Pó de CoCrFeNi

Visão geral do pó de CoCrFeNi

Pó CoCrFeNi, também conhecido como pó CoCrFeNiMn ou pó de liga de alta entropia (HEA), refere-se a um material composto por elementos de cobalto, cromo, ferro e níquel em proporções quase equimolares. Este novo pó de liga exibe propriedades excepcionais em comparação com ligas convencionais e tem atraído interesse significativo para várias aplicações.

Algumas características principais do pó de CoCrFeNi incluem:

• A alta entropia configuracional levou a uma excepcional resistência, dureza, estabilidade térmica e resistência à corrosão
• Microestrutura de fase FCC de solução sólida única
• Excelente combinação resistência-ductilidade
• Alta tenacidade de fratura
• Boa usinagem e conformabilidade
• Resistência ao amolecimento a temperaturas elevadas
• Personalizável com pequenas adições de elementos como manganês

A desordem única no arranjo atômico do CoCrFeNi proporciona um desempenho mecânico superior. As concentrações quase iguais dos principais elementos dificultam o movimento da discordância, melhorando a dureza. A estrutura multifásica oferece reforço da solução sólida por meio de efeitos de deformação da rede.

Composição do Pó de CoCrFeNi

A composição do pó CoCrFeNi HEA pode ser personalizada, mas geralmente consiste de:

Elemento	Intervalo de composição típico
Cobalto (Co)	20-35 at.%
Crómio (Cr)	20-35 at.%
Ferro (Fe)	20-35 at.%
Níquel (Ni)	20-35 at.%

A razão equiatômica proporciona entropia máxima de configuração, mas pequenos desvios não afetam significativamente as propriedades. Adições de 1 a 2 at.% de manganês são comuns para melhorar ainda mais as propriedades por meio de refino de grãos e reforço de precipitação.

Propriedades do pó CoCrFeNi

O pó de liga CoCrFeNi exibe uma combinação única de excelentes propriedades:

Propriedade	Valores
Densidade	7,5-8,3 g/cm3
Ponto de Fusão	>1200 a.C.
Microdureza	2,5 a 4 GPa
Resistência à tração final	500-1300 MPa
Resistência ao escoamento	200-1100 MPa
Elongação	10-60%
Módulo de Young	150-250 GPa
Módulo De Cisalhamento	65-85 GPa
Coeficiente de Poisson	0.21-0.33
Tenacidade à fratura	>100 MPa©|m
Condutividade térmica	10-30 W/mK
Resistividade elétrica	70-100 n´Îm
Resistência à corrosão	Excelente em vários ambientes

A alta dureza surge do reforço da solução sólida, enquanto a estrutura de FCC promove boa ductilidade. As propriedades podem ser ajustadas por meio de ajustes de composição e processamento.

Características do Pó CoCrFeNi

Algumas características salientes do pó da liga CoCrFeNi incluem:

• Estrutura FCC monofásica sem fases intermetálicas
• Presença de gémeos de recozimento e falhas de empilhamento
• Morfologia de pó equiáxico com boa fluidez
• Distribuição de tamanho de pó variando de 15-150 ×m
• Alta pureza com baixo conteúdo de oxigênio
• Formato de pó esférico e superfície lisa
• Tamanho, formato e composição de pó personalizáveis

O pó apresenta alta homogeneidade química com distribuição uniforme dos elementos da liga. A morfologia esférica confere bom empacotamento e características de escoamento.

Aplicações do Pó CoCrFeNi

A excepcional combinação de resistência, tenacidade e processamento do pó de CoCrFeNi o torna adequado para:

Manufatura Aditiva: Excelente capacidade de impressão devido às boas características de fluxo e fusão. Usado para aeroespacial, ferramentas e implantes biomédicos.

Revestimentos de Projeção Térmica: Resistência ao desgaste, corrosão e amolecimento térmico. Revestimentos para aplicações mecânicas, marítimas e químicas.

Desenvolvimento de Ligas: Material base para as novas ligas de alta entropia com adições de Al, Ti, etc.

Moldagem por Injeção de Metais: Peças de alta rigidez com boa estabilidade dimensional para aviação e automotivo.

Metalurgia do Pó: Peças de P/M de alto desempenho com resistência e ductilidade equilibradas.

Aplicações Criogênicas: Manutenção de ductilidade e tenacidade em temperaturas abaixo de zero.

Especificações sobre pó CoCrFeNi

O pó de liga CoCrFeNi está disponível em várias faixas de tamanho, composições e formas:

Parâmetros	Variantes
Intervalo de tamanho	15-25 õm, 25-45 õm, 45-75 õm, 75-105 õm, 105-150 õm
Composição	Razões elementares personalizadas e equiatômicas
Formato de pó	Esférica, irregular
Método de produção	Atomização gasosa/aquosa, liga mecânica
Formulário de fornecimento	Pó solto, pré-formas sinterizadas

São preferidos tamanhos de pó maiores de 45-150 Ã×m para pulverização térmica e moldagem por metal. Tamanhos mais finos de 15-45 Ã×m são usados para fabricação aditiva. Os pós podem ser personalizados em forma, tamanho, conteúdo de oxigênio e fluidez.

