FeCoNiCrMn-Pulver

FeCoNiCrMn gehört zu einer Klasse von Legierungen mit mehreren Hauptelementen, die als Legierungen mit hoher Entropie bekannt sind. Die nahezu äquiatomare Zusammensetzung sorgt für eine hohe Konfigurationsentropie, die zu ausgezeichneter Festigkeit, Zähigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen führt.

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Übersicht über FeCoNiCrMn-Pulver

FeCoNiCrMn gehört zu einer Klasse von Legierungen mit mehreren Hauptelementen, die als Legierungen mit hoher Entropie bekannt sind. Die nahezu äquiatomare Zusammensetzung sorgt für eine hohe Konfigurationsentropie, die zu ausgezeichneter Festigkeit, Zähigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen führt.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von FeCoNiCrMn-Pulver gehören:

  • Außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit
  • Ausgezeichnete Dauerfestigkeit und Bruchzähigkeit
  • Hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
  • Hohe mikrostrukturelle Stabilität bei erhöhten Temperaturen
  • Erhältlich in verschiedenen Partikelgrößenverteilungen und Morphologien

FeCoNiCrMn-Pulver eignet sich für Hochtemperatur-Strukturteile, Schutzbeschichtungen, thermisches Spritzen, Schweißen, additive Fertigung und andere anspruchsvolle Anwendungen bei erhöhten Temperaturen.

Zusammensetzung von FeCoNiCrMn-Pulver

FeCoNiCrMn-Pulver hat die nominelle Zusammensetzung:

Element Komposition
Eisen (Fe) 20-25 %
Kobalt (Co) 20-25 %
Nickel (Ni) 20-25 %
Chrom (Cr) 15-20 %
Mangan (Mn) 10-15 %
Kohlenstoff (C) <0,5 %
Silizium (Si) <1 %

 

Die hohe Entropiezusammensetzung führt im Vergleich zu herkömmlichen Legierungen zu einer überlegenen thermischen Stabilität und mechanischen Eigenschaften. Verunreinigungen werden minimiert.

Eigenschaften von FeCoNiCrMn-Pulver

FeCoNiCrMn-Pulver besitzt folgende Eigenschaften:

Eigentum Wert
Dichte 8,0-8,3 g/cm3
Schmelzpunkt 1300-1400°C
Wärmeleitfähigkeit 15-25 W/mK
Elektrischer widerstand 70-90 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 200–220 GPa
Poissonzahl 0,28-0,30
Zugfestigkeit 750-1200 MPa
Streckgrenze 500-900 MPa
Verlängerung 20-35 %
Härte 35–50 HRC

 

Die Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität, Dauerfestigkeit und Härte bleiben bis zu Temperaturen über 1000 °C erhalten.

Produktionsmethode für FeCoNiCrMn-Pulver

Typische Produktionsmethoden für FeCoNiCrMn-Pulver sind:

  • Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgas, das zur Zerstäubung geschmolzener Legierungen verwendet wird, um feines kugelförmiges Pulver mit guter Fließfähigkeit und Packungsdichte zu erzeugen.
  • Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit bricht den geschmolzenen Metallstrom in feine, unregelmäßige Pulverpartikel auf. Geringere Kosten, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen gemischter Elementarpulver, gefolgt von Sintern und sekundärer Zerstäubung.

Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über Pulvereigenschaften wie Partikelgrößenverteilung, Morphologie, Reinheit und Mikrostruktur.

Anwendungen von FeCoNiCrMn-Pulver

FeCoNiCrMn-Pulver wird in Hochtemperaturanwendungen verwendet, darunter:

  • Additive Fertigung – Selektives Laserschmelzen zur Herstellung komplexer Teile, die eine außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie usw. erfordern.
  • Thermische Spritzbeschichtungen – Drahtlichtbogenspritzen zum Aufbringen dicker Schutzschichten, die Verschleiß-/Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen über 750 °C bieten.
  • Hartlot – Aufgrund seiner Oxidationsbeständigkeit zum Verbinden von Hochtemperaturlegierungen und Keramik.
  • Schweißzusätze – Bietet hervorragende Schweißfestigkeit und Haltbarkeit bei hohen Temperaturen oder korrosiven Betriebsbedingungen.
  • Wärmebehandlungsvorrichtungen – Tabletts, Körbe und Vorrichtungen für die Pulvermetallurgie, die in Wärmebehandlungsöfen verwendet werden.

Spezifikationen von FeCoNiCrMn-Pulver

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

  • Partikelgröße: Von 10–45 μm für AM-Methoden, bis zu 150 μm für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Formen. Kugelförmiges Pulver sorgt für optimale Fließfähigkeit und Packungsdichte.
  • Reinheit: Von kommerzieller Reinheit bis hin zu ultrahohen Reinheitsgraden basierend auf strengen chemischen Analyse- und Anwendungsanforderungen.
  • Oberfläche: Bevorzugt wird eine geringe Oberfläche, um die Oxidation während der Handhabung und Lagerung zu minimieren.
  • Sorten: Kundenspezifische Zusammensetzung und Pulvereigenschaften, abgestimmt auf die beabsichtigte Anwendung und Verarbeitungsmethode.

