FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi-Pulver ist eine Legierung aus Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Chrom (Cr) und Titan (Ti). Es gehört zur Klasse der Hochentropielegierungen (HEAs), einer relativ neuen Materialklasse mit einzigartigen Eigenschaften. HEAs zeichnen sich durch außergewöhnliche Festigkeit, Härte sowie Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit aus. FeCoNiCrTi-Pulver wird typischerweise durch einen pulvermetallurgischen Prozess hergestellt, der eine präzise Kontrolle über seine Zusammensetzung und Partikelgröße ermöglicht.

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Übersicht über FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi ist eine Hochleistungslegierung mit guten mechanischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen. Eisen und Kobalt sorgen für eine hervorragende Hochtemperaturfestigkeit. Nickel verbessert die Duktilität und Zähigkeit. Chrom bietet eine hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit.

Zu den Hauptmerkmalen von FeCoNiCrTi-Pulver gehören:

  • Hervorragende Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit
  • Gute Duktilität, Zähigkeit und Verarbeitbarkeit
  • Hervorragende Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit
  • Hohe thermische Stabilität und mikrostrukturelle Stabilität
  • Erhältlich in verschiedenen Partikelgrößenverteilungen und Morphologien

FeCoNiCrTi-Pulver eignet sich für Hochtemperatur-Strukturteile, Schutzbeschichtungen und andere anspruchsvolle Anwendungen, die Temperaturbeständigkeit, Festigkeit und Umweltbeständigkeit erfordern.

Zusammensetzung von FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi-Pulver hat die folgende nominelle Zusammensetzung:

Element Komposition
Eisen (Fe) Gleichgewicht
Kobalt (Co) 35-50 %
Nickel (Ni) 10-30 %
Chrom (Cr) 8-12 %
Titan (Ti) 0,5-2 %
Kohlenstoff (C) 0,5 % max
Silizium (Si) 1 % max
Mangan (Mn) 1 % max

 

Die Gehalte an Kobalt, Nickel, Chrom und Titan können je nach Anwendungsanforderungen angepasst werden. Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Silizium und Mangan werden minimiert.

Eigenschaften von FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi-Pulver besitzt folgende Eigenschaften:

Eigentum Wert
Dichte 8,0-8,5 g/cm3
Schmelzpunkt 1300-1400°C
Wärmeleitfähigkeit 10-30 W/mK
Elektrischer widerstand 70-90 μΩ.cm
Elastizitätsmodul 180–220 GPa
Poissonzahl 0,28-0,32
Zugfestigkeit 650-1100 MPa
Streckgrenze 450-750 MPa
Verlängerung 10-30 %
Härte 25–50 HRC

 

Die Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Kriechfestigkeit und mikrostrukturelle Stabilität bleiben bei Temperaturen über 1000 °C erhalten, wodurch es für Hochtemperaturanwendungen geeignet ist.

Produktionsmethode für FeCoNiCrTi-Pulver

Zu den gängigen Produktionsmethoden für FeCoNiCrTi-Pulver gehören:

  • Gaszerstäubung – Hochdruck-Inertgasstrahl, der zur Zerkleinerung des geschmolzenen Legierungsstroms in feine kugelförmige Pulverpartikel verwendet wird, was für eine gute Fließfähigkeit und Packungsdichte sorgt.
  • Wasserzerstäubung – Ein Wasserstrahl mit hoher Geschwindigkeit trifft auf den geschmolzenen Strom und zersetzt ihn, um feine, unregelmäßige Pulver zu erzeugen. Geringere Kosten, aber höhere Sauerstoffaufnahme.
  • Mechanisches Legieren – Kugelmahlen elementarer Metallpulver, gefolgt von Sintern zur Synthese des Legierungspulvers.

Die Gaszerstäubung bietet die beste Kontrolle über die Pulvereigenschaften. Die Partikelgrößenverteilung kann je nach Anwendungsanforderungen angepasst werden.

Anwendungen von FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi-Pulver wird in Hochtemperaturanwendungen verwendet wie:

  • Additive Fertigung – Selektives Laserschmelzen und Elektronenstrahlschmelzen zur Herstellung komplexer Teile für extreme Umgebungen, die eine hohe Temperaturfestigkeit erfordern.
  • Thermische Spritzbeschichtungen – Drahtlichtbogenspritzen zum Auftragen dicker Beschichtungen, die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit bei erhöhten Temperaturen bieten.
  • Hartlötfüller – Zum Verbinden von Hochtemperaturlegierungen und Keramiken, die Oxidationsbeständigkeit erfordern.
  • Glasverarbeitung – Förderrollen für die Pulvermetallurgie mit hoher Temperaturfestigkeit, die in Glasschmelzöfen eingesetzt werden.
  • Pulvermetallurgie – Hochfeste Strukturteile wie Turbinenschaufeln und Leitschaufeln, hergestellt durch Press- und Sinterverfahren.
  • Schweißzusätze – werden als Füllmaterial verwendet, um eine hervorragende Schweißnahtfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten.

