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Pó de CoCrFeNi
Visão geral do pó de CoCrFeNi O pó de CoCrFeNi, também conhecido como pó de CoCrFeNiMn ou pó de liga de alta entropia (HEA), refere-se a um material composto por elementos de cobalto, crómio, ferro e níquel em proporções quase equatómicas. Esta nova liga em pó apresenta propriedades excepcionais em comparação com as ligas convencionais e tem suscitado um interesse significativo para várias aplicações. Algumas das principais características do...
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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.
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