Poudre CoCrFeNi

Avis général sur la poudre CoCrFeNi

La poudre CoCrFeNi, également connue sous le nom de poudre CoCrFeNiMn ou poudre d'alliage à haute entropie (HEA), fait référence à un matériau composé de cobalt, de chrome, de fer et de nickel dans des rapports quasi équimolaires. Cette nouvelle poudre d'alliage présente des propriétés exceptionnelles par rapport aux alliages conventionnels et a suscité un intérêt considérable pour diverses applications.

Parmi les principales caractéristiques de la poudre de CoCrFeNi, on peut citer :

• Entropie de configuration élevée conduisant à une solidité, une dureté, une stabilité thermique et une résistance à la corrosion exceptionnelles
• Microstructure de la phase FCC à solution solide unique
• Excellente combinaison résistance-ductilité
• Résistance élevée à la fracture
• Bonne aptitude à l'usinage et à la mise en forme
• Résistance à l'adoucissement à des températures élevées
• Personnalisable avec des ajouts mineurs d'éléments comme le manganèse

La disposition atomique désordonnée unique du CoCrFeNi engendre des performances mécaniques supérieures. Les concentrations quasi égales des éléments principaux entravent le mouvement de dislocation, ce qui améliore la dureté. La structure multiphase offre un renforcement par solution solide grâce aux effets de contrainte du réseau.

Composition de la poudre CoCrFeNi

La composition de la poudre CoCrFeNi HEA peut être ajustée mais se compose généralement de :

élément	Gamme typique de composition
Cobalt (Co)	20-35 at. %
Chrome (Cr)	20-35 at. %
Le fer (Fe)	20-35 at. %
Nickel (Ni)	20-35 at. %

La composition équimolaire procure une maximale entropie de configuration, mais de légères déviations n'affectent que très légèrement les propriétés. Des ajouts de 1 à 2 atomes % de manganèse sont courants pour améliorer les propriétés via le raffinement des grains et le renforcement par précipitation.

Propriétés de la poudre CoCrFeNi

La poudre d'alliage CoCrFeNi présente une combinaison unique de propriétés remarquables :

Propriété immobilière	Valeurs
Densité	7.5-8.3 g/cm3
Point de fusion	>1200 av. J.-C.
Microdureté	2,5-4 GPa
Résistance à la traction ultime	500-1300 MPa
Limite d'élasticité	200-1100 MPa
Allongement	10-60%
Module de Young	150-250 GPa
Module de cisaillement	65-85 GPa
Coefficient de Poisson	0.21-0.33
Résilience à la rupture	>100 MPa©|m
Conductivité thermique	10-30 W/mK
Résistivité électrique	70-100 n´Îm
Résistance à la corrosion	Excellent dans divers environnements.

La dureté élevée provient du renforcement de la solution solide, tandis que la structure FCC confère une bonne ductilité. Les propriétés peuvent être adaptées par des ajustements de composition et de traitement.

Caractéristiques de la poudre CoCrFeNi

Certaines caractéristiques saillantes de la poudre d'alliage CoCrFeNi incluent :

• Structure CFC monophasée dépourvue de phases intermétalliques
• Présence de macles de recuit et de défauts d'empilement
• Morphologie de poudre équiaxe avec une bonne fluidité
• La taille des particules va de 15 à 150 µm
• Haute pureté à faible teneur en oxygène
• Forme de poudre sphérique et surface lisse
• Taille, forme et composition des poudres personnalisables

La poudre présente une grande homogénéité chimique avec une répartition uniforme des éléments d'alliage. La morphologie sphérique offre de bonnes caractéristiques d'écoulement et de compactage.

Applications de la poudre CoCrFeNi

La combinaison exceptionnelle de force, de ténacité et de facilité de traitement de la poudre CoCrFeNi la rend appropriée pour :

Fabrication additive : Excellente imprimabilité grâce à de bonnes caractéristiques de fluidité et de fonte. Utilisé pour l'aérospatiale, l'outillage et les implants biomédicaux.

Revêtements par projection thermique: Résistance à l'usure, à la corrosion et à l'adoucissement thermique. Revêtements pour les applications mécaniques, marines et chimiques.

Développement d'alliages : Base de matériaux pour nouveaux alliages haute entropie avec ajouts d'Al, Ti, etc.

Moulage par injection de métal : Pièces à haute rigidité à bonne stabilité dimensionnelle pour l'aéronautique et l'automobile.

Métallurgie des poudres : Pièces P/M très performantes offrant un équilibre entre résistance et ductilité.

Applications cryogéniques : Conservation de la ductilité et de la ténacité à des températures inférieures à zéro.

Spécifications de la poudre de CoCrFeNi

La poudre d'alliage CoCrFeNi est disponible dans différentes gammes de tailles, compositions et formes :

Paramètre	Variantes
Éventail des tailles	15-25 μm, 25-45 μm, 45-75 μm, 75-105 μm, 105-150 μm
Composition	Équiatomique, autres rapports élémentaires personnalisés
Forme poudre	Sphérique, irrégulière
Méthode de production	Atomisation gaz/eau, alliage mécanique
Formulaire de fourniture	Poudre libre, préformes frittés

Les poudres plus grandes de 45-150 Ã×m sont recommandées pour la pulvérisation thermique et le moulage par injection de métal. Des poudres plus fines de 15-45 Ã×m sont utilisées pour la fabrication additive. Les poudres peuvent être personnalisées en fonction de leur forme, de leur taille, de leur teneur en oxygène et de leur fluidité.

