Edelstahl OP431 Pulver

Edelstahl-OP431-Pulver ist eine pulverförmige Form von Edelstahl, die aus Eisen, Chrom, Nickel und anderen Legierungselementen besteht. Es wird durch einen speziellen Prozess namens Zerstäubung hergestellt, bei dem geschmolzener Edelstahl mithilfe von Gas oder Wasser schnell abgekühlt wird, was zur Bildung feiner Metallpartikel führt.

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Übersicht über Edelstahl-OP431-Pulver

Der Edelstahl OP431 gehört zu den ferritischen Stählen, die Chrom als Hauptlegierungselement enthalten. Der Zusatz von Aluminium erhöht die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen.

Zu den Hauptmerkmalen des OP431-Pulvers gehören:

  • Hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit bis 1150 °C
  • Gute Kriechfestigkeit und thermische Dauerfestigkeit
  • Hervorragende thermomechanische Stabilität
  • Hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe Wärmeausdehnung
  • Kostengünstig im Vergleich zu austenitischen Edelstählen
  • Erhältlich in verschiedenen Partikelgrößenverteilungen

OP431-Pulver ist ideal für Anwendungen, die Oxidationsbeständigkeit, thermische Stabilität und mäßige Festigkeit bei erhöhten Temperaturen erfordern.

Chemische Zusammensetzung von OP431-Pulver

OP431-Pulver hat die folgende nominelle Zusammensetzung:

Element Gewicht %
Eisen (Fe) Gleichgewicht
Chrom (Cr) 16–18 %
Aluminium (Al) 3-5 %
Yttrium (Y) 0,2–0,5 %
Kohlenstoff (C) 0,03 % max
Silizium (Si) 1 % max
Mangan (Mn) 1 % max

 

Chrom sorgt für Korrosionsbeständigkeit, während Aluminium durch die Bildung einer schützenden Aluminiumoxidschicht bei hohen Temperaturen eine hervorragende Oxidationsbeständigkeit ermöglicht. Yttrium verfeinert die Korngröße für zusätzliche Festigkeit.

Eigenschaften von OP431-Pulver

Zu den wichtigsten Eigenschaften von OP431-Pulver gehören:

Eigentum Wert
Dichte 7,3 g/cm3
Schmelzpunkt 1400–1450 °C
Wärmeleitfähigkeit 29 W/mK
Elektrischer widerstand 0,6 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 200 GPa
Poissonzahl 0,27–0,30
Zugfestigkeit 450-650 MPa
Streckgrenze 280-480 MPa
Verlängerung 15-20 %
Oxidationsbeständigkeit Hervorragend bis 1150°C

 

Aufgrund der Eigenschaften wie Hochtemperaturfestigkeit, Oxidationsbeständigkeit und thermische Stabilität eignet sich OP431 für anspruchsvolle Anwendungen.

Produktionsmethode für OP431-Pulver

OP431-Pulver kann hergestellt werden durch:

  • Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgas wird zum Zerstäuben der geschmolzenen Legierung verwendet, wodurch ein feines kugelförmiges Pulver entsteht, das sich ideal für AM eignet.
  • Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit bricht den geschmolzenen Strom auf und erzeugt unregelmäßige Pulverpartikel. Geringere Kosten, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen gemischter Elementarpulver, gefolgt von Sintern und sekundärer Zerstäubung.

Die Gaszerstäubung ermöglicht eine hervorragende Kontrolle der Partikelgrößenverteilung, Morphologie, Sauerstoffaufnahme und Mikrostruktur.

Anwendungen von OP431-Pulver

Zu den typischen Anwendungen von OP431-Pulver gehören:

  • Additive Fertigung – Selektives Laserschmelzen zur Herstellung komplexer Teile, die eine Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen erfordern.
  • Thermische Spritzbeschichtungen – werden durch Lichtbogenspritzen aufgetragen, um Schutzschichten auf Komponenten bereitzustellen, die bei über 1000 °C betrieben werden.
  • Hartlötfüller – Zum Verbinden ferritischer Edelstahlteile bei Hochtemperaturanwendungen.
  • Feststoffzünder – Pulvermetallurgie-Zündkerzen für den Einsatz in Industrieöfen und Turbinen.
  • Verarbeitung von geschmolzenem Metall – Förderrollen, Zwischenbehälter und Pfannen für die Pulvermetallurgie, die bei der Handhabung von geschmolzenem Metall verwendet werden.

Spezifikationen des OP431-Pulvers

OP431-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Formen und Qualitäten erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 15–45 μm für AM-Methoden, bis zu 150 μm für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Formen. Kugelförmiges Pulver weist eine ausgezeichnete Fließfähigkeit auf.
  • Reinheit: Von kommerziellen bis hin zu hochreinen Qualitäten, je nach Anwendungsanforderungen.
  • Sauerstoffgehalt: Für die meisten Anwendungen wird der Wert unter 2000 ppm gehalten.
  • Durchflussrate: Das Pulver kann für Durchflussraten über 25 s/50 g angepasst werden.

