Polvo K403 a base de níquel

Descripción general del polvo K403 a base de níquel

El polvo K403 es un polvo de aleación de níquel-cromo-hierro-molibdeno. Ofrece una excelente resistencia a la oxidación, la corrosión y el agrietamiento por fatiga térmica. El K403 presenta una buena estabilidad de fase a altas temperaturas.

Las principales características del polvo K403 son:

• Excelente resistencia a altas temperaturas y a la fluencia
• Resiste la oxidación y la corrosión en caliente hasta 1150°C
• Mantiene sus propiedades en condiciones de calentamiento cíclico
• Coeficiente de dilatación compatible con aleaciones comunes
• Disponibles en varios tamaños y morfologías

El polvo K403 está diseñado para revestimientos protectores, pulverización térmica, soldadura, soldadura fuerte y otras aplicaciones de alta temperatura.

Este artículo ofrece una visión detallada de la composición, propiedades, aplicaciones, especificaciones, precios, seguridad y otra información esencial sobre el polvo K403 a base de níquel.

Composición del polvo K403 a base de níquel

La composición típica del polvo K403 a base de níquel es:

Elemento	Composición
Níquel (Ni)	Saldo
Cromo (Cr)	21-23%
Hierro (Fe)	17-20%
Molibdeno (Mo)	8-10%
Tungsteno (W)	1-2%
Manganeso (Mn)	≤0.5%
Silicio (Si)	≤0.5%
Carbono (C)	≤0.1%

 

El níquel proporciona resistencia a la corrosión. El cromo y el hierro proporcionan resistencia a la oxidación. El molibdeno y el wolframio aportan resistencia a altas temperaturas.

La composición exacta se adapta en función del método de producción del polvo y de los requisitos de la aplicación.

Propiedades del polvo de níquel K403

El polvo K403 presenta las siguientes propiedades:

Propiedad	Detalles
Densidad	8,2 g/cm3
Punto de fusión	1350-1400°C
Conductividad térmica	11 W/m.K
Resistividad eléctrica	94 microhm-cm
Módulo de Young	207 GPa
Relación de Poisson	0.29-0.30
Resistencia a la tracción	≥ 550 MPa hasta 1050°C
Alargamiento	15-25%
Dureza	30-35 HRC
Resistencia a la oxidación	Excelente isotermia hasta 1150°C

 

La aleación mantiene una alta resistencia y dureza a temperaturas elevadas. Tiene buena ductilidad para el procesamiento por deformación. El material resiste el agrietamiento por fatiga térmica.

Aplicaciones del polvo de níquel K403

El polvo K403 con base de níquel está diseñado para su uso en entornos de alta temperatura. Las aplicaciones típicas incluyen:

Revestimientos por pulverización térmica: Se utiliza para aplicar revestimientos gruesos resistentes al desgaste, la corrosión y la oxidación a altas temperaturas mediante pulverización con llama de alambre/polvo o arco eléctrico.

Soldadura: Se utiliza como material de relleno para unir aleaciones de alta temperatura proporcionando resistencia a la oxidación y a la corrosión.

Soldadura: Excelente aleación de aportación para la soldadura fuerte de conjuntos que funcionan a más de 1.000°C, como componentes de turbinas, intercambiadores de calor, etc.

Fabricación aditiva: La fusión selectiva por láser y otros procesos de fusión de lecho de polvo pueden utilizar polvo K403 para fabricar piezas.

Turbinas de gas: Componentes de turbina pulvimetalúrgicos expuestos a trayectorias de gas caliente, como álabes, paletas y juntas.

Industria química: Componentes recubiertos de K403 en reactores de lecho fluidizado, intercambiadores de calor, separadores ciclónicos.

Industria del vidrio: Rodillos, guías y deflectores pulverizados utilizados en hornos de fusión de vidrio y antehornos.

Tratamiento térmico: Dispositivos, bandejas, cestas que funcionan en aplicaciones de alta temperatura.

Especificaciones y grados del polvo K403

El polvo de K403 está disponible en varios tamaños, morfologías y grados:

Tamaño de las partículas: Desde 10-45 micras para los métodos AM, hasta 150 micras para los procesos de pulverización térmica.

Morfología: Disponibles formas de partículas esféricas, irregulares y dendríticas. Los polvos esféricos son más fluidos.

Grados: El polvo puede adaptarse según las especificaciones AMS 7875, AMS 5887 u otras aleaciones de alta temperatura.

Pureza: Polvo atomizado con gas argón de alta pureza disponible para aplicaciones críticas.

Personalización: La química de la aleación y las características de las partículas pueden personalizarse según los requisitos de la aplicación.

Proveedores mundiales de Níquel en polvo K403

Algunos de los principales proveedores mundiales de polvo K403 a base de níquel son:

Empresa	País
Sandvik	Suecia
Tecnología Carpenter	EE.UU.
Hoganas	Suecia
Praxair	EE.UU.
CNPC Polvo	China
VDM Metales	Alemania
AMETEK	EE.UU.

 

Estas empresas producen polvo de K403 utilizando diversas técnicas como la atomización con gas argón, la atomización con plasma y la fusión por inducción de electrodos para conseguir las características deseables del polvo.

Precios del polvo K403 a base de níquel

El polvo K403 a base de níquel es más costoso que los polvos de aleaciones simples debido a su compleja química y procesamiento:

• Cantidad - Los precios oscilan entre $80-120/kg para pedidos a granel superiores a 1.000 kg. Las cantidades más pequeñas tienen un precio más elevado.
• Calidad - El polvo de alta pureza y morfología esférica fabricado en condiciones controladas mediante procesos avanzados exige precios superiores.
• Proveedor - Los grandes proveedores mundiales suelen ofrecer precios competitivos debido a sus mayores volúmenes.
• Geografía - Los precios varían según las regiones, siendo Estados Unidos y Europa los mercados más caros en comparación con China e India.

