offrant plusieurs avantages par rapport aux méthodes de fabrication conventionnelles. Cet article plonge dans le monde de la poudre d'AlSi10(4045) pour les applications HIP, en explorant ses propriétés, ses avantages, ses limites et les différents modèles disponibles.

Aperçu

AlSi10(4045) power for HIP est un matériau bien établi, spécialement conçu pour le pressage isostatique à chaud. Il appartient à la famille des alliages aluminium-silicium (AlSi), reconnus pour leur exceptionnelle coulabilité, leur soudabilité et leur bonne résistance mécanique. Le "10" dans AlSi10(4045) indique la teneur nominale en silicium du 10%, qui améliore considérablement la coulabilité et la fluidité par rapport à l'aluminium pur. La désignation "(4045)" fait référence à la norme spécifique de l'Association de l'aluminium qui régit la composition et les propriétés de cet alliage.

Au cours de l'HIP, les particules de poudre d'AlSi10(4045) sont consolidées sous une atmosphère de gaz inerte à des températures élevées (généralement entre 400°C et 600°C) et à une pression isotrope élevée (allant de 70 à 100 MPa). Cette pression intense force les particules de poudre à s'assembler, éliminant les vides, les fissures et autres défauts internes qui pourraient être présents. La température élevée facilite la liaison par diffusion entre les particules, ce qui permet d'obtenir un composant de haute densité en forme de filet, doté de propriétés mécaniques supérieures.

Modèles de poudres métalliques pour AlSi10(4045) puissance pour HIP

Divers modèles de poudres d'AlSi10(4045) sont disponibles auprès de différents fabricants, chacun répondant à des exigences d'application spécifiques. Voici un examen plus approfondi de dix modèles importants :

• AMpact AM300 (SLM Solutions) : Cette poudre atomisée au gaz présente une excellente fluidité et densité d'empilement, ce qui la rend idéale pour les géométries complexes et les structures en treillis compliquées. Sa morphologie sphérique favorise un étalement efficace de la poudre dans les processus de fabrication additive avant HIP.
• Höganäs Grafoil AM (Höganäs AB) : Cette poudre atomisée à l'eau offre une solution rentable pour les applications HIP. La forme irrégulière des particules améliore l'imbrication mécanique lors du compactage, ce qui permet d'améliorer la résistance après l'application de l'HIP.
• APEX ADiM 316L (APEX Powder Company) : Bien qu'il ne s'agisse pas strictement d'AlSi10(4045), cette poudre d'alliage aluminium-silicium-magnésium mérite d'être mentionnée en raison de ses propriétés similaires et de ses excellentes performances en matière de HIP. L'ajout de magnésium renforce la solidité et la résistance à la corrosion par rapport à l'AlSi10(4045) standard.
• LPW AlSi10Mg (technologie LPW) : Cette poudre atomisée au gaz incorpore du magnésium, comme l'APEX ADiM 316L. La teneur en magnésium affine la structure du grain et améliore à la fois la résistance et la ductilité après HIP.
• DLP AlSi10Si (DLP Laser GmbH) : Cette variante riche en silicium de l'AlSi10(4045) offre une meilleure résistance à l'usure grâce à la présence de particules de silicium dur. Elle est particulièrement adaptée aux composants soumis à une forte usure.
• Solutions SLM AlSi10Mn (SLM Solutions) : Cette variante alliée au manganèse présente une solidité et une résistance à la fissuration à chaud améliorées par rapport à l'AlSi10(4045) standard. L'ajout de manganèse affine la structure du grain et améliore les performances à haute température.
• EOS Aluminium AlSi10Mg (EOS GmbH) : Semblable à l'AlSi10Mg LPW et à l'ADiM 316L APEX, cette poudre contenant du magnésium offre une solidité et une résistance à la corrosion supérieures après HIP. C'est un choix populaire pour les applications exigeant une combinaison de ces propriétés.
• Proto Labs AlSi10Mg 2.0 (Proto Labs) : Cette poudre atomisée au gaz présente une fluidité et une densité d'emballage exceptionnelles, ce qui la rend adaptée aux géométries complexes dans le cadre de la fabrication additive avant HIP. La teneur en magnésium affine la structure du grain et améliore les propriétés mécaniques.
• Lehmann Voss AlSi10Si (Lehmann Voss GmbH) : Cette variante alliée au silicium reflète le DLP AlSi10Si, offrant une meilleure résistance à l'usure grâce à la présence de particules de silicium dur. Elle répond aux applications nécessitant une résistance élevée à l'usure ainsi que les avantages du traitement HIP.
• Poudres d'alliage personnalisables: Plusieurs fabricants offrent la possibilité d'adapter les compositions de poudre d'AlSi10(4045) à des besoins spécifiques. Cela permet d'affiner les propriétés telles que la solidité, la résistance à la corrosion et le comportement à l'usure pour répondre aux exigences de l'application.

