FeNi42-Pulver
FeNi42-Pulver, auch bekannt als Invar 42 oder Fe-42Ni-Legierungspulver, ist eine Nickel-Eisen-Legierung, die sich durch ihre außergewöhnlich geringe Wärmeausdehnung auszeichnet. Diese einzigartige Legierung weist über einen weiten Temperaturbereich hinweg nur minimale Maßänderungen auf, was sie zu einem unschätzbaren Material für Anwendungen macht, die eine hohe thermische Stabilität erfordern.
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Inhaltsübersicht
FeNi42-Pulver, auch bekannt als Invar 42 oder Fe-42Ni-Legierungspulver, ist eine Nickel-Eisen-Legierung, die sich durch ihre außergewöhnlich geringe Wärmeausdehnung auszeichnet. Diese einzigartige Legierung weist über einen weiten Temperaturbereich nur minimale Maßänderungen auf, was sie zu einem unschätzbaren Material für Anwendungen macht, die eine hohe thermische Stabilität erfordern.
In der nachstehenden Tabelle sind die wichtigsten Eigenschaften von FeNi42-Pulver zusammengefasst:
| Charakteristisch | Beschreibung |
|---|---|
| Zusammensetzung | 42% Nickel, 58% Eisen (nominal) |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | Etwa 1,2 x 10^-6 /°C (20-100°C) |
| Dichte | 8,1 g/cm³ |
| Schmelzpunkt | 1430-1510°C |
| Härte | 140-220 HV |
| Magnetische Eigenschaften | Ferromagnetisch |
FeNi42 Pulver-Zusammensetzung
Die einzigartigen Eigenschaften von FeNi42-Pulver ergeben sich aus seiner sorgfältig kontrollierten Zusammensetzung. Der Nickelgehalt von 42% ist entscheidend für das geringe Wärmeausdehnungsverhalten der Legierung. Diese Zusammensetzung liegt im invaren Bereich des Eisen-Nickel-Phasendiagramms, wo die kubisch-flächenzentrierte Kristallstruktur (FCC) minimale Gitterparameteränderungen bei Temperaturschwankungen aufweist.
Herstellung von FeNi42-Pulver
FeNi42-Pulver wird in der Regel durch Gas- oder Wasserzerstäubung hergestellt. Bei der Gaszerstäubung wird die geschmolzene Legierung durch Hochdruck-Inertgasstrahlen in feine Tröpfchen zerlegt, die sich schnell zu kugelförmigen Partikeln verfestigen. Die Wasserverdüsung folgt einem ähnlichen Prinzip, wobei anstelle von Gas Hochdruckwasserstrahlen verwendet werden.
Die resultierenden Pulverpartikel weisen eine kugelförmige Morphologie und eine enge Größenverteilung auf und eignen sich daher für verschiedene pulvermetallurgische Verfahren wie Metallspritzguss (MIM), heißisostatisches Pressen (HIP) und additive Fertigungsverfahren (AM) wie selektives Laserschmelzen (SLM) oder Elektronenstrahlschmelzen (EBM).
Eigentum von FeNi42-Pulver
- Geringe thermische Ausdehnung: Die bemerkenswerteste Eigenschaft von FeNi42-Pulver ist der extrem niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) von etwa 1,2 x 10^-6 /°C innerhalb des Temperaturbereichs von 20-100°C. Dieser niedrige WAK sorgt für minimale Maßänderungen als Reaktion auf Temperaturschwankungen und macht FeNi42-Bauteile äußerst maßhaltig.
- Korrosionsbeständigkeit: Die Legierung FeNi42 weist dank ihres hohen Nickelgehalts und der Bildung einer passiven Oxidschicht gute Korrosionsschutzeigenschaften auf, insbesondere in Meeres- und Industrieumgebungen.
- Mechanische Eigenschaften: FeNi42-Pulver weist eine mäßige Festigkeit und Härte auf, mit typischen Härtewerten zwischen 140 und 220 HV, abhängig von den Verarbeitungsbedingungen und der Wärmebehandlung.
