Pós de molibdênio e titânio

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Índice

Visão geral dos pós de molibdênio e titânio

Pós de molibdênio e titânio referem-se a pós compostos de metais de molibdênio e titânio. Eles apresentam uma combinação exclusiva de propriedades de cada elemento, o que os torna adequados para aplicações que exigem alta resistência, resistência ao calor e condutividade elétrica.

Principais detalhes sobre os pós de titânio e molibdênio:

  • Composição - Varia, geralmente 20-80% molibdênio com equilíbrio de titânio
  • Tamanhos de partículas - variando da escala de micrômetro a nanômetro
  • Métodos de produção - moagem de bolas de alta energia, atomização de gás/água, processo de eletrodo rotativo de plasma
  • Aplicações comuns - Manufatura aditiva, revestimentos de spray térmico, ligas de brasagem
  • Principais propriedades - Alta resistência, excelente resistência à corrosão, condutividade elétrica, baixa expansão térmica

Os pós de molibdênio e titânio oferecem propriedades aprimoradas em comparação com os metais individuais isoladamente. Ao ajustar a composição, as características do pó podem ser adaptadas para diferentes aplicações de alto desempenho.

Tipos

TipoComposiçãoDescrição
Rico em molibdênio80% Mo, 20% TiMaior dureza e resistência, condutividade térmica. Menor resistência à oxidação do que as ligas ricas em titânio.
Rico em titânio20% Mo, 80% TiExcelente resistência à corrosão com força e condutividade úteis. Mais dúctil do que os tipos ricos em molibdênio.
Intermediário40-60% Mo, equilíbrio TiCombinação equilibrada das propriedades do molibdênio e do titânio. Liga de uso geral.
NanocompósitoNanopartículas de Mo e TiExcelente resistência devido ao tamanho de grão fino. Usado em revestimentos e estruturas de alto desempenho. Menor ductilidade.

Tabela 1: Tipos de pós de titânio molibdênio e sua composição típica

Composição e produção

Os pós de molibdênio-titânio contêm entre 20-80% de molibdênio e o restante de titânio. Outros elementos de liga, como níquel, cromo e alumínio, podem ser adicionados em pequenas quantidades para modificar propriedades específicas.

Método de produçãoDescriçãoCaracterísticas das partículas
Moagem de bolas de alta energiaSoldagem a frio repetida e fratura de partículas de pó usando meios de moagemAmpla distribuição de tamanho, morfologia irregular, partículas compostas
Atomização de gásResfriamento rápido de liga fundida por gás de alta pressãoMorfologia esférica, microestrutura fina, distribuição estreita de tamanho
Atomização da águaUsa jato de água em vez de gás para atomizaçãoPartículas menos esféricas em comparação com a atomização de gás, faixa de tamanho mais ampla
Processo de eletrodo rotativo de plasmaFiação de eletrodos e fusão/solidificação rápidaControle sobre a distribuição e a morfologia do tamanho das partículas

Tabela 2: Visão geral das técnicas de produção de pós de molibdênio e titânio

A atomização a gás e o processo de eletrodo rotativo a plasma permitem o maior controle sobre as características do pó, como a distribuição do tamanho das partículas, a forma e a estrutura interna da liga.

Pós de molibdênio e titânio
Pós de molibdênio e titânio 3

Propriedades dos pós de titânio e molibdênio

PropriedadeElemento contribuinteDetalhes
ForçaMolibdênioRendimento e resistência à tração muito altos devido ao fortalecimento de solução sólida/dispersão por molibdênio
DurezaMolibdênioAté Rockwell 60 HRC, dependendo da composição
Resistência à corrosãoTitânioExcelente resistência a muitos ácidos, ambientes marinhos etc. devido aos óxidos protetores da superfície
Resistência à oxidaçãoTitânioResiste à oxidação até aproximadamente 600°C. As ligas ricas em molibdênio têm menor resistência.
Condutividade térmicaMolibdênioÚtil para aplicações de alto fluxo de calor, como eletrodos e componentes de gerenciamento térmico
Condutividade elétricaMolibdênioUsado em materiais reativos condutores especiais, revestimentos de spray térmico
Expansão térmicaTitânioAproximadamente 30% expansão menor do que a dos aços, melhorando a resistência à fadiga térmica