Fornecedores de Pó CoCrFeNi

Alguns dos principais fornecedores globais de pó de liga de alta entropia CoCrFeNi incluem:

Empresa	capacidade de produção	Local
Sandvik	200 toneladas por ano	Suécia
Praxair	150 toneladas por ano	EUA
Hoganas	100 toneladas por ano	Suécia
CNP Pó	50 toneladas por ano	China
Carpenter Technologies	40 toneladas por ano	EUA

Os pós são geralmente produzidos por métodos de atomização a gás ou água. Misturas e tamanhos de pós personalizados podem ser originados desses fornecedores.

preços

Tamanho da partícula	Intervalo de Preços
15 a 45 micron	150-200 por kg
45-105 mícrons	$ 100-150 por kg
105-150+ mícron	$80 - 120 por kg

Tamanhos de pó maiores são mais baratos devido a maiores taxas de produção na atomização. Ligas e composições personalizadas têm preços mais altos. Os preços de pó têm declinado devido ao aumento da concorrência e capacidade de mercado.

Vantagens e Desvantagens de Pó CoCrFeNi

Vantagens	Limitações
Força e dureza excepcionais	Custos de material elevados devido a Co e Ni
Excelente ductilidade e tenacidade	Dados limitados sobre desempenho de longo prazo
Boa fabricabilidade por FA, MIM, PM	Processando desafios com controle microestrutural
Estabilidade térmica e microestrutural	A composição deve ser controlada com precisão
Proteção contra corrosão e desgaste elevados	Processamento mais baixo que ligas convencionais
Mantém a resistência a temperaturas elevadas	Frequentemente requer processamento posterior ao HIP

O pó CoCrFeNi HEA permite componentes com combinações de propriedades incomparáveis. Entretanto, os custos de material e processamento são altos. Microestrutura e propriedades dependem fortemente do controle preciso da composição.

Comparações com Alternativas

Vs. Pós de aço inoxidável

• Maior resistência e dureza
• Resistência superior ao desgaste e corrosão
• Custo mais caro do material de base
• Processo e soldabilidade mais baixos

Contra pós de aços para ferramentas

• Melhor dutilidade e tenacidade à fratura
• Baixa resistência à alta temperatura
• Methods de processamento menos estabelecidas
• Disponibilidade limitada de variação de tamanho e liga

Vs. Pós de superliga Inconel

• Resistência comparável em altas temperaturas
• Material de menor custo
• Histórico de desempenho mais curto
• Estabilidade microestrutural restrita em temperaturas muito altas

FAQs

P: O que é pó de liga de alta entropia (HEA)?

R: O pó HEA contém vários elementos principais em proporções quase equiatômicas para produzir propriedades excepcionais de resistência, ductilidade e estabilidade. O pó CoCrFeNi é uma HEA principal.

P: Quais são os tamanhos típicos de pó CoCrFeNi disponíveis?

A: Algumas das faixas de tamanhos comuns são 15-45 Ãm para AM, 45-105 Ãm para pulverização térmica e 105-150 Ãm para MIM e outras aplicações. Tamanhos mais finos e mais grosseiros podem ser personalizados.

P: O que afeta o preço do pó de liga CoCrFeNi?

A: O tamanho do pó, a composição, a pureza, o método de produção e a quantidade do pedido determinam o preço. Tamanhos maiores de 100 Ã?m custam menos. Acréscimos menores ou faixas de composição mais justas aumentam o custo.

P: Como se produz o pó CoCrFeNi HEA?

R: As atomizações a gás e a água são os principais métodos de produção. O pó pode também ser feito através de liga mecânica ou criomolimento de lingotes pré-ligados.

P: Quais são algumas aplicações de exemplo do pó CoCrFeNi?

R: Os principais usos são na fabricação aditiva de ferramentas e componentes aeroespaciais, revestimentos de pulverização térmica para resistência ao desgaste/corrosão, desenvolvimento de ligas, moldagem por injeção de metal de peças automotivas e metalurgia do pó de componentes de alto desempenho.

P: Quais são as principais propriedades do pó CoCrFeNi HEA?

R: Ele exibe uma combinação excepcional de alta resistência, dureza, ductilidade, tenacidade à fratura, estabilidade térmica e resistência à corrosão em comparação com ligas convencionais.

P: Quais são as limitações do pó CoCrFeNi?

A: Alta base de custos de material, desafios no processamento para controlar microestrutura, dados limitados de desempenho de longo prazo, menor soldabilidade em comparação com aço são algumas desvantagens.

P: Como é que o pó CoCrFeNi se compara com os aços inoxidáveis e os aços para ferramentas?

A: Tem uma resistência e dureza muito maiores, mas menor processabilidade do que os aços inoxidáveis. Comparado aos aços de ferramentas, proporciona maior dureza e ductilidade à fratura.

P: O CoCrFeNi é adequado para aplicações criogênicas?

R: Sim, ele retém boa ductilidade e tenacidade em temperaturas abaixo de zero, enquanto as ligas convencionais tornam-se frágeis. Isso o torna útil para equipamentos criogênicos.

P: A composição do pó CoCrFeNi pode ser personalizada?

R: Sim, fornecedores podem fornecer proporções elementares personalizadas além da composição equimolar. Ajustes comuns são adições de 1-2 at.% de Mn ou Co para ajustar as propriedades.