A kobalt alapú ötvözet kemény ötvözet, amely ellenáll a különféle kopásnak, korróziónak és magas hőmérsékletű oxidációnak. A kobalt alapú ötvözetek fő komponense a kobalt, amely jelentős mennyiségű nikkelt, ötvöző kémiai elemeket, például krómot, volfrámot és kis mennyiségű ötvözőelemet, például molibdént, nióbiumot, tantált, titánt, lantánt és esetenként vasat tartalmaz. . Az ötvözet eltérő összetételének megfelelően a kobalt alapú ötvözetből hegesztőhuzal készíthető, a por pedig kemény felületű hegesztésre, hőpermetezésre, porlasztásos hegesztésre és egyéb eljárásokra, valamint készíthető belőle.öntvények, kovácsolt és porkohászati alkatrészek. A végfelhasználás szerint osztályozva a kobalt alapú ötvözetek kobalt alapú kopásálló ötvözetekre, kobalt alapú magas hőmérsékletű ötvözetekre és kobalt alapú oldatos korrózióálló ötvözetekre oszthatók. Általános üzemi körülmények között egyaránt kopásállóak és magas hőmérsékletnek ellenállóak vagy kopásállóak és korrózióállóak. Egyes üzemi körülmények egyidejűleg magas hőmérsékletet, kopás- és korrózióállóságot is igényelhetnek. Minél bonyolultabbak a munkakörülmények, annál nyilvánvalóbbak a kobalt alapú ötvözetek előnyei.
A kobalt alapú ötvözetek tulajdonságai
A kobalt alapú szuperötvözetek fő karbidjai az MC, M23C6 és M6C. Az öntött kobalt alapú ötvözetekben az M23C6 a szemcsehatárok és a dendritek között válik ki a lassú hűtés során. Egyes ötvözetekben a finom M23C6 eutektikumot képezhet a γ mátrixszal. Az MC karbid részecskék túl nagyok ahhoz, hogy közvetlenül jelentős hatást gyakoroljanak a diszlokációkra, így az ötvözet erősítő hatása nem szembetűnő, míg a finoman diszpergált karbidok jó erősítő hatásúak. A szemcsehatáron elhelyezett karbidok (főleg M23C6) megakadályozhatják a szemcsehatár elcsúszását, ezáltal javítva a tartósszilárdságot. A HA-31 (X-40) kobalt alapú szuperötvözet mikroszerkezete egy diszperz erősítő fázisú (CoCrW)6 C-típusú karbid. Az egyes kobalt alapú ötvözetekben, például a szigmafázisban megjelenő topológiailag zárt fázisok károsak és törékennyé teszik az ötvözetet.
A kobalt alapú ötvözetek karbidjainak hőstabilitása jó. Ha a hőmérséklet emelkedik, a karbid felhalmozódásának növekedési sebessége lassabb, mint a nikkel alapú ötvözetben a γ-fázis növekedési sebessége, és a mátrixba való visszaoldódás hőmérséklete is magasabb (1100 °C-ig). . Ezért, amikor a hőmérséklet emelkedik, a kobalt alapú ötvözet Az ötvözet szilárdsága általában lassan csökken. A kobalt alapú ötvözetek jó termikus korrózióállósággal rendelkeznek. A kobalt alapú ötvözetek ebben a tekintetben jobbak a nikkel alapú ötvözeteknél, mert a kobalt-szulfid olvadáspontja (például Co-Co4S3 eutektikus, 877 ℃) magasabb, mint a nikkelé (például Ni-Ni3S2 eutektikus (645°C) magas, és a kén diffúziós sebessége a kobaltban sokkal kisebb, mint a kobaltban. nikkel És mivel a legtöbb kobalt alapú ötvözet magasabb krómtartalmú, mint a nikkel alapú ötvözetek, alkálifém-szulfát védőréteget képezhetnek (például egy Cr2O3 védőréteget, amelyet a Na2SO4 korrodál) az ötvözet felületén , a kobalt alapú ötvözetek oxidációs ellenállása általában sokkal alacsonyabb, mint a nikkel alapú ötvözeteké.
A többi szuperötvözettől eltérően a kobalt alapú szuperötvözetek nem a mátrixhoz szilárdan kötődő rendezett kicsapási fázissal vannak megerősítve, hanem szilárd oldattal megerősített ausztenit fcc mátrixból és a mátrixban elosztott kis mennyiségű karbidból állnak. A kobalt alapú szuperötvözetek öntése nagymértékben függ a keményfém-erősítéstől. A tiszta kobaltkristályok 417 °C alatti hőmérsékleten hatszögletű zárt (hcp) kristályszerkezettel rendelkeznek, amely magasabb hőmérsékleten fcc-vé alakul. A kobalt alapú szuperötvözetek használata során bekövetkező átalakulás elkerülése érdekében gyakorlatilag minden kobalt alapú ötvözetet nikkellel ötvöznek, hogy a szerkezet szobahőmérséklettől olvadásponti hőmérsékletig stabilizálódjon. A kobalt alapú ötvözetek lapos törési feszültség-hőmérséklet összefüggést mutatnak, de 1000 °C feletti hőmérsékleten jobb hőkorrózióállóságot mutatnak, mint más magas hőmérsékletek.
Kobalt alapú ötvözetek hőkezelése
A karbid részecskék mérete és eloszlása, valamint a szemcseméret a kobalt alapú ötvözetekben nagyon érzékeny aöntési folyamat. Az öntött kobalt alapú ötvözet öntőalkatrészek megkívánt tartós szilárdsági és hőfáradási tulajdonságainak elérése érdekében az öntési folyamat paramétereit ellenőrizni kell. A kobalt alapú ötvözetek hőkezelést igényelnek, főként a karbidok kiválásának szabályozására. Öntött kobalt alapú ötvözetek esetében először végezzen magas hőmérsékletű szilárd oldatos kezelést, általában körülbelül 1150 °C hőmérsékleten, hogy az összes primer karbid, beleértve néhány MC-típusú karbidot is, szilárd oldatban oldódjon; majd az öregítési kezelést 870-980°C-on végezzük. A karbidokat ismét kiválja.
A kobalt alapú ötvözetek általános minőségei
A közönséges kobalt alapú magas hőmérsékletű ötvözetek jellemző minőségei: 2.4778 (a DIN EN 10295 szerint) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, 31. fokozat stb., kínai márkák a következők: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M és így tovább.
Kobalt alapú ötvözetöntvények alkalmazásai
Általában a kobalt alapú szuperötvözetek nem rendelkeznek koherens erősítő fázisokkal. Bár a szilárdság közepes hőmérsékleten alacsony (a nikkel alapú ötvözetek mindössze 50-75%-a), nagyobb a szilárdságuk, jó a hőfáradás-állóságuk, a kopásállóságuk, jobb a hegeszthetőségük és a 980°C feletti hőkorrózióállóságuk. Ezért a kobalt alapú ötvözetöntvények elsősorban repülőgép-sugárhajtóművek, ipari gázturbinák, haditengerészeti gázturbinák, dízelmotorok fúvókáihoz stb.
Feladás időpontja: 2021. május 05