Materiali ad alta entropia

Compositi resistenti all’usura di nuova generazione

Nell’ambito del progetto CoBRAIN finanziato dall’UE, MBN ha sviluppato una classe innovativa di metallo duro da leghe ad alta entropia (HHMs – High entropy HardMetals), combinando un rinforzo in carburo di Titanio  (TiC)  al 60% in volume con composizioni di matrici in lega ad alta entropia (HEA).

La fase di carburo TiC viene sintetizzata in situ tramite alligazione meccanica reattiva, garantendo una dispersione uniforme delle particelle di carburo submicroniche in tutta la matrice in lega multi-elemento principale, fondamentale per ottenere durezza, resistenza all’usura e stabilità termica superiori.

Queste polveri cermet avanzate sono poi lavorate specificamente per applicazioni in rivestimenti ottenuti tramite termo-spruzzatura, tra cui HVOF (High Velocity Oxygen Fuel), HVAF (High Velocity Air Fuel), dove formano rivestimenti densi, aderenti e resistenti all’usura con eccezionale resistenza all’abrasione, protezione dalla corrosione e resistenza all’ossidazione ad alta temperatura. Prodotte tramite la tecnologia di macinazione ad alta energia Mechanomade® di proprietà di MBN, le polveri presentano una distribuzione controllata delle dimensioni delle particelle e una distribuzione di fase ottimizzata per garantire spruzzabilità, efficienza di deposizione e prestazioni di rivestimento costanti.

COMPOSIZIONE
Carburo di titanio 60% – Matrice metallica 40%
Opzioni di matrice: AISI 316L, AISI 410, AISI 940, FeCr, NiCr, AlCuCrFeNi, CrFeMnNiSi

Polveri personalizzate per applicazioni avanzate

La lega Cantor (composizione equiatomica CoCrFeMnNi) è una delle leghe ad alta entropia (HEA) più studiate, rinomata per l’eccezionale stabilità meccanica, l’elevata duttilità e l’eccezionale resistenza alla corrosione in intervalli di temperatura estremi. Identificata originariamente dal Prof. Brian Cantor, questa lega FCC monofase rimane il sistema di riferimento per lo sviluppo di leghe a composizione complessa (CCA) e la ricerca sulle leghe a più elementi principali.

COMPOSIZIONE
Cobalto 20% Cromo 20% – Ferro 20% – Manganese 20% – Nichel  20%

Nell’ambito del progetto FORGE, MBN ha realizzato polveri di lega Cantor utilizzando la propria tecnologia di alligazione meccanica Mechanomade®, che garantisce un’omogeneizzazione elementare precisa e una microstruttura nanostrutturata controllata. Le polveri sono fornite con distribuzioni granulometriche personalizzate e morfologia su misura, ottimizzate per il consolidamento mediante pressatura isostatica a caldo (HIP), la produzione additiva, la deposizione di rivestimenti mediante spruzzatura termica o la sinterizzazione al plasma a scintilla.

Oltre alla lega Cantor, il catalogo di leghe ad alta entropia di MBN comprende:
AlCrFeNiTi – HEA leggera e resistente all’ossidazione
AlCrMoNbTi – HEA refrattaria per applicazioni ad alta temperatura
CrMnNbSiW – HEA per temperature ultra elevate
AlCuCrFeNi – sistema HEA induribile per precipitazione

Questa diversità compositiva dimostra la flessibilità della lavorazione allo stato solido Mechanomade® nel combinare elementi con punti di fusione molto diversi tra loro, cosa impossibile con i metodi fusori convenzionali .

Le applicazioni industriali spaziano dagli utensili avanzati ai componenti del settore energetico e alle parti strutturali aerospaziali, dove un elevato equilibrio tra resistenza e duttilità, stabilità termica a temperature elevate, resistenza a fatica e integrità strutturale sotto carico dinamico sono requisiti prestazionali fondamentali.

MBN offre sia composizioni HEA standard che lo sviluppo di leghe specifiche per il cliente, supportando il passaggio dalla scoperta di materiali su scala di laboratorio alla produzione su scala industriale.