ISO 14232:2000
(Main)Thermal spraying — Powders — Composition and technical supply conditions
Thermal spraying — Powders — Composition and technical supply conditions
Projection thermique — Poudres — Composition et conditions techniques de livraison
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14232
First edition
2000-05-15
Thermal spraying — Powders —
Composition and technical supply
conditions
Projection thermique — Poudres — Composition et conditions techniques
de livraison
Reference number
ISO 14232:2000(E)
©
ISO 2000
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ISO 14232:2000(E)
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Printed in Switzerland
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ISO 14232:2000(E)
Contents Page
Foreword.iv
Introduction.v
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Properties of powders for thermal spraying — Property determination .1
4 Classification of powders .4
5 Designation .13
6 Conditions of supply .13
7 Powder identification .13
8 Certification.13
Annex A (informative) Illustrations of the relationship between particle configuration and the
manufacturing process .14
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ISO 14232:2000(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting.
Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 14232 was prepared by Technical Committee ISO/TC 107, Metallic and other inorganic
coatings.
Annex A of this International Standard is for information only.
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ISO 14232:2000(E)
Introduction
The majority of commercially available thermal spray powders are classified on the basis of their composition and
degree of purity. They may be specified and characterized according to the information contained in this
International Standard which will hopefully lead to a greater understanding of the variety and the wide choice of
thermal spray powders now available to the manufacturer and the user.
Due to the great number of thermal spray powders classified in this International Standard, well-known
abbreviations are used. The properties of sprayed coatings are not discussed and may differ greatly from the
properties of the original material due to specific thermal spraying conditions, such as gas composition, deposition
efficiency, material flow rate and stand-off distance. The many applications of thermally sprayed coatings are not
reviewed here because they have been described elsewhere in the technical literature.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14232:2000(E)
Thermal spraying — Powders — Composition and technical
supply conditions
1 Scope
This International Standard designates the chemical and physical properties of the powders that are commonly
used in the production of thermally sprayed coatings.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of
this International Standard. For dated references, subsequent amendments to, or revisions of, any of these
publications do not apply. However, parties to agreements based on this International Standard are encouraged to
investigate the possibility of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. For
undated references, the latest edition of the normative document referred to applies. Members of ISO and IEC
maintain registers of currently valid International Standards.
1)
ISO 3310-1:— , Test sieves — Requirements and tests — Part 1: Metal wire cloth sieves.
ISO 3923-2:1981, Metallic powders — Determination of apparent density — Part 2: Scott volumeter method.
ISO 3954:1977, Powders for powder metallurgical purposes — Sampling.
ISO 4490:1978, Metallic powders — Determination of flowability by means of a calibrated funnel (Hall flowmeter).
3 Properties of powders for thermal spraying — Property determination
3.1 Sampling and sample splitting
Sampling and sample splitting shall be done from a homogeneous mixture that is uniform in grain size. Directions
for suitable methods and equipment for accomplishing this shall be in accordance with ISO 3954.
3.2 Chemical composition
The chemical composition shall be determined by any suitable testing method, for example, atomic absorption
spectrometry, flame emission spectroscopy, X-ray fluorescent analysis, etc.
3.3 Particle size range
Typical particle size ranges apply to thermal spraying powder units.
When particle size distribution is determined by particle size measurement in accordance with ISO 3310-1, the
upper limits may be exceeded by 2 % by mass maximum and the lower limits may be exceeded by 5 % by mass
1) To be published. (Revision of ISO 3310-1:1990)
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ISO 14232:2000(E)
maximum. The apparent particle size depends on the measurement technique and hence the maximum
permissible tolerances of the upper and lower particle size range also depend on the measuring method.
Measuring method, particle size range and maximum permissible tolerances for upper and lower particle size range
shall be agreed upon between the powder manufacturer and the producer of the thermally sprayed coating to
ensure reproducibility of the thermal spraying process.
Powder shall be supplied to suit the application and the thermal spray process. Examples of typical particle size
ranges applicable to thermal spray processes are given below.
Typical particle size ranges, in micrometres, are:
� 22/5
� 45/22
� 90/45
� 45/5
� 63/16
� 106/32
3.4 Particle size distribution
For a precise indication of particle size ranges, it is necessary to measure the particle size and its distribution. X-ray
absorption and laser-beam scattering methods are preferred because of their higher reproducibility, rapidity and
resolution compared with conventional screening methods.