Para aplicaciones críticas, los compradores deben centrarse en la calidad más que en el menor coste a la hora de adquirir polvo K403. El polvo que cumple las especificaciones es vital para el rendimiento.

Consideraciones de salud y seguridad para el polvo K403

Como polvo de aleación metálica, el K403 plantea algunos riesgos para la salud y la seguridad:

• Los polvos finos pueden constituir un peligro de explosión. Evite la acumulación de polvo y las fuentes de ignición.
• Puede provocar irritación cutánea y ocular en caso de exposición prolongada. Utilizar equipo de protección individual.
• Debe evitarse la inhalación. Utilizar protección respiratoria durante la manipulación del polvo.
• El polvo puede catalizar reacciones con oxidantes. Evitar el contacto entre materiales incompatibles.
• La correcta conexión a tierra del equipo, la ventilación y las prácticas de higiene son esenciales para la manipulación del polvo.
• Consulte las fichas de datos de seguridad aplicables de los proveedores para obtener información completa sobre los peligros para la salud.

Para proteger a los trabajadores, pueden aplicarse procedimientos de seguridad para polvos metálicos, como guanteras de gas inerte o sistemas de supresión de explosiones.

Inspección y ensayo de polvo K403

Para garantizar que el polvo de aleación de níquel K403 se ajusta a las especificaciones, deben realizarse diversas pruebas e inspecciones:

• Composición química - Verificar la composición de los principales elementos de aleación mediante espectroscopia de emisión óptica o de fluorescencia de rayos X.
• Distribución del tamaño de las partículas - Evaluar el rango de tamaño de las partículas según la norma ASTM B822 mediante difracción láser.
• Morfología - Inspeccionar la forma de la partícula y los defectos superficiales bajo SEM. Comprobar si hay satélites o porosidad.
• Caudal - Evaluar la fluidez y la densidad aparente según ASTM B213 utilizando un caudalímetro Hall.
• Impurezas - Medir el contenido de oxígeno y nitrógeno mediante análisis de fusión de gases inertes. Minimizar las impurezas.
• Microestructura - Comprobar las fases presentes mediante análisis de difracción de rayos X.
• Propiedades mecánicas - Realización de ensayos de tracción y dureza de piezas pulvimetalúrgicas.

Las pruebas de cualificación y de lotes garantizan una calidad y un rendimiento constantes del polvo.

Comparación del polvo K403 con el polvo IN738

K403 e IN738 son dos polvos de aleación utilizados para aplicaciones de alta temperatura:

Parámetro	Polvo K403	IN738 Polvo
Composición	Ni-Cr-Fe-Mo	Ni-Cr-Co-Al-Ti
Resistencia a la oxidación	Excelente hasta 1150°C	Muy bueno hasta 1100°C
Coste	Más alto	Baja
Estabilidad de fase	Muy buena	Pobre
Resistencia mecánica	Alta hasta 1050°C	Bueno hasta 750°C
Fabricación	Medio	Fácil
Aplicaciones	Proyección térmica, soldadura	Componentes de turbina, piezas AM
Disponibilidad	Moderado	Fácilmente disponible

 

Para temperaturas extremas superiores a 1100°C que requieran estabilidad de fase, se prefiere el K403 a pesar de su mayor coste. IN738 es más fácil de fabricar y más barato.

Preguntas frecuentes

P: ¿Para qué se utiliza el polvo de níquel K403?

R: El polvo K403 está diseñado para aplicaciones de alta temperatura, como recubrimientos por pulverización térmica, soldadura fuerte, soldadura blanda y fabricación aditiva, en las que se requiere una resistencia a la oxidación y la corrosión de hasta 1150°C.

P: ¿Qué tamaño de partícula se utiliza para la proyección térmica de polvo K403?

R: El polvo K403 más grueso, de hasta 150 micras, se utiliza habitualmente en procesos de pulverización térmica como la pulverización por arco de alambre para maximizar la eficacia de la deposición y el espesor del revestimiento.

P: ¿Es adecuado el K403 para la fabricación aditiva por fusión de lecho de polvo láser?

R: Sí, el polvo fino de K403 puede utilizarse en máquinas de fusión selectiva por láser para fabricar piezas de geometría compleja que funcionen bien en entornos de alta temperatura.

P: ¿Cómo se compara el K403 con la aleación Haynes 214?

R: El K403 tiene una resistencia a altas temperaturas y a la oxidación ligeramente superior a la del Haynes 214. Pero Haynes 214 ofrece excelentes características de fabricación y menor coste.

P: ¿Cuáles son los principales peligros para la salud del polvo K403?

R: El polvo fino K403 plantea riesgos de explosión del polvo. También puede irritar la piel y los ojos. Debe evitarse su inhalación. Utilice el equipo de protección adecuado cuando manipule el polvo K403.

P: ¿Dónde puedo comprar polvo K403 para aplicaciones de soldadura fuerte a alta temperatura?

R: Proveedores líderes como Sandvik, Carpenter Powder Products, Praxair Supply disponen de polvo de aleación de níquel K403 adecuado para soldadura fuerte a alta temperatura. Tenga en cuenta el tamaño de partícula y los niveles de pureza recomendados en función de su aplicación específica.