Tabela 3: Visão geral das principais propriedades dos pós de titânio molibdênio e do elemento contribuinte

A alta resistência provém principalmente das propriedades intrínsecas do molibdênio e do fortalecimento da solução sólida de titânio, enquanto o titânio confere uma resistência útil à corrosão. Ao ajustar a composição, a resistência, a condutividade e outras propriedades podem ser equilibradas.

Formulários

Pós de molibdênio e titânio são usados em aplicações avançadas em que sua combinação especial de propriedades é necessária:

AplicativoUsos e benefícios
Manufatura AditivaPeças de alta dureza com resistência superior à dos materiais forjados. Excelente resistência à corrosão.
Revestimentos por spray térmicoProteção contra desgaste, contatos elétricos com condutividade útil e resistência à temperatura.
Ligas de enchimento para brasagemUne ligas de titânio ou combinações de metais diferentes com coeficientes de expansão correspondentes.
Peças estruturais sinterizadasPeças de alto desempenho em forma de rede com propriedades físicas personalizadas.
Materiais reativos especiaisAlta produção de energia quando formulados como termites ou compostos reativos intermetálicos.

Tabela 4: Visão geral das aplicações e usos dos pós de molibdênio e titânio

A capacidade de imprimir em 3D formas personalizáveis e de alta resistência faz da manufatura aditiva uma importante área de crescimento. Os pós também permitem revestimentos protetores e aplicações avançadas de união que não são facilmente obtidas por outros métodos.

Especificações dos pós de titânio e molibdênio

Os pós de molibdênio e titânio estão disponíveis sob várias especificações nacionais e do setor:

PadrãoDescrição
ASTM B939Cobre ligas de molibdênio com teor de molibdênio >50% para aplicações de spray térmico
AMS 7758Pó de liga à base de níquel e padrão de processamento, incluindo misturas de titânio e molibdênio
MIL-PRF-32495Padrão de desempenho para pós de molibdênio e ligas de molibdênio
ISO 21818-1Especificação de pó para manufatura aditiva com composição, tamanhos, produção e testes

Tabela 5: Especificações industriais e militares para pós de titânio e molibdênio

Essas especificações visam padronizar a qualidade do pó e garantir a consistência entre lotes para aplicações de missão crítica. Elas estão em constante evolução para atender às demandas do setor.

Fornecedores e preços

Os pós de molibdênio e titânio estão disponíveis nos principais fornecedores de pós metálicos e em empresas especializadas em manufatura aditiva:

FornecedorPreço inicial por kg
Sandvik Osprey$450
Produtos em pó da Carpenter$200
Erasteel$250
AP&C$500
Elementos americanos$3000

Tabela 6: Visão geral de alguns fornecedores de pó de molibdênio e titânio e preços indicativos

Os preços podem variar muito, dependendo da pureza, das características do pó e das quantidades do pedido, de centenas de dólares por kg a vários milhares. As ligas personalizadas e a otimização de partículas podem ter quantidades mínimas de pedido.

Comparação

Pós de titânio molibdênio vs. pós de metal molibdênio

ParâmetroPó de molibdênio e titânioMolibdênio puro em pó
Densidade5-6 g/cc10 g/cc
ForçaMuito alta (>1 GPa)Alta
Resistência à oxidaçãoBom devido ao titânioRuim, requer atmosferas protetoras
Condutividade térmicaModerado (~100 W/m.K)Muito alta (140 W/m.K)
CustoAlta ($250-500 por kg)Baixo ($30-50 por kg)

Tabela 7: Comparação de pós de titânio molibdênio com pós de molibdênio puro

Os pós de molibdênio-titânio têm muito mais resistência à corrosão e à oxidação do que o molibdênio puro, mas perdem um pouco da condutividade térmica. A adição de titânio também reduz a densidade. O custo é mais alto, mas justificável para aplicações que necessitam do desempenho exclusivo da liga.

