Легурата на база на кобалт е тврда легура која може да издржи различни видови на абење, корозија и оксидација со висока температура. Легурите на база на кобалт се базираат на кобалт како главна компонента, кој содржи значителна количина на никел, легирање хемиски елементи како хром, волфрам и мала количина на легирани елементи како молибден, ниобиум, тантал, титаниум, лантан, а понекогаш и железо . Според различниот состав на легурата, легурата на база на кобалт може да се направи во жица за заварување, а прашокот може да се користи за заварување на тврда површина, термичко прскање, заварување со прскање и други процеси, а може да се направи и воодлеаноци, кованици и делови за металургија на прав. Класифицирани според крајната употреба, легурите базирани на кобалт може да се поделат на легури отпорни на абење базирани на кобалт, легури со висока температура базирани на кобалт и легури отпорни на корозија врз основа на кобалт. Во општи работни услови, тие се и отпорни на абење и отпорни на високи температури или отпорни на абење и отпорни на корозија. Некои работни услови може да бараат и висока температура, отпорност на абење и корозија во исто време. Колку се посложени работните услови, толку поочигледни се предностите на легурите на база на кобалт.
Својства на легурите на база на кобалт
Главните карбиди во суперлегурите на база на кобалт се MC, M23C6 и M6C. Во лиените легури на база на кобалт, M23C6 се таложи помеѓу границите на зрната и дендритите при бавно ладење. Во некои легури, финиот M23C6 може да формира еутектика со матрицата γ. Честичките MC карбид се премногу големи за директно да имаат значително влијание врз дислокациите, така што ефектот на зајакнување на легурата не е очигледен, додека фино дисперзираните карбиди имаат добар ефект на зајакнување. Карбидите лоцирани на границата на зрната (главно M23C6) можат да го спречат лизгањето на границата на зрното, а со тоа да ја подобрат издржливоста на силата. Микроструктурата на суперлегурата HA-31 (X-40) на база на кобалт е дисперзирана фаза на зајакнување (CoCrW)6 C-тип карбид. Тополошките затворени фази кои се појавуваат во некои легури на база на кобалт, како што е фазата на сигма, се штетни и ја прават легурата кршлива.
Термичката стабилност на карбидите во легурите на база на кобалт е добра. Кога температурата се зголемува, стапката на раст на акумулацијата на карбидот е побавна од стапката на раст на фазата γ во легурата базирана на никел, а температурата на повторно растворање во матрицата е исто така повисока (до 1100°C) . Затоа, кога температурата се зголемува, легурата на база на кобалт Јачината на легурата генерално полека се намалува. Легурите на база на кобалт имаат добра термичка отпорност на корозија. Причината зошто легурите на база на кобалт се супериорни во однос на легурите базирани на никел во овој поглед е тоа што точката на топење на кобалт сулфидот (како што е Co-Co4S3 евтектик, 877℃) е повисока од онаа на никелот (На пример, Ni-Ni3S2 евтектичка (645°C) е висока, а стапката на дифузија на сулфур во кобалтот е многу помала од онаа во И бидејќи повеќето легури на база на кобалт имаат поголема содржина на хром од легурите на база на никел, тие можат да формираат заштитен слој од алкален метал сулфат (како што е заштитен слој Cr2O3 кој е кородиран од Na2SO4). , отпорноста на оксидација на легурите на база на кобалт е генерално многу помала од онаа на легурите на база на никел.
Различно од другите суперлегури, суперлегурите на база на кобалт не се зајакнуваат со подредена фаза на таложење цврсто врзана за матрицата, туку се составени од аустенит fcc матрица која е зајакната со цврст раствор и мала количина карбиди распоредени во матрицата. Лиење суперлегури на база на кобалт во голема мера се потпира на зајакнување на карбид. Кристалите од чист кобалт имаат хексагонална блиска спакувана (hcp) кристална структура под 417°C, која се трансформира во fcc на повисоки температури. Со цел да се избегне оваа трансформација при употреба на суперлегури на база на кобалт, практично сите легури на база на кобалт се легирани со никел со цел да се стабилизира структурата од собна температура до температура на точката на топење. Легурите на база на кобалт имаат рамен однос на напрегање на фрактура-температура, но покажуваат супериорна отпорност на термичка корозија на температури над 1000°C од другите високи температури.
Термичка обработка на легури на база на кобалт
Големината и дистрибуцијата на честичките од карбид и големината на зрната во легурите на база на кобалт се многу чувствителни напроцес на лиење. За да се постигне потребната издржливост и својства на термички замор на деловите за леење од легури врз основа на леано кобалт, мора да се контролираат параметрите на процесот на лиење. Легурите базирани на кобалт имаат потреба од термичка обработка, главно за да се контролира таложењето на карбидите. За лиени легури на база на кобалт, прво извршете третман со цврст раствор со висока температура, обично на температура од околу 1150°C, така што сите примарни карбиди, вклучително и некои карбиди од типот MC, се раствораат во цврст раствор; потоа, третманот за стареење се спроведува на 870-980°C. Направете карбидите повторно да таложат.
Заеднички степени на легури на база на кобалт
Типичните оценки на обичните високотемпературни легури базирани на кобалт се: 2,4778 (според DIN EN 10295) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), легура S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, одделение 31, итн., кинески брендови се: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M и така натаму.
Апликации на одлеаноци од легура врз основа на кобалт
Општо земено, суперлегурите базирани на кобалт немаат кохерентни фази на зајакнување. Иако јачината на средна температура е ниска (само 50-75% од легурите на база на никел), тие имаат поголема цврстина, добра отпорност на термички замор, отпорност на абење, подобра заварливост и отпорност на термичка корозија над температура од 980°C. Затоа, одлеаноците од легура на база на кобалт се главно погодни за изработка на водечки лопатки и лопатки за водилки за воздухопловни млазни мотори, индустриски гасни турбини, поморски гасни турбини и прскалки за дизел мотори итн.
Време на објавување: мај-05-2021 година