铁镍铬钛粉末

铁钴镍铬钛粉末是一种由铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铬(Cr)和钛(Ti)组成的合金。它属于高熵合金(HEAs),是一类具有独特性能的新型材料。高熵合金的特点是强度高、硬度高、耐磨损和耐腐蚀。铁钴镍铬钛粉末通常通过粉末冶金工艺生产,可以精确控制其成分和粒度。

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铁钴镍铬钛粉概述

铁钴镍铬钛是一种高性能合金,在高温下具有良好的机械性能和耐腐蚀性。铁和钴赋予其出色的高温强度。镍增强了延展性和韧性。铬具有出色的抗氧化性和耐腐蚀性。

铁钴镍铬钛粉末的主要特性包括

  • 出色的高温强度和抗蠕变性
  • 良好的延展性、韧性和可加工性
  • 出色的抗氧化性和耐腐蚀性
  • 高热稳定性和微结构稳定性
  • 有各种粒度分布和形态可供选择

铁钴镍铬钛粉末适用于高温结构件、保护涂层和其他对耐温性、强度和耐环境性有严格要求的应用。

铁钴镍铬钛粉末的成分

铁钴镍铬钛粉末的标称成分如下:

要素 组成
铁(Fe) 平衡
钴(Co) 35-50%
镍 (Ni) 10-30%
铬 (Cr) 8-12%
钛 (Ti) 0.5-2%
碳 (C) 0.5% 最大值
硅 (Si) 1% 最大值
锰 (Mn) 1% 最大值

铁镍铬钛粉末

钴、镍、铬和钛的含量可根据应用要求进行调整。碳、硅和锰等杂质被降至最低。

铁钴镍铬钛粉末的特性

铁钴镍铬钛粉末具有以下特性:

物业 价值
密度 8.0-8.5 克/立方厘米
熔点 1300-1400°C
导热性 10-30 W/mK
电阻率 70-90 μΩ.cm
杨氏模量 180-220 GPa
泊松比 0.28-0.32
拉伸强度 650-1100 兆帕
屈服强度 450-750 兆帕
伸长率 10-30%
硬度 25-50 HRC

 

拉伸强度、抗蠕变性和微观结构稳定性等性能在温度超过 1000°C 时仍能保持不变,因此适合高温应用。

钴镍铬钛铁粉的生产方法

常见的铁钴镍铬钛粉末生产方法包括

  • 气体雾化 - 高压惰性气体射流用于将熔融合金流分解成细小的球形粉末颗粒,从而提供良好的流动性和堆积密度。
  • 水雾化 - 高速水射流冲击并分解熔融流,产生细小的不规则粉末。成本较低,但取氧率较高。
  • 机械合金化 - 球磨元素金属粉末,然后烧结合成合金粉末。

气体雾化可对粉末特性进行最佳控制。可根据应用要求定制粒度分布。

铁钴镍铬钛粉的应用

铁钴镍铬钛粉末可用于高温应用,如

  • 快速成型制造 - 选择性激光熔化、电子束熔化可生产复杂部件,用于需要高温强度的极端环境。
  • 热喷涂涂层 - 线弧喷涂可沉积厚涂层,在高温下提供耐磨性和耐腐蚀性。
  • 钎焊填料 - 用于连接需要抗氧化性的高温合金和陶瓷。
  • 玻璃加工 - 具有高温强度的粉末冶金输送辊用于玻璃熔炉。
  • 粉末冶金 - 通过压制和烧结工艺生产涡轮叶片和叶片等高强度结构件。
  • 焊接材料 - 用作填充材料,可提供出色的焊接强度和耐腐蚀性。

钴镍铬钛铁粉的规格

铁钴镍铬钛粉末有各种尺寸范围、形态和等级:

  • 颗粒大小: AM 方法的范围为 10-45 微米,热喷涂工艺的范围可达 150 微米。
  • 形态学: 球形、不规则和混合粉末形状。球形粉末可提供最佳的流动性和包装效果。
  • 纯净: 根据杂质含量和应用要求,可提供从商用到高纯度的各种等级。
  • 表面积: 表面积较小,可最大限度地减少处理和储存过程中的氧化。
  • 年级 根据预期应用和加工方法定制成分和粉末特性。