Spezifikationen von FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi-Pulver ist in verschiedenen Größenbereichen, Morphologien und Qualitäten erhältlich:

  • Partikelgröße: Von 10–45 Mikrometer für AM-Methoden bis zu 150 Mikrometer für thermische Spritzverfahren.
  • Morphologie: Sphärische, unregelmäßige und gemischte Pulverformen. Kugelförmiges Pulver sorgt für optimale Fließfähigkeit und Packung.
  • Reinheit: Von kommerziellen bis hin zu hochreinen Qualitäten, je nach Verunreinigungsgrad und Anwendungsanforderungen.
  • Oberfläche: Bevorzugt wird eine geringe Oberfläche, um die Oxidation während der Handhabung und Lagerung zu minimieren.
  • Sorten: Angepasste Zusammensetzung und Pulvereigenschaften basierend auf der beabsichtigten Anwendung und Verarbeitungsmethode.

Globale Lieferanten von FeCoNiCrTi-Pulver

Zu den weltweit wichtigsten Lieferanten von FeCoNiCrTi-Pulver gehören:

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

Diese Unternehmen produzieren verschiedene Qualitäten von FeCoNiCrTi-Pulver mithilfe von Gaszerstäubung, Wasserzerstäubung und anderen Techniken, die auf additive Fertigung, thermisches Spritzen, Hartlöten und andere Hochtemperaturanwendungen zugeschnitten sind.

Preise für FeCoNiCrTi-Pulver

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

  • Zusammensetzung und Reinheitsgrade
  • Partikelgrößenverteilung und Morphologie
  • Produktionsmethode
  • Bestellmenge
  • Lieferant und Standort
Grad Preisklasse
Kommerziell 50-100 $ pro kg
Hohe Reinheit 100-250 $ pro kg
Ultrafein 250-450 $ pro kg
Sonderklasse 450-850 $ pro kg

 

Gaszerstäubte, hochreine und feine Pulvergrößen erfordern viel höhere Preise im Vergleich zu einfachen kommerziellen Qualitäten.

Lagerung und Handhabung von FeCoNiCrTi-Pulver

FeCoNiCrTi-Pulver erfordert sorgfältige 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 und Sicherheitsmaßnahmen
  • Kontakt zwischen Pulver und unverträglichen Materialien vermeiden
  • Befolgen Sie das geltende Sicherheitsdatenblatt des Lieferanten

Bei der Handhabung dieses reaktiven Legierungspulvers ist eine ordnungsgemäße Erdung, Abdeckung und Vorsicht geboten.

Inspektion und Prüfung von FeCoNiCrTi-Pulver

Zu den wichtigsten Tests zur Qualitätskontrolle von FeCoNiCrTi-Pulver gehören:

  • Chemische Analyse mit OES oder RFA, um sicherzustellen, dass die Zusammensetzung den Spezifikationen entspricht
  • Analyse der Partikelgrößenverteilung gemäß ASTM B822-Standard
  • Morphologieanalyse mittels REM-Bildgebung
  • Messung der Pulverdurchflussrate mit Hall-Durchflussmesser gemäß ASTM B213
  • Dichtemessung mittels Heliumpyknometrie
  • Verunreinigungsprüfung mittels ICP-MS
  • Mikrostrukturelle Charakterisierung durch Röntgenbeugung

Durch gründliche Tests und Inspektionen wird eine zuverlässige und gleichbleibende Pulverqualität gewährleistet, die den Leistungsanforderungen entspricht.

Vergleich zwischen FeCoNiCrTi und Inconel 718 Pulver

FeCoNiCrTi und Inconel 718 sind zwei Hochtemperaturlegierungspulver im Vergleich:

Parameter FeCoNiCrTi Inconel 718
Komposition Quinäre Legierung Ni-Cr-Fe-Nb-Legierung
Kosten Höher Untere
Stärke Höher bei sehr hohen Temperaturen Hervorragend bis 700°C
Oxidationsbeständigkeit Vergleichbar Vergleichbar
Bearbeitbarkeit Mäßig Exzellent
Anwendungen Thermisches Spritzen, Schweißen Luft- und Raumfahrtkomponenten, Federn
Verfügbarkeit Mäßig Sofort verfügbar

 

FeCoNiCrTi bietet eine bessere Hochtemperaturfestigkeit, während Inconel 718 eine gute Verarbeitbarkeit und Verfügbarkeit aufweist.

Häufig gestellte Fragen zu FeCoNiCrTi-Pulver

Q: Wie wird FeCoNiCrTi-Pulver hergestellt?

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

Q: Wofür wird FeCoNiCrTi-Pulver verwendet?

A: FeCoNiCrTi findet Verwendung in Hochtemperaturanwendungen wie der additiven Fertigung, thermischen Spritzbeschichtungen, Lötfüllstoffen, pulvermetallurgischen Teilen und Schweißzusätzen, bei denen Temperaturbeständigkeit, Festigkeit und Umweltbeständigkeit erforderlich sind.

Q: Welche Pulvergröße wird für das thermische Spritzen empfohlen?

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

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

A: Ja, es wird empfohlen, dieses reaktive Feinlegierungspulver vorsichtig zu handhaben und dabei eine inerte Atmosphäre, ordnungsgemäße Erdung, Belüftung und PSA zu verwenden, um Gefahren zu kontrollieren.

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

A: Fein gaszerstäubtes FeCoNiCrTi-Pulver, das die AM-Anforderungen erfüllt, kann von führenden Herstellern wie Sandvik, Hoganas, Praxair und Erasteel erworben werden.

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