The results of particle size and particle size distribution measurements are dependent on the methods used and in
the case of agglomerated powders are affected by the solubility of the binder. It is, therefore, necessary to verify
that the powder is suitable for the chosen test method. The powder test certificate shall state the test applied, in
addition to the result of the particle size distribution measurement.
3.5 Process of manufacture — Particle shape
The process by which a powder is manufactured shall be indicated; e.g., fused, bonded, agglomerated, atomized,
etc.
Particle shape and surfaces can be illustrated by means of scanning electron or stereo microscopy, and the images
may be compared to those of referenced samples provided by the manufacturer to determine their similarity.
Examples of the relationship between the manufacturing process and particle shape are given in annex A.
3.6 Apparent density
Apparent powder density shall be determined as specified in ISO 3923-2, and expressed in grams per cubic
centimetre.
3.7 Flow properties – Flowability
Powder flowability shall be determined as specified in ISO 4490, and expressed in seconds per 50 g.
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ISO 14232:2000(E)
3.8 Microstructure
The microstructure of a powder particle can be determined by means of a metallographically-prepared cross-
section of the particle. The preparation method is critical and shall be agreed upon between the manufacturer and
the user.
3.9 Determination of phases
Determination of the type, quantity, shape, configuration, composition and size of phases in polyphase powders
can be made by X-ray microstructure analysis, by microprobe or by metallographic and quantitative image
analyses.
3.10 Summary
The relative importance of thermal spray powder properties as related to various materials and to different spraying
processes is indicated in Table 1.
Table 1 — The relative importance of thermal spray powder properties for various categories of powder
and for different processes
Chemical Particle Particle Apparent Micro- Phase Melting
Flow
composition size shape density structure composition range
Powder categories
Pure metals +++ +++ ++ + + – – –
a
Metallic alloys +++ +++ ++ + + – +
++
Carbides, +++ +++ ++ + + ++ ++ –
carbides with
metals, carbides
with metallic
alloys
Oxides, +++ +++ ++ + + + + –
phosphate and
other non-
carbide
ceramics
b
Organic +++ +++ + + ++ – –
+++
materials
Different thermal spray processes
c
Plasma spraying ++ +++ ++ – + – –
++
a
Flame spraying ++ +++ + – +++ – –
+++
c
High velocity ++ +++ +++ ++ + – +
++
flame spraying
+++ Specification of this property is imperative/a critical property.
++ Specification of this property is recommended/an important property.
+ Supplementary detail.
– Without significance.
a
For self-fluxing (SF) alloys.
b
In organic material spraying, decomposition temperature and oxidation resistance of the molten material, as well as
toxicological characteristics, are important.
c
Necessary detail for the spraying of carbides and oxides, e.g., ZrO -Y O .
2 2 3
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ISO 14232:2000(E)
4 Classification of powders
4.1 General
Powders for thermal spraying are classified on the basis of chemical composition and may be put into the following
categories:
a) pure metals (4.2 and Table 2);
b) metallic alloys and composites (4.3 and Tables 3-11);
c) carbides, carbides with metals, carbides with metallic alloys and composites (4.4 and Table 12);
d) oxides, phosphates and other non-carbide ceramics (4.5 and Table 13);
e) organic materials (4.6).
Blended powders of several varying components are not included.
4.2 Pure metals
Table 2 — Pure metal powders
Code number Chemical composition, %
Main O C N H Al Co
constituent
max. max. max. max. max. max.
1.1 Ti 99 0,3 0,3 0,3 0,1 – –
1.2 Nb 99 0,3 0,3 0,3 0,1 – –
1.3 Ta 99 0,3 0,3 0,3 0,1 – –
1.4 Cr 98,5 0,8 0,1 0,1 – 0,5 –
1.5 Mo 99 0,3 0,15 0,1 – – –
1.6 W 99 0,3 0,15 0,1 – – 0,3
1.7 Ni 99,3 0,5 0,1 0,1 – – –
1.8 Cu99 – –––––
1.9 Al99 0,5 –––––
1.10 Si 99 – – – – – –
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ISO 14232:2000(E)
4.3 Metallic alloys and composites
Table 3 — Self-fluxing metallic alloys and composite powders
Code Abbreviated Chemical composition, %
number designation
CNi CoCr CuWMo Fe B SiOthers
max.