Pós de titânio molibdênio vs. pós de aço inoxidável

ParâmetroPó de molibdênio e titânioPó de aço inoxidável
ForçaMuito altoMédio
DurezaAté Rockwell 60 HRCMáximo. Rockwell 45 HRC
Resistência à corrosãoExcelente devido à camada de óxido de titânioBom para aços inoxidáveis da série 300
Condutividade térmicaModerado (~100 W/m.K)Ruim (~20 W/m.K)
CustoAlta ($250-500 por kg)Baixo ($5-30 por kg)

Tabela 8: Comparação de pós de titânio molibdênio com pós de aço inoxidável

Pós de molibdênio e titânio oferecem maior força e resistência à corrosão em comparação com os tipos de aço inoxidável padrão. Como benefício adicional, eles oferecem uma condutividade térmica muito maior. O custo é mais alto, mas vale a pena para aplicações especializadas.

Vantagens e limitações

Vantagens

  • Resistência extremamente alta que excede a de materiais forjados/forjados
  • Propriedades físicas personalizáveis por meio do ajuste da proporção de molibdênio/titânio
  • Excelente resistência à corrosão devido à camada protetora de óxido de titânio
  • Condutividade térmica e elétrica útil do molibdênio
  • Baixo coeficiente de expansão térmica em comparação com os aços
  • Adequado para manufatura aditiva e aplicações emergentes

Limitações

  • Mais caro do que as ligas convencionais, como os aços inoxidáveis
  • Temperatura máxima de uso mais baixa do que o molibdênio puro
  • As composições frágeis ricas em molibdênio têm baixa ductilidade/resistência à fratura
  • Reativo com metais fundidos, restringindo as opções de soldagem/brasagem
  • Processamento em atmosfera controlada necessário para peças com alto teor de molibdênio
Pós de molibdênio e titânio
Pós de molibdênio e titânio 4

Perguntas frequentes

P: Qual é a principal vantagem de usar pós de molibdênio e titânio em vez de pós de metal puro?

R: Os pós de molibdênio e titânio oferecem uma combinação sinérgica de resistência à corrosão, alta resistência, condutividade térmica/elétrica útil e comportamento de expansão controlada que os metais individuais isoladamente não oferecem. Isso facilita aplicações especializadas em ambientes extremos.

P: Como são feitos os pós de titânio e molibdênio?

R: A atomização a gás e o processo de eletrodo rotativo de plasma permitem o maior controle sobre as características do pó. A moagem de bolas de alta energia produz pós compostos por meio da fratura e da soldagem a frio de materiais de matéria-prima.

P: Quais setores usam pós de titânio e molibdênio?

R: Os setores aeroespacial, de petróleo e gás, processamento químico, geração de energia e implantes médicos impulsionam a adoção de peças de titânio molibdênio feitas por manufatura aditiva ou sinterização. As propriedades exclusivas também se adequam a aplicações de nicho, como materiais reativos e revestimentos condutores.

P: A manufatura aditiva é a principal aplicação para esses pós?

R: A manufatura aditiva é o segmento de aplicação que cresce mais rapidamente devido às peças de alto desempenho possibilitadas. No entanto, os pós de titânio molibdênio também têm uso considerável como revestimentos de spray térmico e ligas especiais de enchimento de brasagem em outros setores importantes.

P: Como os custos se comparam aos de alternativas comuns, como aços inoxidáveis ou ligas de tungstênio?

R: Os pós de titânio molibdênio variam de 5 a 20 vezes mais caros do que os tipos de aço inoxidável por unidade de massa. Entretanto, eles oferecem propriedades mecânicas e resistência à corrosão drasticamente aprimoradas. Eles são substitutos mais econômicos para as ligas de tungstênio em termos de custos de matéria-prima e de peças acabadas.

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