钴镍铬钛铁粉全球供应商

钴镍铬钛铁粉的一些主要全球供应商包括

  • 山特维克Osprey(英国)
  • 霍加纳斯(瑞典)
  • 普莱克斯(美国)
  • 中石油粉末(中国)
  • 伊拉斯特尔公司(法国)
  • 泰克纳(加拿大)
  • 阿美特克(美国)

这些公司采用气体雾化、水雾化和其他技术生产各种等级的钴镍铬钛粉末,专门用于增材制造、热喷涂、钎焊和其他高温应用。

钴镍铬钛铁粉的定价

钴镍铬钛铁粉的价格取决于以下因素:

  • 成分和纯度
  • 粒度分布和形态
  • 生产方法
  • 订购数量
  • 供应商和地点
等级 价格范围
商业 每公斤 $50-100
高纯度 每公斤 $100-250
超细 每公斤 $250-450
特殊等级 $450-850 每公斤

 

气体雾化、高纯度和精细粉末的价格要比简单的商业等级高得多。

钴镍铬钛铁粉的储存和处理

钴镍铬钛铁粉需要小心储存和处理:

  • 应存放在惰性气体环境下的密封容器中,以防止氧化
  • 避免积聚细粉末,以尽量减少粉尘爆炸的风险
  • 处理时使用适当的个人防护设备、通风设备和安全措施
  • 防止粉末与不相容材料接触
  • 遵循供应商提供的适用安全数据表

在处理这种活性合金粉末时,必须适当接地、覆盖并小心谨慎。

铁钴镍铬钛粉末的检验和测试

用于铁钴镍铬钛粉末质量控制的主要测试包括

  • 使用 OES 或 XRF 进行化学分析,确保成分符合规格要求
  • 按照 ASTM B822 标准进行粒度分布分析
  • 通过扫描电子显微镜成像进行形态分析
  • 使用霍尔流量计测量粉末流速,符合 ASTM B213 标准
  • 用氦气比重法测定密度
  • 使用 ICP-MS 进行杂质测试
  • 利用 X 射线衍射进行微结构表征

彻底的测试和检验可确保可靠、稳定的粉末质量,满足性能要求。

钴镍铬钛和铬镍铁合金 718 粉末的比较

FeCoNiCrTi 和 Inconel 718 是两种高温合金粉的比较:

参数 铁钴镍铬钛 铬镍铁合金 718
组成 二元合金 镍铬铁铌合金
费用 更高 较低
实力 超高温时更高 高达 700°C 的卓越性能
抗氧化性 可比性 可比性
可加工性 中度 优秀
应用 热喷涂、焊接 航空航天部件、弹簧
可用性 中度 随时可用

 

铁钴镍铬钛具有更好的高温强度,而铬镍铁合金 718 则具有良好的可加工性和可用性。

铁镍铬钛粉常见问题解答

问:如何生产铁钴镍铬钛粉末?

答:铁钴镍铬钛粉末是通过气体雾化、水雾化、机械合金化和烧结工艺生产出来的。气体雾化能最好地控制颗粒特性。

问:钴镍铬钛铁粉有什么用途?

答:铁钴镍铬钛可用于需要耐高温、高强度和耐环境的高温应用领域,如增材制造、热喷涂涂层、钎焊填料、粉末冶金零件、焊接耗材等。

问:热喷涂的推荐粉末尺寸是多少?

答:对于大多数热喷涂工艺,铁钴镍铬钛粉末的粒度范围最好在 45-150 微米之间,以最大限度地提高沉积效率和涂层性能。

问:铁钴镍铬钛粉末是否需要特殊的处理预防措施?

答:是的,建议使用惰性气氛、适当的接地、通风和个人防护设备小心处理这种反应性精细合金粉末,以控制危险。

问:哪里可以买到适用于快速成型制造的铁钴镍铬钛粉末?

答:符合 AM 要求的精细气体雾化钴镍铬钛粉末可以从山特维克(Sandvik)、霍加纳斯(Hoganas)、普莱克斯(Praxair)和 Erasteel 等领先制造商处购买。

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