Comment choisir une puissance AlSi10(4045) pour le modèle HIP ?

Bien que la sélection ci-dessus mette en évidence certains choix populaires, le choix du modèle de poudre AlSi10(4045) idéal pour votre application HIP nécessite une prise en compte attentive de plusieurs facteurs :

• Conditions de candidature : La fonction principale du composant final influence fortement le choix de la poudre. Les composants nécessitant une résistance et une ductilité élevées peuvent bénéficier de variantes alliées au magnésium telles que LPW AlSi10Mg ou EOS Aluminium AlSi10Mg. Inversement, les applications exigeant une résistance supérieure à l'usure peuvent favoriser les options riches en silicium comme DLP AlSi10Si ou Lehmann Voss AlSi10Si.
• Morphologie des particules : La forme et la taille des particules de poudre ont un impact significatif sur la fluidité, la densité d'empilement et les propriétés finales des composants. Les morphologies sphériques, comme celles que l'on trouve dans l'AMpact AM300, offrent généralement une meilleure fluidité et conviennent aux géométries complexes. Inversement, les formes irrégulières, comme celles du Höganäs Grafoil AM, peuvent améliorer l'imbrication mécanique pendant le compactage, ce qui améliore la résistance. La distribution de la taille des particules joue également un rôle, les poudres plus fines atteignant généralement des densités plus élevées après HIP, mais pouvant présenter une fluidité réduite.
• Processus de fabrication : La méthode de fabrication envisagée, comme la fabrication additive ou la métallurgie des poudres conventionnelle, peut influencer le choix de la poudre. Les poudres spécialement conçues pour la fabrication additive, comme AMpact AM300 et Proto Labs AlSi10Mg 2.0, privilégient souvent la fluidité pour un étalement efficace dans les processus de fusion par laser ou par faisceau d'électrons.
• Considérations relatives aux coûts : Les coûts de production peuvent varier en fonction du modèle de poudre. Les poudres atomisées au gaz, comme AMpact AM300 et LPW AlSi10Mg, coûtent généralement plus cher en raison du processus de production nécessaire. Les variantes atomisées à l'eau, comme Höganäs Grafoil AM, peuvent être plus rentables mais peuvent nécessiter des ajustements des paramètres de traitement pour obtenir les propriétés souhaitées.
• Réputation du fournisseur : Il est essentiel de sélectionner un fournisseur réputé ayant fait ses preuves dans la production de poudres métalliques. Recherchez des fournisseurs qui proposent des mesures de contrôle de la qualité cohérentes, des fiches techniques détaillées et une assistance à l'application pour garantir la réussite du traitement HIP.

Autres considérations :

• Impact sur l'environnement : Le processus de production et la composition des matériaux de la poudre peuvent influencer son empreinte environnementale. Pensez à des fournisseurs engagés dans des pratiques durables et à des poudres dont l'impact sur l'environnement est minimal.
• Précautions de sécurité : Suivez toujours les protocoles de sécurité recommandés lorsque vous manipulez des poudres métalliques. Cela inclut l'utilisation d'un équipement de protection individuelle (EPI) approprié et le respect de procédures de manipulation sûres afin de minimiser les risques d'inhalation et les risques d'incendie potentiels.

En évaluant soigneusement ces facteurs et en consultant le fournisseur de votre choix, vous pouvez sélectionner le modèle de poudre AlSi10(4045) optimal pour obtenir les propriétés et les performances souhaitées dans votre application HIP.