2.1 NiCuBSi 76 20 0,05 max. balance – – 19 to – – 0,5 max 0,9 to 1,3 1,8 to 2,0 0,5
20
2.2 NiBSi 96 0.05 max. balance – – – – – 0,5 max 1,0 to 1,5 2,0 to 2,5 0,5
2.3 NiBSi 94 0,1 max. balance – – – – – 0,5 max 1,5 to 2,0 2,8 to 3,7 0,5
2.4 NiBSi 95 0,1 to 0,2 balance – – – – – 2,0 max 1,2 to 1,7 2,2 to 2,8 0,5
2.5 NiCrBSi 90 4 0,1 to 0,2 balance – 3 to 5 – – – 1,0 max 1,4 to 1,8 2,8 to 3,5 0,5
2.6 NiCrBSi 86 5 0,15 to balance – 4 to 6 – – – 3,0 to 3,5 0,8 to 1,2 2,8 to 3,2 0,5
0,25
2.7 NiCrBSi 88 5 0,15 to balance – 4 to 6 – – – 1,0 to 2,0 1,0 to 1,5 3,5 to 4,0 0,5
0,25
2.8 NiCrBSi 83 10 0,15 to bala
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14232
Première édition
2000-05-15
Projection thermique — Poudres —
Composition et conditions techniques de
livraison
Thermal spraying — Powders — Composition and technical supply
conditions
Numéro de référence
ISO 14232:2000(F)
©
ISO 2000
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ISO 14232:2000(F)
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ImpriméenSuisse
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ISO 14232:2000(F)
Sommaire Page
Avant-propos.iv
Introduction.v
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives .1
3 Propriétés des poudres pour projection thermique et détermination des propriétés .1
4 Classification des poudres .5
5 Désignation .14
6 Conditions techniques de livraison.14
7 Identification de la poudre .14
8 Certification.14
Annexe A (informative) Exemples illustrés mettant en évidence le rapport entre la configuration des
particules et le procédé de fabrication.15
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ISO 14232:2000(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 3.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour
vote. Leur publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités
membres votants.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de
ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
La Norme internationale ISO 14232 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 107, Revêtements métalliques
et autres revêtements inorganiques.
L’annexe A de la présente Norme Internationale est donnée uniquement à titre d’information.
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ISO 14232:2000(F)
Introduction
La majorité des poudres pour revêtement par projection thermique commercialisées sont classées suivant leur
composition et leur degré de pureté. Elles peuvent être caractérisées et spécifiées conformément aux informations
de la présente Norme internationale qui a pour but de fournir aux fabricants et utilisateurs une meilleure
compréhension de la grande variété de produits disponibles sur le marché.
En raison du nombre important de poudres pour projection thermique mentionnées dans la présente Norme
internationale, il est fait usage de certaines abréviations communément utilisées. Les propriétés des couches
projetées ne sont pas abordées et peuvent différer considérablement des propriétés du matériau d'origine en
raison de conditions particulières de projection telles que la composition du gaz, l'efficacité du dépôt, la vitesse
d'écoulement du matériau et la distance de séparation. Les applications de poudres pour projection thermique ne
sont pas couvertes car elles ont fait l'objet de descriptions détaillées dans les textes et ouvrages de référence.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14232:2000(F)
Projection thermique — Poudres — Composition et conditions
techniques de livraison
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale traite des propriétés physiques et chimiques des poudres couramment utilisées
dans la fabrication de revêtements par projection thermique.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui y est faite,
constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Pour les références datées, les
amendements ultérieurs ou les révisions de ces publications ne s’appliquent pas. Toutefois, les parties prenantes
aux accords fondés sur la présente Norme internationale sont invitées à rechercher la possibilité d'appliquer les
éditions les plus récentes des documents normatifs indiqués ci-après. Pour les références non datées, la dernière
édition du document normatif en référence s’applique. Les membres de l'ISO et de la CEI possèdent le registre des
Normes internationales en vigueur.