- Magnetische Eigenschaften: FeNi42 ist eine ferromagnetische Legierung, die ihre magnetischen Eigenschaften über einen weiten Temperaturbereich beibehält und daher für verschiedene magnetische Anwendungen geeignet ist.
Industrielle Anwendungen von FeNi42-Pulver
Die einzigartige Kombination von Eigenschaften, die FeNi42-Pulver bietet, macht es zu einer attraktiven Wahl für verschiedene industrielle Anwendungen, wie in der folgenden Tabelle dargestellt:
| Anmeldung | Beschreibung |
|---|---|
| Präzisionsinstrumente | Wird in Komponenten für optische Instrumente, Teleskope, Vermessungsgeräte und andere hochpräzise Instrumente verwendet, bei denen die Dimensionsstabilität entscheidend ist. |
| Luft- und Raumfahrt und Avionik | Eingesetzt in Flugzeugkomponenten, Satellitenstrukturen und anderen Luft- und Raumfahrtanwendungen, die eine geringe Wärmeausdehnung und hohe Dimensionsstabilität erfordern. |
| Mechanische Systeme | Sie finden sich in verschiedenen mechanischen Systemen wie Lagern, Wellen und Getrieben, wo die Wärmeausdehnung minimiert werden muss, um einen genauen und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. |
| Halbleiterindustrie | Wird in Komponenten für Halbleiterfertigungsanlagen verwendet, wo thermische Stabilität für eine präzise Positionierung und Ausrichtung unerlässlich ist. |
| Additive Fertigung | Wird zunehmend als Ausgangsmaterial für additive Fertigungsverfahren wie selektives Laserschmelzen (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) verwendet und ermöglicht die Herstellung komplexer, äußerst formstabiler Bauteile. |
Vorteile und Grenzen von FeNi42-Pulver
Wie jedes Material hat auch FeNi42-Pulver seine Vorteile und Grenzen, die bei der Auswahl für bestimmte Anwendungen sorgfältig abgewogen werden sollten. In der nachstehenden Tabelle sind die wichtigsten Vor- und Nachteile zusammengefasst:
| Vorteile | Beschränkungen |
|---|---|
| Äußerst niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient | Höhere Kosten im Vergleich zu einigen anderen Legierungen |
| Hohe Formbeständigkeit über einen weiten Temperaturbereich | Begrenzte Verfügbarkeit und Herausforderungen in der Lieferkette |
| Gute Korrosionsbeständigkeit | Mäßige mechanische Festigkeit im Vergleich zu einigen hochfesten Legierungen |
| Ferromagnetische Eigenschaften bleiben bei verschiedenen Temperaturen erhalten | Möglichkeit von Nickelallergien oder -toxizität bei bestimmten Anwendungen |
| Geeignet für verschiedene pulvermetallurgische Verfahren | Strenge Kontrolle der Zusammensetzung für optimale Eigenschaften erforderlich |
Spezifikationen und Normen für FeNi42-Pulver
FeNi42-Pulver ist in verschiedenen Qualitäten und Spezifikationen von verschiedenen Lieferanten erhältlich. Die nachstehende Tabelle gibt einen Überblick über die gängigen Spezifikationen und Normen:
| Spezifikation/Standard | Beschreibung |
|---|---|
| AMS 5567 | Werkstoffspezifikation für die Luft- und Raumfahrt für Eisen-Nickel-Legierungspulver |
| ASTM F1684 | Standardspezifikation für Nickel-Eisen-Legierungen (UNS N08800, UNS N08810, UNS N08811) |
| ISO 5832-5 | Implantate für die Chirurgie - Metallische Werkstoffe - Teil 5: Nickel-Eisen-Knetlegierungen mit geringer Ausdehnung |
| DIN 17456 | Nickel-Eisen-Legierungen (Invar) für Anwendungen mit geringer Wärmeausdehnung |
In diesen Spezifikationen und Normen werden die Zusammensetzung, die physikalischen und mechanischen Eigenschaften, die Anforderungen an die Qualitätskontrolle und andere wichtige Parameter für FeNi42-Pulver und seine Anwendungen festgelegt.