Fournisseurs de poudre de CoCrFeNi

Voici quelques-uns des principaux fournisseurs mondiaux de poudre d’alliage à haute entropie CoCrFeNi :

Entreprise	capacité de production	Lieu
Sandvik	200 tonnes par an	La Suède
Praxair	150 tonnes par an	États-Unis
Hoganas	100 tonnes par an	La Suède
CNPC Poudre	50 tonnes par an	La Chine
Carpenter Technologies	40 tonnes par an	États-Unis

Les poudres sont généralement produites via des méthodes d'atomisation par gaz ou par eau. Des tailles et compositions de poudre personnalisées peuvent être achetées à ces fournisseurs.

prix

Taille de la poudre	Gamme de prix
15 à 45 microns	150 - 200 $ par kg
45-105 microns	100-150 $ par kg
105-150+ microns	80-120 € le kg

Les poudres de plus grande taille sont moins chères en raison de taux de production plus élevés dans l'atomisation. Les alliages et compositions personnalisés sont plus chers. Les prix des poudres ont diminué en raison de la concurrence croissante du marché et des capacités.

Avantages et inconvénients de la poudre CoCrFeNi

Avantages	Restrictions
Résistance et dureté exceptionnelles	Coûts de matériaux élevés en raison de Co et Ni
Excellent ductilité et ténacité	Données limitées sur les performances à long terme
Bonne fabricabilité par FA, MIM, MP	Traiter les défis liés au contrôle microstructural
La stabilité thermique et microstructurale	La composition doit être précisément contrôlée
Haute résistance à la corrosion et à l'usure	Processibilité inférieure aux alliages conventionnels
Conserve sa résistance à des températures élevées	Nécessite souvent un post-traitement HIP

La poudre de CoCrFeNi HEA permet de créer des composants dotés de combinaisons de propriétés inégalées. Cependant, le matériau et les coûts de traitement sont élevés. La microstructure et les propriétés dépendent fortement du contrôle précis de la composition.

Comparaison avec des Alternatives

Contre. Poudres d'acier inoxydable

• Plus de solidité et de dureté
• Excellente résistance à l'usure et à la corrosion
• Coût de la matière première de base plus élevé
• Processabilité et soudabilité diminuées

Poudres d'acier pour outillage

• Meilleure ductilité et ténacité à la rupture
• Résistance plus faible à haute température
• Des méthodes de traitement moins établies
• Disponibilité limitée de la taille et des alliages

Contre les poudres de superalliage Inconel

• Comparable température élevée-force
• Matériaux moins coûteux
• Historique plus court des performances
• Stabilité microstructurale restreinte à des températures très élevées

FAQ

Q : Qu'est-ce que la poudre d'alliage à haute entropie (HEA) ?

R : La poudre HEA contient plusieurs principaux éléments en proportions quasiment équiatomiques pour produire des propriétés exceptionnelles de résistance, de plasticité et de stabilité. La poudre CoCrFeNi est un HEA de premier plan.

Q : Quelles sont les tailles types de poudre CoCrFeNi ?

A : Les gammes courantes de tailles sont de 15 à 45 Ã×m pour la fabrication additive métallique, de 45 à 105 Ã×m pour la projection thermique et de 105 à 150 Ã×m pour le moulage par injection de métal (MIM) et d'autres applications. Des tailles plus fines et plus grossières peuvent être personnalisées.

Q: Qu'est-ce qui affecte le prix de la poudre d'alliage CoCrFeNi ?

R : Le prix est déterminé par la taille de la poudre, la composition, la pureté, la méthode de production et la quantité commandée. Les tailles plus importantes de plus de 100 Ã×m coûtent moins cher. Les ajouts mineurs ou les gammes de composition plus serrées augmentent le coût.

Q : Comment la poudre HEA à base de CoCrFeNi est-elle produite ?

R : L’atomisation par gaz et l’atomisation par eau sont les principales méthodes de production. La poudre peut également être réalisée par alliage mécanique ou cryobroyage de lingots pré-alliés.

Q : Pouvez-vous donner des exemples d’application de la poudre CoCrFeNi ?

A : Les principales utilisations sont la fabrication additive d'éléments d'outillage et d'aérospatial, les revêtements par projection thermique pour la résistance à l'usure/à la corrosion, le développement d'alliage, le moulage par injection de métal de composants automobiles et la métallurgie des poudres de composants haute performance.

Q : Quelles sont les principales propriétés de la poudre HEA CoCrFeNi ?

R : Il présente une combinaison exceptionnelle de grande force, de dureté, de ductilité, de ténacité à la rupture, de stabilité thermique et de résistance à la corrosion par rapport aux alliages classiques.

Q : Quelles sont les limites de la poudre de CoCrFeNi ?

A: Un coût élevé des matériaux de base, des difficultés de traitement dans le contrôle de la microstructure, des données limitées sur la performance à long terme, une soudabilité réduite par rapport aux aciers sont quelques-uns des inconvénients.

Q : En quoi la poudre CoCrFeNi est-elle comparable aux aciers à outils et aux aciers inoxydable ?

R : Par rapport aux aciers inoxydables, il offre une robustesse et une dureté très nettement accrues, mais un usinage plus réduit. Par opposition aux aciers pour outils, il procure une ténacité et une ductilité exceptionnelles.

Q : L’alliage CoCrFeNi est-il approprié pour des applications cryogéniques ?

R : Oui, il conserve une bonne ductilité et une bonne ténacité à des températures inférieures à zéro tandis que les alliages conventionnels deviennent cassants. Cela le rend utile pour les équipements cryogéniques.

Q : La composition de la poudre CoCrFeNi peut-elle-être personnalisée ?

R : Oui, les fournisseurs peuvent proposer des ratios élémentaires personnalisés en dehors de la composition équimolaire. Les ajustements courants sont des ajouts de 1-2 at.% de Mn ou de Co pour adapter les propriétés.