1)
ISO 3310-1:— , Tamis de contrôle — Exigences et essais — Partie 1: Tamis en tissus métalliques.
ISO 3923-2:1981, Poudres métalliques — Détermination de la masse volumique apparente — Partie 2: Méthode
du volumètre de Scott.
ISO 3954:1977, Poudres pour emploi en métallurgie des poudres — Échantillonnage.
ISO 4490:1978, Poudres métalliques — Détermination de l'aptitude à l'écoulement au moyen d'un entonnoir calibré
(Appareil de Hall).
3 Propriétés des poudres pour projection thermique et détermination des propriétés
3.1 Échantillonnage et fractionnement des échantillons
L'échantillonnage et le fractionnement des échantillons doivent être effectués à partir d'un mélange homogène de
granulométrie uniforme. Les instructions en vue de l'utilisation d'un appareillage et de méthodes adéquates pour
l'accomplissement de ces tâches doivent être conformes à l'ISO 3954.
3.2 Composition chimique
La composition chimique doit être définie par une méthode d'essai appropriée, par exemple, la spectrométrie par
absorption atomique, la spectroscopie de flamme en émission, l'analyse fluoroscopique par rayons X, etc.
1) À publier. (Révision de l'ISO 3310-1:1990)
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ISO 14232:2000(F)
3.3 Gamme de dimension des particules
Les gammes habituelles de dimension des particules s’appliquent aux dispositifs de poudre pour projection
thermique.
Si la distribution granulométrique est déterminée par mesurage de la taille des particules conformément à
l'ISO 3310-1, les limites supérieures indiquées peuvent être dépassées de 2 % au maximum en masse et les
limites inférieures peuvent être dépassées de 5 % au maximum en masse. La dimension apparente des particules
dépend de la technique de mesure, par conséquent les tolérances maximales acceptables pour les gammes
supérieures et inférieures de dimensions de particules dépendent également de la méthode de mesure.
La méthode de mesure, la gamme de dimension des particules et les tolérances maximales admissibles sur les
gammes supérieures et inférieures doivent faire l'objet d'un accord entre le fabricant de la poudre et le producteur
du revêtement par projection thermique pour assurer la reproductibilité du procédé de projection thermique.
La poudre doit être fournie en fonction de l'application et du procédé de projection thermique. Des exemples de
gammes habituelles de dimension de particules applicables aux procédés de projection thermique sont les
suivants.
Les gammes habituelles de dimension de particules, en micromètres, sont:
� 22/5
� 45/22
� 90/45
� 45/5
� 63/16
� 106/32
3.4 Distribution granulométrique
Pour indiquer précisément les gammes de dimension des particules, il est nécessaire de mesurer les dimensions
des particules ainsi que leur distribution. Il est préférable d'utiliser les méthodes de mesure par absorption des
rayons X et par dispersion laser en raison de leur bien plus grande reproductibilité, rapidité et résolution
comparativement aux méthodes de mesure par tamisage.
Les résultats des opérations de mesure des dimensions et de la distribution des particules dépendent des
méthodes employées et, dans le cas des poudres agglomérées, sont en outre affectés par la solubilité du liant
utilisé. Il est par conséquent nécessaire de vérifier la faisabilité de l'analyse de la poudre par la méthode d'essai
choisie. Le certificat d'essai de la poudre analysée doit indiquer la méthode d'essai appliquée en plus de la
distribution granulométrique.
3.5 Procédé de fabrication et forme des particules
Le procédé de fabrication d'une poudre doit être indiqué par un terme tel que «fondue», «collée», «agglomérée»,
«obtenue par atomisation», etc.
La forme des particules et leur surface peuvent être illustrées par des prises de vue obtenues par microscope à
balayage électronique ou stéréomicroscope. Un contrôle de similarité peut être effectué en comparant les images
obtenues à des échantillons de référence fournis par le fabricant. L'annexe A contient des exemples d'illustration
du rapport entre le procédé de fabrication et la forme des particules.
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ISO 14232:2000(F)
3.6 Masse volumique apparente
La masse volumique apparente de la poudre doit être calculée conformément aux spécifications de l’ISO 3923-2.
Elle doit être exprimée en grammes par centimètre cube.
