Порошок AlMgScZr

Обзор порошка AlMgScZr

Порошок AlMgScZr — алюминиевый сплав, содержащий магний, скандий и цирконий в качестве основных легирующих элементов. Он отличается превосходной прочностью, свариваемостью и коррозионной стойкостью при сохранении низкой плотности алюминия.

Основные свойства и преимущества порошка AlMgScZr включают:

Свойства и характеристики порошка AlMgScZr

Свойства	подробности
Состав	Сплав алюминия, магния, скандия и циркония
Плотность	2,7 г/см³
Форма частиц	Сферический
Размерный ряд	10–75 микрон
Кажущаяся плотность	До 60% от истинной плотности
Текучесть	Отличный
Сила	Очень высокий для порошка сплава Al
Свариваемость	Отличный

Порошок AlMgScZr позволяет изготавливать легкие несущие и функциональные компоненты для аэрокосмической, автомобильной промышленности и других отраслей, где нужны высокие удельные прочности.

Состав порошка AlMgScZr

Типичный состав AlMgScZr порошка:

Состав порошка AlMgScZr

Элемент	Весовые %
Алюминий	Баланс
Магний	0.2-1%
Скандий	0.2-0.7%
Цирконий	0.05-0.25%
Кремний	макс. 0,1%
Железо	макс. 0,1%
Медь	макс. 0,1%

• Алюминий образует матрицу, обеспечивая низкую плотность
• Магний повышает прочность путем твердорастворного упрочнения
• Scandium ermöglicht Ausscheidungshärtung für Spitzfestigkeit
• Цирконий способствует образованию мелких перекристаллизованных зерен
• Другие элементы присутствуют только в виде примесей

Состав оптимизирован для увеличения прочности и обеспечения исключительной прочности.

Физические свойства порошка AlMgScZr

Физические свойства порошка AlMgScZr

Имущество	Ценности
Плотность	2,7 г/см³
Температура плавления	640-655¡«C
Удельное электрическое сопротивление	4,5-5,5 × 50-70 см
Теплопроводность	150–180 Вт/мK
Тепловое расширение	21-24 x 10^-6 /K
Максимальная температура обслуживания	250¡«C

• Очень низкая плотность по сравнению со сталями и титановыми сплавами
• Точка плавления умеренно высока для алюминиевого сплава
• Высокая электрическая и тепловая проводимость
• Относительно высокое значение КТР требует учета конструкции
• Может использоваться в течение продолжительных периодов до 250 °C

Свойства сплава AlMgScZr делают его подходящим для использования в легких конструкциях в автомобилестроении, аэрокосмической отрасли и других сферах.

Механические свойства алюминиево-магниево-скандий-циркониевого порошка

Механические свойства алюминиево-магниево-скандий-циркониевого порошка

Имущество	Ценности
Предел текучести	400-500 МПа
Прочность на растяжение	480-570 МПа
Удлинение	7-10%
Твердость	115-150 HB
Предел прочности при сдвиге	330 МПа
Устойчивость к разрушению	29-35 МПа©|м

• Значительно более высокая прочность для алюминиевого сплава
• Намного прочнее, чем другие нетермообрабатываемые алюминиевые сплавы
• Разумная пластичность в состоянии старения пика
• Относительно высокая вязкость разрушения
• Прочность можно улучшить при помощи ухода за старением

Эти свойства делают сплав AlMgScZr превосходным выбором для несущих конструкций, которым требуется высокое соотношение прочности к весу.

Применение порошка AlMgScZr

Применение порошка AlMgScZr

Сектор	Использование
Аэрокосмическая отрасль	Каркасы самолетов, крылья, обшивки фюзеляжей
Автомобильный	Шасси, детали подвески
Промышленный	Роботизированные руки, грузоподъемное оборудование
аддитивное производство	Высокопроизводительные компоненты

Некоторые конкретные варианты использования продукта:

• Каркасы планера летательных аппаратов, перегородки, лонжероны крыла
• Корпусы автомобильных трансмиссий, блоки двигателей
• Промышленные робототехнические руки, грузоподъемное оборудование
• Аддитивное производство компонентов с оптимизированной топологией
• Электронные корпуса с необходимостью термоконтроля

AlMgScZr обеспечивает максимальную прочность с минимальными потерями веса в этих критических приложениях.