Propriétés des AlSi10(4045) puissance pour HIP

Les propriétés de la poudre d'AlSi10(4045) jouent un rôle essentiel dans la détermination des caractéristiques finales du composant HIP. Voici un tableau résumant quelques propriétés clés :

Propriété immobilière	Description
Composition chimique	~10% Silicium (Si), solde Aluminium (Al)
Densité	~2,65 g/cm³ (selon la méthode de traitement des poudres)
Capacité d'écoulement	Varie en fonction de la morphologie des particules et de leur distribution granulométrique
Densité apparente	~60-70% de la densité théorique (augmente après HIP)
Point de fusion	~577°C
Coefficient de dilatation thermique	~23 x 10^-6 /K

Après le traitement HIP, les composants AlSi10(4045) présentent typiquement :

• Haute densité : La technologie HIP élimine les vides, ce qui permet d'obtenir des composants de forme presque en filet avec des densités supérieures à 99% de la densité théorique.
• Résistance mécanique améliorée : L'élimination des défauts et l'amélioration de la liaison interparticulaire entraînent des augmentations significatives de la résistance à la traction, de la limite d'élasticité et de la résistance à la fatigue.
• Ductilité accrue : Le HIP peut améliorer la ductilité par rapport aux composants moulés, offrant une meilleure résistance à la déformation sous contrainte.
• Précision dimensionnelle : Le HIP minimise le rétrécissement et la distorsion, ce qui permet d'obtenir des composants d'une précision dimensionnelle exceptionnelle.

Il est important de se rappeler que les propriétés spécifiques du composant HIP final peuvent être influencées par plusieurs facteurs :

• Sélection du modèle de poudre (comme indiqué précédemment)
• Paramètres de traitement HIP (température, pression et temps de maintien)
• Profil de refroidissement après HIP

Applications de la poudre d'AlSi10(4045) pour HIP

La poudre AlSi10(4045) trouve des applications dans un large éventail d'industries en raison de sa polyvalence et des propriétés exceptionnelles obtenues grâce au traitement HIP. Voici quelques exemples marquants :

Industrie	Exemples d’application
Aérospatial	Composants structurels légers, échangeurs de chaleur, pièces de moteur nécessitant un rapport résistance/poids élevé
Automobile	Composants complexes du moteur, étriers de freins, roues (en particulier pour les véhicules électriques)
Médical	Implants biocompatibles, prothèses, instruments chirurgicaux personnalisés
Défense	Composants d'armures, pièces d'armes exigeant une résistance élevée et une grande résistance à la fatigue
Électronique grand public	Dissipateurs thermiques pour l'électronique de haute performance, boîtiers complexes pour appareils mobiles
Pétrole et gaz	Composants de fond de puits nécessitant une résistance à l'usure et une protection contre la corrosion exceptionnelles

Au-delà de ces exemples spécifiques, la poudre d'AlSi10(4045) pour HIP est prometteuse pour diverses applications émergentes, notamment :

• Fabrication additive (AM) : La poudre d'AlSi10(4045) est un choix populaire pour les processus d'AM tels que la fusion sélective par laser (SLM) en raison de sa bonne fluidité et de sa compatibilité avec le laser. Le HIPing des composants AM post-traités en AlSi10(4045) améliore considérablement leurs propriétés mécaniques, ce qui les rend aptes à des applications exigeantes.
• Allègement : Le rapport résistance/poids élevé de l'AlSi10(4045) après HIP le rend idéal pour les applications critiques en termes de poids dans des secteurs tels que l'aérospatiale et l'automobile. Les composants peuvent être conçus avec des structures en treillis complexes pour réduire davantage le poids tout en maintenant l'intégrité structurelle.
• Pièces multi-matériaux : Le HIP permet de consolider la poudre d'AlSi10(4045) avec d'autres matériaux, ce qui permet de créer des composants aux propriétés adaptées dans différentes régions. Cela ouvre la voie à des conceptions innovantes avec des gradients fonctionnels.

