Обзор
Порошок циркониево-никелевого сплава это тип порошка металлического сплава, состоящего в основном из циркония и никеля. Он обладает свойствами обоих металлов, включая высокую прочность, хорошую коррозионную стойкость, жаропрочность и пластичность.
Некоторые ключевые свойства и детали порошка циркониево-никелевого сплава включают:
Состав:
- Преимущественно сочетание циркония и никеля
- Может также содержать небольшое количество других элементов, таких как титан, медь, хром, железо или углерод.
- Содержание никеля обычно варьируется в пределах 10-50%
Производственный процесс:
- Чаще всего производится методом газового распыления
- Может быть изготовлен и другими методами, например, с помощью плазменной обработки вращающимся электродом (PREP).
Размер частиц:
- Диапазон от 10-150 микрон
- Возможны нестандартные размеры частиц
- Сферическая морфология порошка
Общие области применения:
- Порошок для 3D-печати
- Термические напыляемые покрытия
- Сварочные изделия
- Ядерные реакторы
- Химическое оборудование
Виды Порошки циркониево-никелевых сплавов
Существует несколько распространенных типов и систем порошков циркониево-никелевых сплавов, которые имеют слегка различающиеся свойства и характеристики.
| Тип сплава | Состав | Основные характеристики |
|---|---|---|
| Сплавы с высоким содержанием циркония | Zr-2Ni, Zr-3Ni, Zr-4Ni | Высокая прочность и твердость, средняя пластичность |
| Сбалансированные сплавы | Zr-20Ni, Zr-25Ni | Отличное сочетание высокой прочности и хорошей пластичности |
| Сплавы с высоким содержанием никеля | Zr-35Ni, Zr-40Ni | Повышенная пластичность и вязкость по сравнению со сплавами с высоким содержанием циркония |
Свойства порошка цирконий-никелевого сплава
Порошок из циркониево-никелевого сплава обладает уникальным балансом свойств, что делает его пригодным для высокопроизводительных применений:
Физические свойства:
- Высокая плотность (6-9 г/см3)
- Температура плавления 1300-1600°C
- Низкий коэффициент теплового расширения
- Хорошая тепло- и электропроводность
Механические свойства:
- Высокая прочность
- Хорошая вязкость разрушения и пластичность
- Отличное сопротивление ползучести
- Твердость в диапазоне 300-500 HV
Химические свойства:
- Устойчивость к коррозии и окислению
- Совместимость с высокими температурами и жесткими условиями эксплуатации
Другие характеристики:
- Биосовместимые и немагнитные
- Пригодный для вторичной переработки и экологически чистый
- Возможность индивидуальной настройки состава и свойств
Применение Порошок циркониево-никелевого сплава
Благодаря сбалансированному набору свойств порошок циркониево-никелевого сплава находит широкое применение во многих отраслях промышленности:
| Промышленность | Приложения |
|---|---|
| Аддитивное производство | 3D-печать деталей конечного использования для аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности |
| Покрытия | Термическое напыление покрытий для защиты от износа и коррозии |
| Ядерный | Оболочки топливных стержней, внутреннее устройство реакторов |
| Химическая обработка | Насосы, клапаны, трубопроводы для агрессивных сред |
| Биомедицина | Хирургические инструменты, имплантаты, протезы |
| Электроника | Корпуса и соединения компонентов |
| Оборона | Баллистические бронепластины |
Многие из этих применений используют преимущества жаропрочности, прочности и коррозионной стойкости никелида циркония в сложных условиях. Порошок сплава может быть переработан в полностью плотные компоненты с помощью горячего изостатического прессования для достижения улучшенных механических свойств.
Технические характеристики порошка цирконий-никелевого сплава
Порошки циркониево-никелевых сплавов Они доступны в различных стандартных и индивидуальных спецификациях для различных областей применения:
Размер частиц:
| Диапазон размеров | Типичное использование |
|---|---|
| 10-45 мкм | 3D-печать, термическое напыление покрытий |
| 45-106 микрон | Прессование и агломерация |
| 10-150 мкм | Сырье для горячего изостатического прессования |
Химический состав (вес %):
| Сплав | Zr (% мин) | Ni (% мин) | O (% макс.) |
|---|---|---|---|
| Zr-2Ni | Bal. | 1 | 0.14 |
| Zr-25Ni | Bal. | 24 | 0.14 |
| Zr-35Ni | Bal. | 34 | 0.14 |
Международные спецификации, такие как ASTM B392 и ISO 6475, помогают стандартизировать состав, качество и испытания порошка циркониево-никелевого сплава.
Мировые поставщики и ценообразование
Некоторые крупные мировые поставщики, предлагающие различные порошковые продукты из сплава никелида циркония, включают:
| Компания | Градусы продукта | Ценовая смета |
|---|---|---|
| АМЕТЕК | Zr-2Ni, Zr-20Ni, Zr-35Ni | $200-500/кг |
| Стэнфордские материалы | Zr-702 (Zr-1Ni), Zr-705 (Zr-25Ni) | $250-750/кг |
| Микронные металлы | Zr-2Ni, Zr-702, Zr-705 | $100-800/кг |
| Hoganas | Zr-25Ni, Zr-702, Zr-705 | $300-900/кг |
Цены могут варьироваться в зависимости от:
- Марка и состав сплава
- Уровни чистоты
- Количество заказов и оптовые скидки
- Распределение частиц по размерам
Общие цены на порошок циркониево-никелевого сплава варьируются в пределах $100-900 за кг в зависимости от технических характеристик продукта.
Плюсы и минусы Порошок циркониево-никелевого сплава
Преимущества
- Высокое соотношение прочности и массы
- Отличная коррозионная стойкость
- Хорошие высокотемпературные свойства
- Настраиваемая композиция
- Подходит для аддитивного производства
Недостатки
- Дороже, чем стальные сплавы
- Сложно провести полную плотность без HIP
- Ограниченная пластичность при высоких скоростях деформации
- Требует мер предосторожности при обращении из-за реакционной способности
Вопросы и ответы
В чем разница между цирконием и порошком из циркониевого сплава?
Чистый циркониевый порошок состоит только из металла циркония, в то время как порошок циркониевого сплава сочетает цирконий с другими легирующими элементами, такими как никель, для улучшения свойств.
Какой размер частиц лучше всего подходит для 3D-печати порошка циркониево-никелевого сплава?
Диапазон размеров частиц 10-45 микрон типичен для 3D-печати с использованием сплавов циркония и никеля.
Является ли порошок циркониево-никелевого сплава радиоактивным?
Нет, порошок циркониево-никелевого сплава содержит стабильные изотопы и не является радиоактивным, в отличие от некоторых циркониевых изделий, используемых в ядерной промышленности.
Какие меры предосторожности следует соблюдать при работе с порошком из сплава циркония и никеля?
Избегайте контакта с кожей и глазами. Надевайте СИЗ, включая перчатки, защитные очки и маски, чтобы минимизировать воздействие и вдыхание при работе с продуктом. Используйте искробезопасные инструменты и оборудование. Порошок может быть легковоспламеняющимся.
Можно ли 3D-печатать детали из циркониево-никелевого сплава без горячего изостатического прессования?
Да, но свойства улучшаются при последующей обработке по технологии HIP для полного уплотнения внутренней пористости и улучшения механических характеристик.
