Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів
The microstructure and granulometric characteristics of spherical powders of heat-resistant nickel alloys were studied. Metallographic examinations were conducted using a Thermo Scientific Apreo 2C scanning electron microscope (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), and elemental composition w...
Saved in:
| Date: | 2025 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2025
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-1 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Metal Science and Treatment of Metals |
Institution
Metal Science and Treatment of Metals| _version_ | 1862768016475815937 |
|---|---|
| author | Duriagina, Z. A. Lemishka, I. A. Priakhin, V. Ye. Andreikiv, A. V. Boiko, Yu. I. |
| author_facet | Duriagina, Z. A. Lemishka, I. A. Priakhin, V. Ye. Andreikiv, A. V. Boiko, Yu. I. |
| author_sort | Duriagina, Z. A. |
| baseUrl_str | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-04-17T12:56:40Z |
| description | The microstructure and granulometric characteristics of spherical powders of heat-resistant nickel alloys were studied. Metallographic examinations were conducted using a Thermo Scientific Apreo 2C scanning electron microscope (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), and elemental composition was analyzed using a SER-01 «ElvaxLight» X-ray spectrometer. Granulometric characteristics of the powders were evaluated using ImageJ image analysis software. Bulk density and flowability measurements were carried out in accordance with DSTU/ISO 3923-2:2016 and DSTU/ISO 4490:2016 standards.
The surface morphology of spherical powder particles of CrNi50WMoTiAlNb and CrNi60WTi alloys was investigated for two particle size fractions: 50…200 µm and ≤63 µm. It was demonstrated that the studied powder fractions consist of spherical particles with well-developed, regular dendritic surface microstructures.
Granulometric analysis results were used to construct particle size distribution histograms. For the 50…200 µm fraction of CrNi50WMoTiAlNb, particles with a mean diameter of 136 µm and a polydispersity of 4.1% predominated, while for the ≤63 µm fraction, the mean diameter was 45.6 µm with a polydispersity of 7.6%. For CrNi60WTi, the 50…200 µm fraction was dominated by particles with a mean diameter of 124 µm and a polydispersity of 4.9%, whereas the ≤63 µm fraction had a mean diameter of 29.7 µm and a polydispersity of 8.3%.
Measurements of bulk density and flowability for the spherical powders of CrNi50WMoTiAlNb and CrNi60WTi indicated that decreasing particle size leads to increased polydispersity and bulk density. Fine powders (≤63 µm) exhibited reduced flowability due to enhanced interparticle adhesion. These results suggest that higher polydispersity ensures denser powder packing but limits powder rheological performance, which is a critical factor when preparing feedstock materials for additive manufacturing processes. |
| doi_str_mv | 10.15407/mom2025.04.003 |
| first_indexed | 2026-04-18T01:00:14Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.momjournal.org.ua:article-352 |
| institution | Metal Science and Treatment of Metals |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-04-18T01:00:14Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.momjournal.org.ua:article-3522026-04-17T12:56:40Z Structure and particle size characteristics of heat-resistant nickel alloy powders Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів Duriagina, Z. A. Lemishka, I. A. Priakhin, V. Ye. Andreikiv, A. V. Boiko, Yu. I. powders heat-resistant nickel alloys microstructure particle size distribution bulk density порошки жароміцні сплави мікроструктура гранулометричний склад насипна густина The microstructure and granulometric characteristics of spherical powders of heat-resistant nickel alloys were studied. Metallographic examinations were conducted using a Thermo Scientific Apreo 2C scanning electron microscope (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), and elemental composition was analyzed using a SER-01 «ElvaxLight» X-ray spectrometer. Granulometric characteristics of the powders were evaluated using ImageJ image analysis software. Bulk density and flowability measurements were carried out in accordance with DSTU/ISO 3923-2:2016 and DSTU/ISO 4490:2016 standards. The surface morphology of spherical powder particles of CrNi50WMoTiAlNb and CrNi60WTi alloys was investigated for two particle size fractions: 50…200 µm and ≤63 µm. It was demonstrated that the studied powder fractions consist of spherical particles with well-developed, regular dendritic surface microstructures. Granulometric analysis results were used to construct particle size distribution histograms. For the 50…200 µm fraction of CrNi50WMoTiAlNb, particles with a mean diameter of 136 µm and a polydispersity of 4.1% predominated, while for the ≤63 µm fraction, the mean diameter was 45.6 µm with a polydispersity of 7.6%. For CrNi60WTi, the 50…200 µm fraction was dominated by particles with a mean diameter of 124 µm and a polydispersity of 