Avantages et limites de la poudre AlSi10(4045) pour HIP

Avantages :

• Excellente coulabilité et soudabilité : La teneur élevée en silicium de la poudre AlSi10(4045) améliore sa coulabilité et sa soudabilité, ce qui la rend adaptée aux géométries complexes.
• Haute résistance et ductilité : Après HIP, les composants en AlSi10(4045) présentent des propriétés mécaniques supérieures, offrant un bon équilibre entre résistance et ductilité.
• Précision dimensionnelle : Le HIP minimise le retrait et la distorsion, ce qui permet d'obtenir des composants d'une précision dimensionnelle exceptionnelle.
• Léger : L'AlSi10(4045) offre un bon rapport résistance/poids, ce qui le rend idéal pour les applications où le poids est critique.
• Polyvalence : La poudre AlSi10(4045) trouve des applications dans diverses industries en raison de ses propriétés adaptables et de sa compatibilité avec diverses techniques de post-traitement telles que le HIP.

Limites :

• Coût : Le processus de production des poudres métalliques peut être coûteux, et le HIP ajoute une étape supplémentaire à la chaîne de fabrication, ce qui risque d'augmenter les coûts globaux.
• Contraintes résiduelles : Le HIPing peut introduire des contraintes résiduelles dans le composant, qui nécessitent une attention particulière lors de la conception et éventuellement des étapes supplémentaires de post-traitement pour soulager les contraintes.
• Finition de la surface : La finition de surface des composants HIP peut ne pas être aussi lisse que celle obtenue avec les techniques d'usinage traditionnelles. Des processus de finition supplémentaires peuvent être nécessaires en fonction des exigences de l'application.
• Impact sur l'environnement : La production de poudres métalliques peut avoir une empreinte environnementale. La sélection de fournisseurs engagés dans des pratiques durables et la minimisation des déchets de matériaux au cours du traitement sont des considérations cruciales.

Spécifications, tailles et qualités de la poudre d'AlSi10(4045) pour HIP

La poudre AlSi10(4045) est généralement conforme aux spécifications de la norme AMS 4045 de l'Association de l'aluminium. Cette norme définit la composition chimique, les propriétés mécaniques et d'autres caractéristiques pertinentes de la poudre. Toutefois, certains fabricants peuvent proposer des variantes propriétaires avec de légères modifications pour répondre aux besoins d'applications spécifiques.

Voici un tableau résumant les spécifications, tailles et qualités typiques de la poudre d'AlSi10(4045) pour HIP :

Propriété immobilière	Description
Standard	AMS 4045 (Association de l'aluminium)
Composition chimique	~10% Silicium (Si), solde Aluminium (Al)
Distribution de la taille des particules	Varie en fonction du fabricant et de l'application (généralement entre 10 µm et 100 µm).
Densité apparente	~60-70% de la densité théorique
Capacité d'écoulement	Varie en fonction de la morphologie des particules et de leur distribution granulométrique
Notes	Généralement non allié, bien que certains fabricants puissent proposer des variantes avec des éléments d'alliage mineurs pour des propriétés spécifiques.

Il est important de consulter le fournisseur de poudre de votre choix pour obtenir des informations détaillées sur les spécifications, les tailles et les qualités disponibles pour son produit de poudre AlSi10(4045).

Fournisseurs et prix de la poudre d'AlSi10(4045) pour HIP

Plusieurs fournisseurs réputés proposent de la poudre d'AlSi10(4045) pour les applications HIP. Voici quelques exemples marquants, mais cette liste n'est pas exhaustive :

