Zliatina na báze kobaltu je tvrdá zliatina, ktorá odolá rôznym druhom opotrebovania, korózie a oxidácie pri vysokej teplote. Zliatiny na báze kobaltu sú založené na kobalte ako hlavnej zložke a obsahujú značné množstvo niklu, legujúcich chemických prvkov, ako je chróm, volfrám a malé množstvo legujúcich prvkov, ako je molybdén, niób, tantal, titán, lantán a občas železo. . Podľa odlišného zloženia zliatiny sa zo zliatiny na báze kobaltu môže vyrobiť zvárací drôt a prášok sa môže použiť na zváranie tvrdých povrchov, tepelné striekanie, zváranie striekaním a iné procesy a môže sa tiež použiť naodliatky, výkovky a diely z práškovej metalurgie. Klasifikované podľa konečného použitia možno zliatiny na báze kobaltu rozdeliť na zliatiny na báze kobaltu odolné voči opotrebovaniu, vysokoteplotné zliatiny na báze kobaltu a zliatiny na báze kobaltu odolné voči korózii v roztoku. Vo všeobecných prevádzkových podmienkach sú odolné voči opotrebovaniu a vysokej teplote alebo odolné voči opotrebovaniu a korózii. Niektoré prevádzkové podmienky môžu tiež vyžadovať vysokú teplotu, odolnosť proti opotrebovaniu a korózii súčasne. Čím zložitejšie sú pracovné podmienky, tým zreteľnejšie sú výhody zliatin na báze kobaltu.
Vlastnosti zliatin na báze kobaltu
Hlavné karbidy v superzliatinách na báze kobaltu sú MC, M23C6 a M6C. V odlievaných zliatinách na báze kobaltu sa M23C6 zráža medzi hranicami zŕn a dendritmi počas pomalého chladenia. V niektorých zliatinách môže jemný M23C6 tvoriť eutektikum s matricou γ. Častice karbidu MC sú príliš veľké na to, aby mali priamo významný vplyv na dislokácie, takže spevňujúci účinok na zliatinu nie je zrejmý, zatiaľ čo jemne rozptýlené karbidy majú dobrý spevňujúci účinok. Karbidy nachádzajúce sa na hranici zŕn (hlavne M23C6) môžu zabrániť skĺznutiu hranice zŕn, čím sa zlepšuje odolnosť. Mikroštruktúra superzliatiny na báze kobaltu HA-31 (X-40) je dispergovaný spevňujúci fázový (CoCrW)6 C-typ karbidu. Topologické tesne zbalené fázy, ktoré sa vyskytujú v niektorých zliatinách na báze kobaltu, ako je sigma fáza, sú škodlivé a robia zliatinu krehkou.
Tepelná stabilita karbidov v zliatinách na báze kobaltu je dobrá. Keď teplota stúpa, rýchlosť rastu akumulácie karbidu je pomalšia ako rýchlosť rastu γ fázy v zliatine na báze niklu a teplota opätovného rozpustenia v matrici je tiež vyššia (až 1100 ° C) . Preto, keď teplota stúpa, zliatina na báze kobaltu Pevnosť zliatiny vo všeobecnosti pomaly klesá. Zliatiny na báze kobaltu majú dobrú tepelnú odolnosť proti korózii. Dôvodom, prečo sú zliatiny na báze kobaltu v tomto ohľade lepšie ako zliatiny na báze niklu, je to, že teplota topenia sulfidu kobaltu (ako je Co-Co4S3 eutektikum, 877 °C) je vyššia ako teplota topenia niklu (napríklad Ni-Ni3S2 eutektikum (645 °C) je vysoká a rýchlosť difúzie síry v kobalte je oveľa nižšia ako v nikle Zliatiny na báze kobaltu majú vyšší obsah chrómu ako zliatiny na báze niklu, môžu tvoriť ochrannú vrstvu síranu alkalického kovu (ako je ochranná vrstva Cr2O3, ktorá je korodovaná Na2SO4) na povrchu zliatiny zliatiny na báze kobaltu je vo všeobecnosti oveľa nižšia ako zliatiny na báze niklu.
Na rozdiel od iných superzliatin nie sú superzliatiny na báze kobaltu spevnené usporiadanou precipitačnou fázou pevne spojenou s matricou, ale pozostávajú z austenitovej fcc matrice, ktorá bola spevnená tuhým roztokom a malého množstva karbidov distribuovaných v matrici. Odlievanie superzliatin na báze kobaltu sa vo veľkej miere spolieha na spevnenie karbidom. Kryštály čistého kobaltu majú pod 417 °C hexagonálnu uzavretú kryštálovú štruktúru (hcp), ktorá sa pri vyšších teplotách transformuje na fcc. Aby sa zabránilo tejto transformácii počas používania superzliatin na báze kobaltu, prakticky všetky zliatiny na báze kobaltu sú legované niklom, aby sa štruktúra stabilizovala z teploty miestnosti na teplotu topenia. Zliatiny na báze kobaltu majú vzťah medzi plochým lomovým napätím a teplotou, ale vykazujú lepšiu tepelnú odolnosť proti korózii pri teplotách nad 1000 °C ako iné vysoké teploty.
Tepelné spracovanie zliatin na báze kobaltu
Veľkosť a distribúcia častíc karbidu a veľkosť zŕn v zliatinách na báze kobaltu sú veľmi citlivé naproces odlievania. Aby sa dosiahla požadovaná trvanlivosť a vlastnosti tepelnej únavy odlievaných dielov zo zliatiny na báze kobaltu, musia byť kontrolované parametre procesu odlievania. Zliatiny na báze kobaltu potrebujú tepelné spracovanie, hlavne na kontrolu zrážania karbidov. Pri liatych zliatinách na báze kobaltu najskôr vykonajte spracovanie v tuhom roztoku pri vysokej teplote, zvyčajne pri teplote okolo 1150 °C, aby sa všetky primárne karbidy, vrátane niektorých karbidov typu MC, rozpustili do tuhého roztoku; potom sa uskutoční ošetrenie starnutím pri 870-980 °C. Znova nechajte vyzrážať karbidy.
Bežné druhy zliatin na báze kobaltu
Typické triedy bežných vysokoteplotných zliatin na báze kobaltu sú: 2,4778 (podľa DIN EN 10295) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), zliatina S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, Grade 31 atď., Čínske značky sú: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M a tak ďalej.
Aplikácia odliatkov zo zliatin na báze kobaltu
Vo všeobecnosti superzliatiny na báze kobaltu nemajú koherentné fázy spevňovania. Pevnosť pri strednej teplote je síce nízka (len 50-75% zliatin na báze niklu), ale majú vyššiu pevnosť, dobrú tepelnú odolnosť, odolnosť proti oderu, lepšiu zvárateľnosť a tepelnú koróziu nad teplotou 980°C. Odliatky zo zliatiny na báze kobaltu sú preto vhodné hlavne na výrobu vodiacich lopatiek a vodiacich lopatiek trysiek pre letecké prúdové motory, priemyselné plynové turbíny, námorné plynové turbíny a dýzy dieselových motorov atď.
Čas odoslania: máj-05-2021