Nickelbaserat K403-pulver

Översikt över nickelbaserat K403-pulver

K403-pulver är ett nickel-krom-järn-molybdenlegeringspulver. Den erbjuder utmärkt motståndskraft mot oxidation, korrosion och termisk utmattningssprickning. K403 har god fasstabilitet vid höga temperaturer.

Viktiga egenskaper hos K403-pulvret är bl.a:

• Enastående hållfasthet vid höga temperaturer och krypmotstånd
• Motstår oxidation och varmkorrosion upp till 1150°C
• Bibehåller egenskaper under cykliska uppvärmningsförhållanden
• Kompatibel expansionskoefficient med vanliga legeringar
• Finns i olika storleksintervall och morfologier

K403-pulvret är avsett för skyddsbeläggningar, termisk sprutning, svetsning, lödning och andra högtemperaturtillämpningar.

Denna artikel ger en detaljerad titt på komposition, egenskaper, applikationer, specifikationer, prissättning, säkerhet och annan viktig information om nickelbaserat K403-pulver.

Sammansättning av nickelbaserat K403-pulver

Den typiska sammansättningen av nickelbaserat K403-pulver är:

Element	Sammansättning
Nickel (Ni)	Balans
Krom (Cr)	21-23%
Järn (Fe)	17-20%
Molybden (Mo)	8-10%
Volfram (W)	1-2%
Mangan (Mn)	≤0,5%
Kisel (Si)	≤0,5%
Kol (C)	≤0,1%

 

Nickel ger korrosionsbeständighet. Krom och järn ger oxidationsbeständighet. Molybden och volfram ger styrka vid höga temperaturer.

Den exakta sammansättningen skräddarsys utifrån pulverproduktionsmetoden och applikationskraven.

Egenskaper hos nickelbaserat K403-pulver

K403-pulver har följande egenskaper:

Fastighet	Detaljer
Täthet	8,2 g/cm3
Smältpunkt	1350-1400°C
Termisk konduktivitet	11 W/m.K
Elektrisk resistivitet	94 mikrohm-cm
Young's modul	207 GPa
Poissonförhållande	0.29-0.30
Draghållfasthet	≥ 550 MPa upp till 1050°C
Töjning	15-25%
Hårdhet	30-35 HRC
Oxideringsbeständighet	Utmärkt isoterm upp till 1150°C

 

Legeringen bibehåller hög hållfasthet och hårdhet vid förhöjda temperaturer. Den har god duktilitet för deformationsbearbetning. Materialet motstår termisk utmattningssprickbildning.

Användningsområden för nickelbaserat K403-pulver

Nickelbaserat K403-pulver är avsett för användning i miljöer med höga temperaturer. Typiska applikationer inkluderar:

Beläggningar för termisk sprutning: Används för att applicera tjocka beläggningar som är motståndskraftiga mot slitage, korrosion och oxidation vid höga temperaturer via tråd/pulverflamma eller elektrisk bågsprutning.

Svetsning: Används som fyllnadsmaterial för sammanfogning av högtemperaturlegeringar och ger oxidations- och korrosionsbeständighet.

Lödning: Utmärkt tillsatslegering för lödning av enheter som arbetar vid över 1000°C, t.ex. turbinkomponenter, värmeväxlare etc.

Additiv tillverkning: Selektiv lasersmältning och andra pulverbäddsfusionsprocesser kan använda K403-pulver för att tillverka delar.

Gasturbiner: Pulvermetallurgiska turbinkomponenter som utsätts för heta gasvägar, t.ex. skovlar, skovlar, tätningar.

Kemisk industri: K403-belagda komponenter i reaktorer med fluidiserad bädd, värmeväxlare, cyklonseparatorer.

Glasindustrin: Pulversprutade valsar, styrningar och bafflar som används i glasmältningsugnar och härdar.

Värmebehandling: Fixturer, brickor, korgar som arbetar under höga temperaturer.

Specifikationer och kvaliteter för K403-pulver

K403-pulver finns i olika storleksintervall, morfologier och kvaliteter:

Partikelstorlek: Allt från 10-45 mikrometer för AM-metoder, upp till 150 mikrometer för termiska sprutprocesser.

Morfologi: Sfäriska, oregelbundna och dendritiska partikelformer tillgängliga. Sfäriska pulver har bättre flytbarhet.

Betyg: Pulver kan skräddarsys enligt AMS 7875, AMS 5887 eller andra specifikationer för högtemperaturlegeringar.

Renhet: Atomiserat pulver av argongas med hög renhet finns tillgängligt för kritiska applikationer.

Anpassning: Legeringskemi och partikelegenskaper kan anpassas efter applikationskrav.

Globala leverantörer av nickelbaserat K403-pulver

Några av de största globala leverantörerna av nickelbaserat K403-pulver är

Företag	Land
Sandvik	Sverige
Snickeriteknik	USA
Hoganas	Sverige
Praxair	USA
CNPC Pulver	Kina
VDM Metals	Tyskland
AMETEK	USA

 

Dessa företag producerar K403-pulver med hjälp av olika tekniker som argongasatomisering, plasmaatomisering och elektrodinduktionssmältning för att uppnå önskvärda pulveregenskaper.