Globale Lieferanten von OP431-Pulver

Zu den weltweit größten Anbietern von OP431-Pulver gehören:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Hoganas (Schweden)
  • Carpenter Powder Products (USA)
  • Praxair Surface Technologies (USA)
  • CNPC Powder Group (China)

Diese Unternehmen produzieren verschiedene Qualitäten von OP431-Pulver, die auf die additive Fertigung, das thermische Spritzen, die Pulvermetallurgie und andere Hochtemperaturanwendungen zugeschnitten sind.

Preise für OP431-Pulver

OP431-Pulver ist preislich höher als austenitische Sorten, aber günstiger als exotische Legierungen:

  • Menge – 50–100 $ pro kg für Großbestellungen über 500 kg. Kleinere Mengen sind deutlich teurer.
  • Qualität – Hochreines, kugelförmiges Pulver mit kontrollierten Eigenschaften erfordert einen erstklassigen Preis.
  • Lieferant – Große globale Lieferanten bieten aufgrund höherer Volumina wettbewerbsfähige Preise.
  • Geografie – Die Preise variieren zwischen den Regionen, wobei Europa und Nordamerika die Märkte mit höheren Preisen sind.

Für kritische Anwendungen sollten Käufer bei der Beschaffung von OP431-Pulver auf Qualität und nicht auf niedrigste Kosten achten.

Lagerung und Handhabung von OP431-Pulver

OP431-Pulver erfordert die folgende Lagerung und Handhabung:

  • Sollte in verschlossenen Behältern unter Inertgas gelagert werden, um Oxidation zu verhindern
  • Vermeiden Sie die Ansammlung von feinem Pulver, um das Risiko einer Staubexplosion zu minimieren
  • Verwenden Sie bei der Handhabung geeignete PSA, Belüftung, Erdung und Sicherheitsmaßnahmen
  • Kontakt zwischen Pulver und unverträglichen Materialien vermeiden
  • Befolgen Sie die Sicherheitsrichtlinien des Sicherheitsdatenblatts des Lieferanten

Beim Umgang mit diesem reaktiven Legierungspulver müssen geeignete Schutzmaßnahmen getroffen werden.

Inspektion und Prüfung von OP431-Pulver

Zu den wichtigsten Qualitätskontrolltests, die an OP431-Pulver durchgeführt wurden, gehören:

  • Chemische Analyse mit OES oder RFA, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung innerhalb der angegebenen Grenzen liegt
  • Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM
  • Pulverdurchflussrate gemessen gemäß ASTM B213-Standard
  • Prüfung des Sauerstoff- und Stickstoffgehalts durch Inertgasfusion
  • Dichte bestimmt durch Heliumpyknometrie
  • Mikrostrukturcharakterisierung durch XRD

Durch gründliche Tests wird sichergestellt, dass das Pulver die erforderlichen chemischen, physikalischen und mikrostrukturellen Eigenschaften für die beabsichtigte Anwendung erfüllt.

Vergleich zwischen OP431- und 316L-Edelstahlpulvern

Die Edelstahlpulver OP431 und 316L werden verglichen:

Parameter OP431 316L
Typ Ferritisch Austenitisch
Cr-Gehalt 16–18 % 16–18 %
Ni-Gehalt 10-14 %
Hochtemperaturfestigkeit Höher Untere
Korrosionsbeständigkeit Mäßig Exzellent
Kosten Untere Höher
Anwendungen Thermisches Spritzen, Zünder Automobil, Bau
Schweißbarkeit Arm Exzellent

 

OP431 bietet eine viel bessere Hochtemperaturfestigkeit, während 316L hervorragende Verarbeitungseigenschaften und Korrosionsbeständigkeit bietet.

Häufig gestellte Fragen zu OP431-Pulver

Q: Wie wird OP431-Pulver hergestellt?

A: OP431-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und mechanisches Legieren mit anschließendem Sintern hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über die Pulvereigenschaften.

Q: Was sind die Hauptanwendungen von OP431-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen gehören thermische Spritzbeschichtungen, additive Fertigung, Lötfüllstoffe, Zündkerzen für die Pulvermetallurgie und Hochtemperaturkomponenten für die Handhabung von geschmolzenem Metall, bei denen Oxidationsbeständigkeit erforderlich ist.

Q: Was ist der typische OP431-Pulvergrößenbereich, der in der Metall-AM verwendet wird?

A: Für die meisten Metall-AM-Prozesse liegt der ideale Größenbereich des OP431-Pulvers bei 15–45 Mikrometern mit sphärischer Morphologie und guten Pulverfließeigenschaften.

Q: Erfordert OP431-Pulver besondere Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung?

A: Ja, es wird empfohlen, mit diesem reaktiven Pulver vorsichtig in einer inerten Atmosphäre umzugehen und dabei für angemessene Belüftung, Erdung und persönliche Schutzausrüstung zu sorgen.

Q: Wo kann ich OP431-Pulver kaufen, das für thermische Spritzbeschichtungen geeignet ist?

A: Für thermische Spritzanwendungen, die Oxidationsbeständigkeit bei hohen Temperaturen erfordern, kann OP431-Pulver von führenden Herstellern erworben werden, darunter Sandvik Osprey, Hoganas, Praxair Surface Technologies und CNPC Powder Group.

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