• Solutions SLM : SLM Solutions, l'un des principaux fournisseurs de technologies de fabrication additive métallique, propose également une gamme de poudres métalliques, notamment de l'AlSi10(4045) atomisé au gaz, optimisé pour ses machines SLM et compatible avec le post-traitement HIP.
• Höganäs AB : Réputé pour ses poudres métalliques atomisées à l'eau, Höganäs AB propose une variante économique d'AlSi10(4045) adaptée aux applications HIP. L'accent mis sur les pratiques de développement durable pourrait être un facteur décisif pour les fabricants soucieux de l'environnement.
• Société des poudres APEX : Ce fournisseur propose une gamme plus large de poudres d'alliages d'aluminium, dont l'APEX ADiM 316L, un alliage d'aluminium-silicium-magnésium similaire à l'AlSi10(4045), mais avec une solidité et une résistance à la corrosion accrues. Il s'agit d'une option intéressante pour les applications exigeant ces propriétés en plus des avantages du HIP.
• Technologie LPW : Acteur majeur dans le domaine de la fabrication additive métallique, LPW Technology fournit de la poudre d'AlSi10Mg atomisée au gaz et contenant du magnésium. Cet ajout affine la structure du grain et améliore à la fois la résistance et la ductilité après la fabrication additive, ce qui la rend appropriée pour les composants nécessitant ces caractéristiques.
• DLP Laser GmbH : Cette société propose DLP AlSi10Si, une variante riche en silicium de la poudre standard AlSi10(4045). La teneur accrue en silicium améliore la résistance à l'usure, ce qui la rend idéale pour les composants soumis à une forte usure et nécessitant les avantages du traitement HIP.
• SLM Solutions GmbH : À ne pas confondre avec SLM Solutions mentionné plus haut, ce fournisseur propose EOS Aluminium AlSi10Mg, similaire à LPW AlSi10Mg et APEX ADiM 316L. La présence de magnésium améliore la solidité et la résistance à la corrosion après HIP, ce qui en fait un choix populaire pour les applications exigeantes.
• Proto Labs : Spécialiste du prototypage rapide et de la fabrication à la demande, Proto Labs propose la poudre Proto Labs AlSi10Mg 2.0. Cette variante atomisée au gaz présente une excellente fluidité pour les géométries complexes dans la fabrication additive avant HIP. La teneur en magnésium affine la structure du grain et améliore les propriétés mécaniques.
• Lehmann Voss GmbH : Ce fournisseur propose le Lehmann Voss AlSi10Si, qui reflète le DLP AlSi10Si en mettant l'accent sur une meilleure résistance à l'usure grâce à la présence de particules de silicium dur. Il répond aux applications nécessitant une résistance élevée à l'usure ainsi que les avantages du HIP.

Le prix de la poudre d'AlSi10(4045) peut varier en fonction de plusieurs facteurs, notamment :

• Fabricant : La reconnaissance de la marque et les processus de production peuvent influencer la fixation des prix.
• Quantité de poudre : Les achats en gros permettent souvent d'obtenir des prix au kilogramme inférieurs à ceux des petites quantités.
• Distribution de la taille des particules : Les poudres plus fines peuvent être plus chères en raison de la transformation plus importante qu'elles nécessitent.
• Éléments d'alliage : Les variantes dotées d'éléments supplémentaires, comme le magnésium, pourraient coûter plus cher.

Il est recommandé de contacter directement les fournisseurs potentiels pour obtenir des informations actualisées sur les prix et discuter des exigences spécifiques de votre application. De nombreux fournisseurs proposent des outils de cotation sur leur site web ou se tiennent à votre disposition pour répondre à vos questions techniques et vous fournir des devis personnalisés.

FAQ

Q : Quels sont les avantages de l'utilisation de la poudre AlSi10(4045) pour le HIP par rapport aux méthodes de coulée traditionnelles ?

R : L'injection de poudre d'AlSi10(4045) offre plusieurs avantages par rapport à la coulée traditionnelle. Voici quelques points clés :

• Élimination des vides et de la porosité : Le HIP crée des composants en forme de filet avec une densité supérieure, ce qui permet d'améliorer les propriétés mécaniques et de réduire le risque de défaillance.
• Résistance et ductilité accrues : L'élimination des défauts et l'amélioration de la liaison interparticulaire augmentent considérablement la résistance à la traction, la limite d'élasticité et la résistance à la fatigue par rapport aux pièces moulées.
• Précision dimensionnelle : Le HIP minimise le retrait et la distorsion, ce qui permet d'obtenir des composants d'une précision dimensionnelle exceptionnelle, réduisant ainsi la nécessité d'un post-usinage.
• Flexibilité de la conception : Les techniques de fabrication additive à base de poudre, souvent utilisées avant le HIP avec AlSi10(4045), permettent de créer des géométries complexes impossibles à réaliser avec le moulage conventionnel.

Q : Existe-t-il des alternatives à la poudre d'AlSi10(4045) pour les applications HIP ?