Prissättning av nickelbaserat K403-pulver

Nickelbaserat K403-pulver är dyrare än enkla legeringspulver på grund av den komplexa kemin och bearbetningen:

• Kvantitet - Priserna varierar från $80-120/kg för bulkbeställningar på över 1000 kg. Mindre kvantiteter prissätts högre.
• Kvalitet - Pulver med hög renhet och sfärisk morfologi som tillverkas under kontrollerade förhållanden med hjälp av avancerade processer kräver premiumpriser.
• Leverantör - Stora globala leverantörer tenderar att erbjuda konkurrenskraftiga priser på grund av högre volymer.
• Geografi - Priserna varierar mellan olika regioner, där USA och Europa är marknader med högre priser jämfört med Kina och Indien.

För kritiska applikationer bör köpare fokusera på kvalitet snarare än lägsta kostnad när de skaffar K403-pulver. Att köpa pulver som uppfyller specifikationerna är avgörande för prestanda.

Hälso- och säkerhetsöverväganden för K403-pulver

Som ett metalliskt legeringspulver utgör K403 vissa hälso- och säkerhetsrisker:

• Fina pulver kan utgöra en dammexplosionsrisk. Förhindra dammansamling och antändningskällor.
• Kan orsaka hud- och ögonirritation vid långvarig exponering. Använd personlig skyddsutrustning.
• Inandning måste undvikas. Använd andningsskydd vid hantering av pulver.
• Pulver kan katalysera reaktioner med oxidationsmedel. Förhindra kontakt mellan oförenliga material.
• Korrekt jordning av utrustning, ventilation, hygienrutiner är viktiga vid hantering av pulvret.
• Se tillämpliga säkerhetsdatablad från leverantörer för fullständig hälsoriskinformation.

Säkerhetsprocedurer för metallpulver som handskfack för inertgas, explosionsskyddssystem kan implementeras för arbetarskydd.

Inspektion och provning av K403-pulver

För att säkerställa att K403 nickellegeringspulvret överensstämmer med specifikationerna bör olika tester och inspektioner utföras:

• Kemisk sammansättning – Verifiera sammansättningen av de viktigaste legeringselementen med hjälp av optisk emission eller röntgenfluorescensspektroskopi.
• Fördelning av partikelstorlek – Bedöm partikelstorleksområdet enligt ASTM B822-standarden med hjälp av laserdiffraktion.
• Morfologi – Inspektera partikelform och ytdefekter under SEM. Kontrollera om det finns satelliter, porositet.
• Flödeshastighet – Utvärdera flytbarhet och skenbar densitet enligt ASTM B213 med hjälp av Hall flödesmätare.
• Föroreningar – Mät syre- och kvävehalten med inertgasfusionsanalys. Minimera föroreningar.
• Mikrostruktur – Kontrollera närvarande faser med röntgendiffraktionsanalys.
• Mekaniska egenskaper – Utför drag- och hårdhetstestning för pulvermetallurgiska delar.

Kvalificering och batchtestning säkerställer konsekvent pulverkvalitet och prestanda.

Jämförelse av K403-pulver med IN738-pulver

K403 och IN738 är två legeringspulver som används för högtemperaturapplikationer:

Parameter	K403 Pulver	IN738 pulver
Sammansättning	Ni-Cr-Fe-Mo	Ni-Cr-Co-Al-Ti
Oxideringsbeständighet	Utmärkt upp till 1150°C	Mycket bra upp till 1100°C
Kostnad	Högre	Lägre
Fasstabilitet	Mycket bra	Dålig
Mekanisk styrka	Hög upp till 1050°C	Bra upp till 750°C
Tillverkning	Medium	Lätt
Tillämpningar	Termisk sprutning, svetsning	Turbinkomponenter, AM-delar
Tillgänglighet	Måttlig	Lättillgänglig

 

För extrema temperaturer över 1100°C som kräver fasstabilitet är K403 att föredra trots högre kostnad. IN738 erbjuder enklare tillverkning och lägre kostnad.

Vanliga frågor

F: Vad används nickelbaserat K403-pulver till?

S: K403-pulver är designat för högtemperaturapplikationer som termisk spraybeläggning, lödning, svetsning, additiv tillverkning där oxidations- och korrosionsbeständighet upp till 1150°C krävs.

F: Vilken partikelstorlek används för termisk sprutning av K403-pulver?

S: Grövare K403-pulver upp till 150 mikron används vanligtvis för termiska sprutprocesser som trådbågssprutning för att maximera avsättningseffektiviteten och beläggningens tjocklek.

F: Är K403 lämplig för tillverkning av laserpulverbäddfusionsadditiv?

S: Ja, fint K403-pulver kan användas i selektiva lasersmältningsmaskiner för att tillverka komplexa geometridelar som fungerar bra i högtemperaturmiljöer.

F: Hur jämförs K403 med Haynes 214 legering?

S: K403 har något bättre högtemperaturhållfasthet och oxidationsbeständighet än Haynes 214. Men Haynes 214 erbjuder utmärkta tillverkningsegenskaper och lägre kostnad.

F: Vilka är de största hälsoriskerna med K403-pulver?

S: Fint K403-pulver utgör risk för dammexplosion. Det kan också irritera hud och ögon. Inandning måste förhindras. Använd lämplig skyddsutrustning vid hantering av K403-pulver.

F: Var kan jag köpa K403-pulver för högtemperaturlödning?

S: Ledande leverantörer som Sandvik, Carpenter Powder Products, Praxair Supply bär K403 nickellegeringspulver lämpligt för högtemperaturlödning. Överväg rekommenderad partikelstorlek och renhetsnivåer baserat på din specifika applikation.