FeNi42-Pulver Lieferanten und Preisgestaltung
FeNi42-Pulver wird von verschiedenen Herstellern weltweit produziert und geliefert. In der nachstehenden Tabelle sind einige der wichtigsten Lieferanten und ihre Richtpreise aufgeführt:
| Anbieter | Preisspanne (USD/kg) |
|---|---|
| Sandvik Fischadler | $50 – $100 |
| Zimmermanns Pulverprodukte | $60 – $120 |
| Hoganas AB | $70 – $110 |
| Rio Tinto Metallpulver | $80 – $140 |
| Ametek Spezialmetallprodukte | $90 – $150 |
Bitte beachten Sie, dass die Preisgestaltung von Faktoren wie Bestellmenge, Reinheit, Partikelgrößenverteilung und Standort abhängen kann. Es wird empfohlen, die Lieferanten direkt zu kontaktieren, um genaue und aktuelle Preisinformationen zu erhalten.
FAQ
| Frage | Antwort |
|---|---|
| Was ist der Hauptvorteil der Verwendung von FeNi42-Pulver? | Der Hauptvorteil von FeNi42-Pulver ist sein außergewöhnlich niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient, der minimale Maßänderungen über einen großen Temperaturbereich gewährleistet. Diese Eigenschaft macht es ideal für Anwendungen, die eine hohe Maßhaltigkeit und Präzision erfordern. |
| Wie ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von FeNi42 im Vergleich zu anderen Materialien? | FeNi42 hat einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) von etwa 1,2 x 10^-6 /°C im Temperaturbereich von 20-100°C. Im Vergleich dazu liegt der WAK von Aluminium bei etwa 23 x 10^-6 /°C und von Stahl bei etwa 12 x 10^-6 /°C, wodurch FeNi42 bei Temperaturänderungen deutlich formstabiler ist. |
| Was sind die typischen Anwendungen von FeNi42-Pulver? | FeNi42-Pulver wird häufig in Präzisionsinstrumenten, Luft- und Raumfahrtkomponenten, mechanischen Systemen, Halbleiterausrüstungen und Anwendungen der additiven Fertigung eingesetzt, bei denen Maßhaltigkeit und geringe Wärmeausdehnung entscheidend sind. |
| Wie wird FeNi42-Pulver hergestellt? | FeNi42-Pulver wird in der Regel durch Gas- oder Wasserzerstäubung hergestellt, bei der die geschmolzene Legierung durch Hochdruckgas- bzw. Wasserstrahlen in feine Tröpfchen zerlegt und schnell zu kugelförmigen Partikeln verfestigt wird. |
| Was sind die Grenzen der Verwendung von FeNi42-Pulver? | FeNi42-Pulver bietet zwar eine außergewöhnliche thermische Stabilität, hat aber auch Nachteile wie höhere Kosten im Vergleich zu einigen anderen Legierungen, begrenzte Verfügbarkeit und Probleme in der Lieferkette, mäßige mechanische Festigkeit und das Potenzial für Nickelallergien oder -toxizität bei bestimmten Anwendungen. |
| Kann FeNi42-Pulver in additiven Fertigungsverfahren verwendet werden? | Ja, FeNi42-Pulver wird in zunehmendem Maße als Ausgangsmaterial für additive Fertigungsverfahren wie selektives Laserschmelzen (SLM) und Elektronenstrahlschmelzen (EBM) verwendet und ermöglicht die Herstellung komplexer, äußerst formstabiler Bauteile. |
| Welches sind die typischen Normen und Spezifikationen für FeNi42-Pulver? | Zu den gängigen Normen und Spezifikationen für FeNi42-Pulver gehören AMS 5567, ASTM F1684, ISO 5832-5 und DIN 17456, in denen die Zusammensetzung, die Eigenschaften, die Anforderungen an die Qualitätskontrolle und andere wichtige Parameter für die Legierung festgelegt sind. |
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