4.9%, whereas the ≤63 µm fraction had a mean diameter of 29.7 µm and a polydispersity of 8.3%. Measurements of bulk density and flowability for the spherical powders of CrNi50WMoTiAlNb and CrNi60WTi indicated that decreasing particle size leads to increased polydispersity and bulk density. Fine powders (≤63 µm) exhibited reduced flowability due to enhanced interparticle adhesion. These results suggest that higher polydispersity ensures denser powder packing but limits powder rheological performance, which is a critical factor when preparing feedstock materials for additive manufacturing processes. Проведено дослідження мікроструктури та гранулометричних характеристик сферичних порошків жароміцних нікелевих сплавів. Металографічні дослідження виконували на скануючому електронному мікроскопі Thermo Scientific Apreo 2C (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA), а елементний аналіз на рентгенівському спектрометрі СЕР-01 «ElvaxLight». Визначення гранулометричних характеристик порошків проводилося з використанням програмного забезпечення аналізу зображень ImageJ. Насипну густину та текучість порошків встановлено відповідно до ДСТУ/ISO 3923-2:2016 та ДСТУ/ISO 4490:2016. Вивчено морфологію поверхні сферичних частинок порошку сплавів марок  ХН50ВМТЮБ та ХН60ВТ двох різних фракцій: 50...200 мкм та ≤63 мкм. Показано, що досліджувані фракції порошку характеризуються сферичною формою частинок з добре розвиненою регулярною дендритною мікроструктурою поверхні. За результатами гранулометричного аналізу побудовано гістограми розподілу частинок порошку за розмірами, з яких видно, що для фракції (50...200 мкм) сплаву ХН50ВМТЮБ домінують частинки із середнім діаметром 136 мкм з полідисперсністю 4,1 %, а для фракції ≤63 мкм - із середнім діаметром 45,6 мкм з полідисперсністю – 7,6 %. Показано, що у фракції (50...200 мкм) сплаву ХН60ВТ домінують частинки із середнім діаметром 124 мкм з полідисперсністю 4,9 %, а для фракції ≤63 мкм – 29,7 мкм з полідисперсністю -  8,3 %. Результати визначення насипної густини та текучості сферичних порошків жароміцних нікелевих сплавів ХН50ВМТЮБ та ХН60ВТ показали, що зменшення розміру частинок супроводжується підвищенням їх полідисперсності та насипної густини. Показано, що високодисперсні фракції (≤63 мкм) характеризуються зниженням текучості внаслідок посилення адгезії між частинками. Виявлена закономірність свідчить, що зростання дисперсності забезпечує щільніше пакування порошку, однак обмежує його реологічні характеристики, що необхідно враховувати при формуванні вихідної сировини для адитивних технологій. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2025-12-31 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-1 10.15407/mom2025.04.003 Scientific Technical Journal; Vol. 31 No. 4 (2025): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 3-11 Науково-технічний журнал; Том 31 № 4 (2025): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 3-11 2664-2441 2073-9583 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-1/351 Copyright (c) 2025 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| spellingShingle | порошки жароміцні сплави мікроструктура гранулометричний склад насипна густина Duriagina, Z. A. Lemishka, I. A. Priakhin, V. Ye. Andreikiv, A. V. Boiko, Yu. I. Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| title | Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| title_alt | Structure and particle size characteristics of heat-resistant nickel alloy powders |
| title_full | Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| title_fullStr | Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| title_full_unstemmed | Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| title_short | Структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| title_sort | структура та гранулометричні характеристики порошків жароміцних нікелевих сплавів |
| topic | порошки жароміцні сплави мікроструктура гранулометричний склад насипна густина |
| topic_facet | powders heat-resistant nickel alloys microstructure particle size distribution bulk density порошки жароміцні сплави мікроструктура гранулометричний склад насипна густина |
| url | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2025-4-1 |
| work_keys_str_mv | AT duriaginaza structureandparticlesizecharacteristicsofheatresistantnickelalloypowders AT lemishkaia structureandparticlesizecharacteristicsofheatresistantnickelalloypowders AT priakhinvye structureandparticlesizecharacteristicsofheatresistantnickelalloypowders AT andreikivav structureandparticlesizecharacteristicsofheatresistantnickelalloypowders AT boikoyui structureandparticlesizecharacteristicsofheatresistantnickelalloypowders AT duriaginaza strukturatagranulometričníharakteristikiporoškívžaromícnihníkelevihsplavív AT lemishkaia strukturatagranulometričníharakteristikiporoškívžaromícnihníkelevihsplavív AT priakhinvye strukturatagranulometričníharakteristikiporoškívžaromícnihníkelevihsplavív AT andreikivav strukturatagranulometričníharakteristikiporoškívžaromícnihníkelevihsplavív AT boikoyui strukturatagranulometričníharakteristikiporoškívžaromícnihníkelevihsplavív |