3.7 Écoulement et aptitude à l'écoulement
L'aptitude à l'écoulement de la poudre doit être calculée conformément aux spécifications de l’ISO 4490. Elle doit
être exprimée en secondes par 50 g.
3.8 Microstructure
La microstructure d'une particule de poudre peut être déterminée par coupe métallographique de la particule. La
méthode de préparation a une importance déterminante et doit faire l'objet d'un accord entre le fabricant et
l'utilisateur.
3.9 Détermination des phases
Le type, la quantité, la forme, la configuration, la composition et les dimensions des phases des poudres
polyphasées peuvent être déterminés par une analyse microstructurelle par rayons X, au moyen d'une microsonde
ou par une analyse métallographique et une analyse quantitative des images.
3.10 Résumé
L'importance des propriétés des poudres pour projection thermique en fonction du procédé de projection et de la
classe du matériau est indiquée dans le Tableau 1.
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ISO 14232:2000(F)
Tableau 1 — Importance des propriétés des poudres pour projection thermique selon le procédé
de projection et la classe du matériau
Composition Dimensions Forme Masse Aptitude à Microstructure Composition Domaine
chimique des des volumique l'écoulement des phases de fusion
particules particules apparente
Classes de poudre
Métaux purs +++ +++ ++ + + – – –
a
Alliages +++ +++ ++ + + – +
++
métalliques
Carbures, +++ +++ ++ + + ++ ++ –
carbures
métalliques,
carbures à base
d'alliages
métalliques
Oxydes, +++ +++ ++ + + + + –
phosphates et
autres
céramiques non
carburées
b
Matériaux +++ +++ + + ++ – –
+++
organiques
Différents procédés de projection thermique
c
Projection au ++ +++ ++ – + – –
++
plasma
a
Projection à ++ +++ + – +++ – – +++
flamme
c
Projection à ++ +++ +++ ++ + – +
++
grande vitesse
dans une
flamme
+++ Spécification impérative / propriété critique.
++ Spécification recommandée / propriété importante.
+ Détail supplémentaire.
– Sans importance.
a
Pour les alliages autofondants.
b
Critères supplémentaires dans le cas de la projection de matériaux organiques: température de décomposition, résistance à l'oxydation du matériau fondu
et caractéristiques toxicologiques.
c
Détail nécessaire dans le cas de la projection de carbures et d'oxydes (par exemple ZrO -Y O ).
2 3 3
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ISO 14232:2000(F)
4 Classification des poudres
4.1 Généralités
Les poudres pour projection thermique sont classées comme suit en fonction de leur composition chimique:
a) métaux purs (paragraphe 4.2, Tableau 2) ;
b) alliages de métaux et composites (paragraphe 4.3, Tableaux 3 à 11) ;
c) carbures, carbures métalliques, carbures à bases d'alliages de métaux et composites (paragraphe 4.4,
Tableau 12) ;
d) oxydes, phosphates et autres céramiques non carburées (paragraphe 4.5, Tableau 13) ;
e) matériaux organiques (paragraphe 4.6).
Les poudres composées d'un mélange de divers éléments ne sont pas énumérées.
4.2 Métaux purs
Tableau 2 — Poudres de métaux purs
Composition chimique, %
Numéro de Constituant O C N H Al Co
code principal max. max. max. max. max. max.
1.1 Ti 99 0,3 0,3 0,3 0,1 — —
1.2 Nb 99 0,3 0,3 0,3 0,1 — —
1.3 Ta 99 0,3 0,3 0,3 0,1 — —
1.4 Cr 98,5 0,8 0,1 0,1 — 0,5 —
1.5 Mo 99 0,3 0,15 0,1 — — —
1.6 W 99 0,3 0,15 0,1 — — 0,3
1.7 Ni 99,3 0,5 0,1 0,1 — — —
1.8 Cu99 — — ——— —
1.9 Al99 0,5 — ——— —
1.10 Si 99 — — — — — —
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---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 14232:2000(F)
4.3 Alliages de métaux et composites
Tableau 3 — Alliages de métaux autofondants et poudres composites
Composition chimique, %
Numéro
Symboles
C Ni CoCr CuW Mo Fe B
...
Questions, Comments and Discussion
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