CoCrFeNi 분말

CoCrFeNi 분말 개요

CoCrFeNi 분말은 코발트, 크롬, 철, 니켈 원소가 거의 등가 원소 비율로 구성된 분말 또는 고엔트로피 합금(HEA) 분말이라고도 하며, 코발트, 크롬, 철, 니켈 원소로 구성된 물질을 말합니다. 이 새로운 합금 분말은 기존 합금에 비해 뛰어난 특성을 나타내며 다양한 응용 분야에서 큰 관심을 받고 있습니다.

CoCrFeNi 분말의 몇 가지 주요 특징은 다음과 같습니다:

• 높은 구성 엔트로피로 뛰어난 강도, 경도, 열 안정성 및 내식성을 제공합니다.
• 단일 고체 솔루션 FCC 상 미세 구조
• 뛰어난 강도-연성 조합
• 높은 골절 인성
• 우수한 가공성 및 성형성
• 고온에서 연화에 대한 내성
• 망간과 같은 원소를 약간 추가하여 사용자 정의 가능

CoCrFeNi의 원자 배열의 독특한 무질서는 우수한 기계적 성능을 부여합니다. 주요 원소의 농도가 거의 같기 때문에 전위 이동을 방해하여 경도를 향상시킵니다. 다상 구조는 격자 변형 효과를 통해 고체 용액 강화 효과를 제공합니다.

CoCrFeNi 분말의 구성

CoCrFeNi HEA 분말의 구성은 맞춤화할 수 있지만 일반적으로 다음과 같이 구성됩니다:

요소	일반적인 구성 범위
코발트 (Co)	20-35 at.%
크롬(Cr)	20-35 at.%
철(Fe)	20-35 at.%
니켈(Ni)	20-35 at.%

등원자 비율은 최대 구성 엔트로피를 제공하지만 사소한 편차는 특성에 큰 영향을 미치지 않습니다. 입자 정제 및 침전 강화를 통해 물성을 더욱 개선하기 위해 망간을 1-2 at.% 첨가하는 것이 일반적입니다.

CoCrFeNi 분말의 특성

CoCrFeNi 합금 분말은 뛰어난 특성의 독특한 조합을 보여줍니다:

속성	값
밀도	7.5-8.3g/cm3
융점	>1200°C
미세 경도	2.5-4 GPa
궁극의 인장 강도	500-1300 MPa
수율 강도	200-1100 MPa
신장	10-60%
영의 계수	150-250 GPa
전단 계수	65-85 GPa
푸아송 비율	0.21-0.33
골절 인성	>100 MPa√m 초과
열 전도성	10-30W/mK
전기 저항	70-100 nΩm
내식성	다양한 환경에서 탁월한 성능

높은 경도는 고체 용액 강화로 인해 발생하며 FCC 구조는 우수한 연성을 부여합니다. 이 특성은 조성 조정 및 가공을 통해 맞춤화할 수 있습니다.

CoCrFeNi 분말의 특성

CoCrFeNi 합금 분말의 몇 가지 두드러진 특징은 다음과 같습니다:

• 금속 간 위상이 없는 단상 FCC 구조
• 어닐링 트윈 및 스태킹 결함 존재
• 우수한 유동성을 가진 등축 분말 형태
• 15-150 μm 범위의 분말 크기 분포
• 산소 함량이 낮은 고순도
• 구형 파우더 모양과 매끄러운 표면
• 맞춤형 파우더 크기, 모양 및 구성

분말은 합금 원소의 균일한 분포로 높은 화학적 균질성을 나타냅니다. 구형 형태는 우수한 패킹 및 흐름 특성을 제공합니다.

CoCrFeNi 분말의 응용 분야

CoCrFeNi 분말은 강도, 인성 및 가공성의 탁월한 조합으로 다음과 같은 용도에 적합합니다:

적층 제조: 흐름과 용융 특성이 우수하여 인쇄성이 뛰어납니다. 항공 우주, 툴링 및 생체 의학 임플란트에 사용됩니다.

열 스프레이 코팅: 마모, 부식 및 열 연화에 대한 내성. 기계, 해양 및 화학 분야용 코팅.

합금 개발: Al, Ti 등이 첨가된 새로운 고엔트로피 합금의 기본 소재입니다.

금속 사출 성형: 항공 및 자동차에 적합한 치수 안정성을 갖춘 고강성 부품.

분말 야금: 강도와 연성이 균형 잡힌 고성능 P/M 부품.

극저온 애플리케이션: 영하의 온도에서도 연성 및 인성을 유지합니다.

CoCrFeNi 분말의 사양

CoCrFeNi 합금 분말은 다양한 크기 범위, 구성 및 형태로 제공됩니다:

매개변수	변형
크기 범위	15-25㎛, 25-45㎛, 45-75㎛, 75-105㎛, 105-150㎛
구성	등식, 커스텀 원소 비율
파우더 모양	구형, 불규칙
생산 방법	가스/물 분무, 기계적 합금
공급 양식	루스 파우더, 소결 프리폼

45~150μm의 더 큰 분말 크기는 용사 및 금속 사출 성형에 선호됩니다. 더 미세한 15-45 μm 크기는 적층 제조에 사용됩니다. 분말은 모양, 크기, 산소 함량 및 유동성을 맞춤화할 수 있습니다.