R : Oui, plusieurs poudres métalliques alternatives conviennent pour le HIP. En voici quelques exemples :

• Alliages d'aluminium et de magnésium : Ils offrent des avantages similaires à ceux de l'AlSi10(4045), avec une solidité et une résistance à la corrosion potentiellement accrues grâce à la présence de magnésium.
• Superalliages à base de nickel : Ces alliages présentent une résistance exceptionnelle aux hautes températures et au fluage, ce qui les rend idéaux pour les composants fonctionnant dans des environnements extrêmes tels que les moteurs à réaction et les turbines à gaz. Cependant, ils sont généralement plus chers que l'AlSi10(4045).
• Alliages de titane : Offrant un mélange unique de haute résistance, de faible poids et d'excellente résistance à la corrosion, les alliages de titane sont des choix populaires pour les applications aérospatiales et biomédicales. Cependant, ils peuvent être beaucoup plus difficiles à traiter que l'AlSi10(4045) et nécessitent un équipement HIP spécialisé.

Le meilleur choix pour votre application dépend des exigences spécifiques, notamment : les propriétés souhaitées, l'environnement opérationnel, les contraintes de coût et les capacités de traitement. La consultation d'un ingénieur en matériaux qualifié et de fournisseurs de poudres potentiels peut vous aider à déterminer la sélection optimale de matériaux pour votre application HIP.

Q : Quelles sont les précautions à prendre lors de la manipulation de la poudre d'AlSi10(4045) ?

R : La poudre AlSi10(4045), comme la plupart des poudres métalliques, peut présenter certains risques pour la santé si elle n'est pas manipulée de manière appropriée. Voici quelques mesures de sécurité essentielles à respecter :

• Équipement de protection individuelle (EPI) : Lors de la manipulation de la poudre d'AlSi10(4045), il convient de toujours porter un EPI approprié, comme des lunettes de sécurité, des gants et un respirateur avec un filtre P-100. Cela minimise le risque d'inhalation et d'irritation potentielle de la peau.
• Une bonne ventilation : Veillez à ce que votre espace de travail soit suffisamment ventilé pour éviter l'accumulation de poudres en suspension dans l'air. Il est recommandé d'utiliser des hottes ou des postes de travail bien ventilés.
• Pratiques de manipulation sûres : Évitez de créer des nuages de poussière et minimisez le contact direct avec la poudre. Utiliser les outils et les pelles prévus pour la manipulation et nettoyer rapidement les déversements en suivant les procédures établies.
• Élimination appropriée : Ne pas jeter la poudre d'AlSi10(4045) dans les poubelles ordinaires. Consultez les réglementations locales pour connaître les procédures d'élimination appropriées afin de minimiser l'impact sur l'environnement.

Les fiches de données de sécurité (FDS) du fournisseur de poudre fournissent des informations détaillées sur les directives spécifiques de manipulation et d'élimination de la poudre AlSi10(4045). Il est essentiel de respecter ces directives pour garantir un environnement de travail sûr.

Q : Quelles sont les perspectives d'avenir de la poudre d'AlSi10(4045) pour les applications HIP ?

R : L'avenir de la poudre AlSi10(4045) pour HIP semble prometteur en raison de plusieurs facteurs :

• Progrès dans la fabrication additive : L'adoption croissante de techniques de fabrication additive telles que la fusion sélective par laser (SLM) crée une forte demande de poudres métalliques de haute qualité telles que l'AlSi10(4045), qui conviennent à la fois à l'AM et au traitement HIP ultérieur.
• Tendance à l'allègement : L'effort constant de réduction du poids dans diverses industries, en particulier l'aérospatiale et l'automobile, fait de l'AlSi10(4045), avec son rapport résistance/poids élevé, un choix de matériau attrayant, en particulier lorsqu'il est combiné aux avantages du HIP.
• Développement de nouveaux alliages : Des efforts continus de recherche et de développement pourraient conduire à la création de nouvelles poudres d'alliage d'aluminium ayant des propriétés encore meilleures et adaptées à des applications spécifiques lorsqu'elles sont utilisées en conjonction avec le HIP.
• Mettre l'accent sur la durabilité : Les préoccupations environnementales prenant de l'importance, les fabricants sont de plus en plus à la recherche de pratiques durables. Les fournisseurs qui s'engagent à utiliser des méthodes de production de poudres respectueuses de l'environnement et des matériaux recyclés pourraient bénéficier d'un avantage concurrentiel.

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