Технические характеристики порошка AlMgScZr

Основные технические характеристики порошка AlMgScZr включают следующее:

Стандарты для порошков AlMgScZr

Стандартный	Описание
ASTM B951	Стандарт для упрочненных осадками алюминиевых сплавов
DIN 1718	Обозначения алюминия и его сплавов
EN 586-2	Поковки для строительных конструкций с высокой прочностью
АМ 4413	Композиции порошков алюминиевых сплавов для аддитивного производства

Эти определяют:

• Пределы химического состава сплава AlMgScZr
• Необходимые механические свойства в состоянии пикового старения
• Метод производства порошков ‑ распыление инертным газом approved
• Пределы содержания примесей для таких элементов как Fe
• Протоколы тестирования качества
• Правильная обработка и хранение

Выполнение требований сертификации гарантирует оптимальную производительность сплава.

Размеры частиц порошка AlMgScZr

Распределение размеров частиц порошка AlMgScZr

Размер частиц	Характеристики
10–25 микрон	Сверхтонкий порошок, используемый в процессах аддитивного производства с применением лазера
25-45 микрон	Диапазон распространенных размеров для лазерного и струйного метода связывания в порошковой среде
45-75 микрон	Большие размеры, используемые в холодном напылении

• Более мелкий порошок обеспечивает более высокое разрешение и качество поверхности
• Крупное порошковое вещество, используемое для процессов высокой скорости осаждения
• Диапазон размеров, адаптированный под применяемый способ аддитивного производства
• Сферическая морфология сохраняется для всех размеров

Управление распределением размера и формы частиц имеет решающее значение для обработки AM, плотности упаковки и свойств конечной детали.

Насыпная плотность порошка AlMgScZr

Насыпная плотность порошка AlMgScZr

Кажущаяся плотность	подробности
До 60% от истинной плотности	Для сферической формы порошка
1,5–1,7 г/см³	Улучшается с более высокой плотностью упаковки

• Сферическая морфология обеспечивает высокую кажущуюся плотность
• Более высокая плотность улучшает поток порошка и укладку слоя в AM
• Уменьшает содержание пузырьковой пористости в готовой детали
• Максимизация плотности сокращает время цикла прессования

Более высокая кажущаяся плотность приводит к более высокой производительности и лучшим эксплуатационным качествам детали.

Способ производства порошка AlMgScZr

Производство порошков AlMgScZr

Метод	подробности
Газовая атомизация	Инертный газ высокого давления разбивает струю расплавленного металла на мелкие капли
Индукционная вакуумная плавка	Высокочистые исходные материалы плавятся в вакууме.
Многократная переплавка	Улучшает химическую однородность
Просеивание	Классифицирует порошок по разным фракциям размера частиц

• Газовая атомизация с инертным газом производит чистый, сферический порошок.
• Вакуумная обработка сводит к минимуму газообразные примеси
• Многократные переплавки повышают однородность состава
• Постобработка обеспечивает контроль распределения размеров частиц

Методы полной автоматизации в сочетании со строгим контролем качества обеспечивают последовательное изготовление порошка AlMgScZr, подходящего для критических применений.

Цена порошка AlMgScZr

Цена порошка AlMgScZr

Фактор	Влияние на цену
Степень чистоты	Рост цен на более высокую степень очистки
Размер частиц	Сверхтонкий порошок дороже
Количество заказа	Скидка за оптовые заказы
Метод производства	Применение многократных переплавок увеличивает стоимость
Упаковка	Цилиндры с наполнителем аргоном стоят дороже

Ориентировочное ценообразование

• Порошок AlMgScZr: $80-120 за кг
• Большие объемы ценообразования могут быть до 40% ниже

Ценообразование зависит от степени очистки, размера частиц, объема заказа, метода производства и упаковки.

Поставщики порошков AlMgScZr

Поставщики порошков AlMgScZr

Компания	Местоположение
Рио Тинто	Канада
TLS Технология	Германия
Sandvik Osprey	Соединённое Королевство
Praxair	США
AMC Порошки	Соединённое Королевство
Рижский технический университет	Латвия

Факторы отбора поставщиков:

• Предлагаемые классы и размеры частиц порошков
• Производственные мощности и сроки обработки
• Контроль и обеспечение качества
• Соответствие спецификациям таким, как ASTM B951
• Уровни ценообразования на основе объема заказа
• Технические знания и поддержка клиентов