CoCrFeNi 분말 공급업체

CoCrFeNi 고엔트로피 합금 분말의 일부 주요 글로벌 공급업체는 다음과 같습니다:

회사	생산 능력	위치
샌드빅	연간 200톤	스웨덴
프렉스에어	연간 150톤	미국
호가나스	연간 100톤	스웨덴
CNPC 파우더	연간 50톤	중국
카펜터 기술	연간 40톤	미국

분말은 일반적으로 가스 또는 물 분무 방식을 통해 생산됩니다. 이러한 공급업체로부터 맞춤형 파우더 구성과 크기를 공급받을 수 있습니다.

가격 책정

파우더 크기	가격 범위
15-45 미크론	$150-200 kg당
45-105 미크론	$100-150kg당
105-150+ 미크론	$80-120kg당

분말 크기가 클수록 분무 생산 속도가 빨라지기 때문에 가격이 저렴합니다. 맞춤형 합금 및 구성은 가격이 더 높습니다. 분말 가격은 시장 경쟁과 생산 능력의 증가로 인해 하락하고 있습니다.

CoCrFeNi 분말의 장단점

장점	제한 사항
뛰어난 강도와 경도	Co와 Ni로 인한 높은 재료비
뛰어난 연성 및 인성	장기 성과에 대한 제한된 데이터
AM, MIM, PM에 의한 우수한 패브릭성	미세 구조 제어를 통한 처리 과제
열 및 미세 구조 안정성	구성을 정밀하게 제어해야 합니다.
높은 내식성 및 내마모성	기존 합금보다 낮은 가공성
높은 온도에서도 강도를 유지합니다.	종종 HIP 후처리가 필요한 경우

CoCrFeNi HEA 분말을 사용하면 탁월한 물성 조합을 가진 부품을 만들 수 있습니다. 하지만 재료 및 가공 비용이 높습니다. 미세 구조와 특성은 정밀한 조성 제어에 따라 크게 달라집니다.

대안과의 비교

Vs. 스테인리스 분말

• 더 높은 강도와 경도
• 뛰어난 내마모성 및 내식성
• 더 비싼 기본 재료 비용
• 낮은 가공성 및 용접성

Vs. 공구강 분말

• 연성 및 골절 인성 향상
• 낮은 고온 강도
• 덜 확립된 처리 방법
• 제한된 크기 및 합금 변형 사용 가능

Vs. 인코넬 초합금 분말

• 비슷한 수준의 고온 강도
• 저렴한 비용의 재료
• 더 짧은 성능 기록
• 매우 높은 온도에서 제한된 미세 구조 안정성

자주 묻는 질문

Q: 고엔트로피 합금(HEA) 파우더란 무엇인가요?

A: HEA 분말에는 강도, 연성 및 안정성의 탁월한 특성을 생성하기 위해 여러 가지 주요 원소가 거의 원자량에 가까운 비율로 포함되어 있습니다. CoCrFeNi 분말은 대표적인 HEA입니다.

Q: 사용 가능한 CoCrFeNi 분말의 일반적인 크기는 어떻게 되나요?

A: 일반적인 크기 범위는 AM의 경우 15-45μm, 열 스프레이의 경우 45-105μm, MIM 및 기타 애플리케이션의 경우 105-150μm입니다. 더 미세하고 거친 크기는 사용자 정의할 수 있습니다.

Q: CoCrFeNi 합금 분말의 가격에 영향을 미치는 요인은 무엇인가요?

A: 분말 크기, 성분, 순도, 생산 방법 및 주문 수량에 따라 가격이 결정됩니다. 100μm 이상의 큰 크기일수록 비용이 저렴합니다. 미세한 성분이 추가되거나 조성 범위가 좁아지면 비용이 증가합니다.

Q: CoCrFeNi HEA 분말은 어떻게 생산되나요?

A: 가스 분무와 물 분무가 주요 생산 방법입니다. 분말은 사전 합금된 잉곳의 기계적 합금 또는 크라이오 밀링으로 만들 수도 있습니다.

Q: CoCrFeNi 분말의 응용 분야에는 어떤 것이 있나요?

A: 툴링 및 항공우주 부품의 적층 제조, 내마모성/내식성을 위한 용사 코팅, 합금 개발, 자동차 부품의 금속 사출 성형, 고성능 부품의 분말 야금 등이 주요 용도입니다.

Q: CoCrFeNi HEA 분말의 주요 특성은 무엇인가요?

A: 기존 합금에 비해 고강도, 경도, 연성, 파괴 인성, 열 안정성 및 내식성의 탁월한 조합을 보여줍니다.

Q: CoCrFeNi 분말의 한계는 무엇인가요?

A: 높은 기본 재료 비용, 미세 구조 제어를 위한 가공상의 어려움, 제한된 장기 성능 데이터, 강철에 비해 용접성 저하 등이 단점입니다.

Q: CoCrFeNi 분말은 공구강 및 스테인리스강과 어떻게 비교됩니까?

A: 스테인리스강보다 강도와 경도는 훨씬 높지만 가공성은 낮습니다. 공구강에 비해 우수한 파단 인성 및 연성을 제공합니다.

Q: CoCrFeNi는 극저온 애플리케이션에 적합합니까?

A: 예, 기존 합금이 부서지기 쉬운 반면 영하의 온도에서도 우수한 연성과 인성을 유지합니다. 따라서 극저온 장비에 유용합니다.

Q: CoCrFeNi 분말의 조성을 맞춤화할 수 있나요?

A: 예, 공급업체는 화학 원소 조성을 넘어 맞춤형 원소 비율을 제공할 수 있습니다. 일반적인 조정은 1-2 at.% Mn 또는 Co를 추가하여 특성에 맞게 조정하는 것입니다.