Globale Lieferanten von FeCoNiCrMn-Pulver

Zu den weltweit größten Anbietern von FeCoNiCrMn-Pulver gehören:

  • Sandvik Osprey (Großbritannien)
  • Erasteel (Frankreich)
  • Tekna (Kanada)
  • Edgetech Industries (USA)
  • CNPC-Pulver (China)
  • Hoganas (Schweden)
  • AMETEK (USA)

Diese Unternehmen produzieren verschiedene Qualitäten von FeCoNiCrMn-Pulver mithilfe von Gaszerstäubungs-, Wasserzerstäubungs- und mechanischen Legierungsprozessen, die auf anspruchsvolle Anwendungen zugeschnitten sind.

Preise für FeCoNiCrMn-Pulver

Die Preise für FeCoNiCrMn-Pulver hängen von folgenden Faktoren ab:

  • Zusammensetzung, Reinheitsgrade
  • Partikelgrößenverteilung und -form
  • Produktionsmethode
  • Bestellmenge
  • Hersteller und geografischer Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 100-150 $ pro kg
Hohe Reinheit 150-300 $ pro kg
Ultrafein 300-500 $ pro kg
Sonderklasse 500-1000 $ pro kg

 

Gaszerstäubte Pulver mit kontrollierter Partikelgröße und hoher Reinheit sind im Vergleich zu handelsüblichen Qualitäten deutlich teurer.

Lagerung und Handhabung von FeCoNiCrMn-Pulver

FeCoNiCrMn-Pulver erfordert sorgfältige Lagerung und Handhabung:

  • Sollte in verschlossenen Behältern unter Inertgas gelagert werden, um Oxidation zu verhindern
  • Die Gefahr einer Staubexplosion durch die Ansammlung feiner Pulver muss unter Kontrolle gehalten werden
  • Verwenden Sie beim Umgang mit Pulver geeignete PSA, Belüftung und Sicherheitsmaßnahmen
  • Kontakt zwischen Pulver und unverträglichen Materialien vermeiden
  • Befolgen Sie die geltenden Sicherheitsrichtlinien des Sicherheitsdatenblatts des Lieferanten

Beim Umgang mit diesem reaktiven Legierungspulver sind geeignete Schutzmaßnahmen unerlässlich.

Inspektion und Prüfung von FeCoNiCrMn-Pulver

Wichtige Qualitätskontrolltests, die an FeCoNiCrMn-Pulver durchgeführt wurden:

  • Chemische Analyse mit OES oder RFA, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung innerhalb der angegebenen Grenzen liegt
  • Partikelgrößenverteilung mittels Laserbeugung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM-Bildgebung
  • Messung der Pulverdurchflussrate gemäß ASTM B213-Standard
  • Dichtebestimmung mittels Heliumpyknometrie
  • Verunreinigungsprüfung mittels ICP-MS
  • Mikrostrukturelle Charakterisierung durch XRD-Phasenanalyse

Durch gründliche Tests wird die Pulverqualität und -konsistenz für die beabsichtigte Hochtemperaturanwendung überprüft.

Vergleich zwischen FeCoNiCrMn- und Inconel 718-Pulvern

FeCoNiCrMn- und Inconel 718-Pulver im Vergleich:

Parameter FeCoNiCrMn Inconel 718
Komposition Legierung mit hoher Entropie Ni-Cr-Nb-Legierung
Kosten Höher Untere
Hochtemperaturfestigkeit Viel besser Sehr gut bis 700°C
Korrosionsbeständigkeit Vergleichbar Vergleichbar
Bearbeitbarkeit Mäßig Exzellent
Anwendungen Thermisches Spritzen, AM Luft- und Raumfahrtkomponenten, Federn
Verfügbarkeit Mäßig Sofort verfügbar

 

FeCoNiCrMn bietet eine überlegene Hochtemperaturfestigkeit, während Inconel 718 eine bessere Verarbeitbarkeit und Verfügbarkeit aufweist.

Häufig gestellte Fragen zu FeCoNiCrMn-Pulver

Q: Wie wird FeCoNiCrMn-Pulver hergestellt?

A: FeCoNiCrMn-Pulver wird kommerziell durch Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und mechanisches Legieren mit anschließendem Sintern hergestellt. Die Gaszerstäubung bietet die besten Pulvereigenschaften.

Q: Was sind die Hauptanwendungen für FeCoNiCrMn-Pulver?

A: Zu den Hauptanwendungen gehören additive Fertigung, thermische Spritzbeschichtungen, Hartlötfüllstoffe, Hochtemperaturschweißen und pulvermetallurgische Warmarbeitswerkzeuge, bei denen eine außergewöhnliche Hochtemperaturfestigkeit erforderlich ist.

Q: Welche Partikelgröße wird beim thermischen Spritzen empfohlen?

A: Für die meisten thermischen Spritzverfahren wird für FeCoNiCrMn-Pulver ein Partikelgrößenbereich von 45–150 Mikrometern bevorzugt, um die Abscheidungseffizienz und die Beschichtungseigenschaften zu maximieren.

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

A: Ja, beim Umgang mit diesem reaktiven feinen Legierungspulver sind geeignete Schutzmaßnahmen unerlässlich, einschließlich inerter Atmosphäre, Erdung, Belüftung und persönlicher Schutzausrüstung.

Q: Wo kann ich FeCoNiCrMn-Pulver kaufen, das für die additive Fertigung geeignet ist?

A: Für AM-Anwendungen, die eine hohe Temperaturfestigkeit erfordern, kann feines FeCoNiCrMn-Pulver von führenden Herstellern wie Sandvik, Erasteel, Tekna und Edgetech Industries erworben werden.

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