Хранение и обращение с порошком AlMgScZr

Обработка порошка AlMgScZr

Рекомендация	Причина
Обеспечьте надлежащую вентиляцию	Избегайте воздействия мелких металлических частиц
Используйте соответствующие СИЗ	Предупредить случайное вдыхание или прием внутрь
Избегайте источников возгорания	Порошок может гореть в кислородной атмосфере
Придерживайтесь протоколов безопасности	Уменьшите опасности, связанные со здоровьем и огнем
Хранить в герметичных ёмкостях	Предотвращение загрязнения или окисления

AlMgScZr-порошок относительно стабилен, но тем не менее рекомендуется соблюдать общие меры предосторожности для безопасного обращения и сохранения чистоты порошка.

Инспекция и испытание порошка AlMgScZr

Проверка порошка AlMgScZr

Тест	подробности
Химический анализ	Проверяет состав с помощью спектрометрии OES или XRF
Распределение размера частиц	Анализ дифракции лазерного излучения
Кажущаяся плотность	Испытания расходомеров Холла по стандарту ASTM B212
Морфология порошка	Сканирующая электронная микроскопия формы частиц
Анализ расхода потока	Расход жидкости, текущий самотеком через установленное сопло
Измерение влажности	Испытание на потерю при высушивании

Тестирование гарантирует, что порошок соответствует необходимой химической чистоте, размеру частиц, насыпной плотности, морфологии и спецификациям потока в соответствии с действующими стандартами.

Преимущества и недостатки порошка AlMgScZr

Преимущества порошка AlMgScZr

• Значительно более высокая прочность для алюминиевого сплава
• Сохраняет прочность до 250¡«C
• Отличная коррозионная стойкость
• Высокая вязкость разрушения и прочность на усталость
• Хорошая свариваемость при использовании традиционных методов
• Низкая плотность обеспечивает снижение веса

Недостаток порошка AlMgScZr

• Относительно дорого по сравнению с другими марками алюминия
• Требует контролируемой термической обработки для достижения оптимальных свойств
• Ограниченная высокотемпературная жаропрочность
• Ограниченная способность к горячей штамповке в состоянии максимального старения
• Восприимчивы к гальванической коррозии, если не защищены должным образом

Сравнение с порошком алюминиевого сплава 6061

Порошок из сплава AlMgScZr и 6061 Al

Параметр	AlMgScZr	6061 Ул
Плотность	2,7 г/см³	2,7 г/см³
Прочность на растяжение	480-570 МПа	250-310 МПа
Предел текучести	400-500 МПа	55-275 МПа
Свариваемость	Отличный	Хорошо
Коррозионная стойкость	Отличный	Хорошо
Цена	Высок	Низкий
Использование	Космическая, автомобильная	Общие применения

• AlMgScZr обеспечивает гораздо более высокую прочность и коррозионную стойкость
• 6061 Al имеет среднюю прочность по низкой стоимости
• AlMgScZr предпочтительней для критических структурных компонентов
• 6061 Al широко используется для общих приложений

Часто задаваемые вопросы о порошке AlMgScZr

В: Каковы основные сферы применение порошка AlMgScZr?

A: Ключевыми сферами применения являются аэрокосмические компоненты, такие как фюзеляжи и крылья, детали автомобильной промышленности, такие как шасси и колёса, рукава промышленных роботов и подъемное оборудование, а также аддитивное производство высокопроизводительных компонентов с оптимизированной топологией.

Вопрос: Каким образом скандий укрепляет сплав AlMgScZr?

A: Скандий позволяет осуществить дисперсионное твердение путем образования наноразмерных частиц Al3Sc в процессе старения. Это сильно препятствует движению дислокации, значительно увеличивая прочность.

Вопрос: Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с порошком AlMgScZr?

A: К рекомендуемым мерам предосторожности относятся надлежащая вентиляция, избегание источников возгорания, использование надлежащих СИЗ, соблюдение протоколов безопасного обращения, предотвращение контакта с кислородом и хранение запечатанных контейнеров вдали от влаги или загрязняющих веществ.

Q: Как AlMgScZr соотносится с порошком сплава AlZnMgCu?

A: AlMgScZr обеспечивает более высокую прочность, свариваемость и коррозионную стойкость, чем алюминиевые сплавы 7000 серии, такие как AlZnMgCu. Предпочтительный для применения в критических конструкционных деталях, в то время как AlZnMgCu — более экономичный.