Какво представляват отливките, произведени от сплави на основата на кобалт?

Сплавта-базирана на кобалт е твърда сплав, която може да издържи на различни видове износване, корозия и високотемпературно окисляване. Базираните на кобалт -сплави се базират на кобалт като основен компонент, съдържащ значително количество никел, легиращи химични елементи като хром, волфрам и малко количество легиращи елементи като молибден, ниобий, тантал, титан, лантан и понякога желязо. Според различния състав на сплавта сплавта на базата на кобалт- може да бъде направена в заваръчна тел, а прахът може да се използва за заваряване на твърда- повърхност, термично пръскане, заваряване със спрей и други процеси, а също така може да се направи в отливки, изковки и части от праховата металургия. Класифицирани според крайната употреба, сплавите-базирани на кобалт могат да се разделят на сплави на базата на-кобалт-износоустойчивост, сплави на базата на-кобалт при високи.температури и сплави на базата на-кобалт-корозия-устойчиви. При общи условия на работа те са едновременно устойчиви-на износване и висока{16}}температура или устойчиви-на износване и-на корозия. Някои работни условия може също да изискват същевременно висока температура, устойчивост на износване и корозия. Колкото по-сложни са работните условия, толкова по-очевидни са предимствата на сплавите на базата на кобалт-.

Свойства на сплави-на основата на кобалт

Основните карбиди в-базираните на кобалт суперсплави са MC, M23C6 и M6C. В отлети сплави на базата на кобалт- M23C6 се утаява между границите на зърната и дендритите по време на бавно охлаждане. В някои сплави финият M23C6 може да образува евтектика с матрицата. MC карбидни частици са твърде големи, за да имат пряко значително въздействие върху дислокациите, така че укрепващият ефект върху сплавта не е очевиден, докато фино диспергираните карбиди имат добър укрепващ ефект. Карбидите, разположени на границата на зърното (главно M23C6), могат да предотвратят приплъзване на границата на зърното, като по този начин подобряват издръжливостта. Микроструктурата на суперсплавта на основата на кобалт-HA-31 (X-40) е дисперсна усилваща фаза (CoCrW)6 карбид тип С. Топологичните плътно опаковани фази, които се появяват в някои сплави на основата на кобалт, като сигма фазата, са вредни и правят сплавта крехка.

Термичната стабилност на карбидите в сплавите-на основата на кобалт е добра. Когато температурата се повиши, скоростта на растеж на натрупването на карбид е по-бавна от скоростта на растеж на фазата в сплавта на базата на никел-, а температурата на повторно-разтваряне в матрицата също е по-висока (до 1100 градуса). Следователно, когато температурата се повиши, сплавта на основата на кобалт-. Якостта на сплавта обикновено намалява бавно. Базираните на кобалт-сплави имат добра устойчивост на термична корозия. Причината, поради която сплавите на основата на кобалт -превъзхождат сплавите на базата на никел в това отношение е, че точката на топене на кобалтовия сулфид (като евтектиката на Co-Co4S3, 877 градуса) е по-висока от тази на никела (например евтектиката на Ni-Ni3S2 (645 градуса) е висока и скоростта на дифузия на сярата в кобалта е много по-ниска от тази в никела. И тъй като повечето сплави на основата на кобалт- имат по-високо съдържание на хром от сплавите на базата на никел-, те могат да образуват защитен слой от сулфат на алкален метал (като Cr2O3 защитен слой, който е корозирал от Na2SO4) на повърхността на сплавта сплави на-базирана кобалт обикновено е много по-ниска от тази на сплави на-никелова основа.

За разлика от другите суперсплави, суперсплавите на базата на кобалт- не са подсилени от подредена фаза на утаяване, здраво свързана с матрицата, а са съставени от аустенитна fcc матрица, която е укрепена с твърд разтвор, и малко количество карбиди, разпределени в матрицата. Леенето на суперсплави на базата на кобалт-разчита до голяма степен на укрепване с карбид. Чистите кобалтови кристали имат хексагонална плътно опакована (hcp) кристална структура под 417 градуса, която се трансформира в fcc при по-високи температури. За да се избегне тази трансформация по време на използване на суперсплави на базата на кобалт-, практически всички сплави на основата на кобалт- се легират с никел, за да се стабилизира структурата от стайна температура до температура на точката на топене. Базираните-сплави на кобалт имат плоска зависимост на напрежението на счупване-от температурата, но показват превъзходна устойчивост на термична корозия при температури над 1000 градуса в сравнение с други високи температури.
 

Топлинна обработка на сплави-на основата на кобалт

Размерът и разпределението на карбидните частици и размерът на зърната в сплавите на базата на кобалт- са много чувствителни към процеса на леене. За да се постигне необходимата якост на издръжливост и свойствата на термична умора на частите за леене на базата на кобалт-сплав, параметрите на процеса на леене трябва да се контролират. Базираните на кобалт-сплави се нуждаят от топлинна обработка, главно за контролиране на утаяването на карбиди. За отлети сплави на основата на кобалт-първо извършете обработка с високо-температурен твърд разтвор, обикновено при температура от около 1150 градуса, така че всички първични карбиди, включително някои карбиди от тип MC-, да се разтворят в твърд разтвор; след това лечението със стареене се извършва при 870-980 градуса. Накарайте карбидите да се утаят отново.
 

Обичайни степени на сплави-на основата на кобалт

Типичните степени на обикновени високотемпературни сплави на-базирана кобалт са: 2.4778 (съгласно DIN EN 10295) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X-40, Stellite 6B, Grade 31 и др. , китайските марки са: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M и т.н.
 

Приложения на отливки от-сплави на основата на кобалт

Като цяло суперсплавите на-базирана кобалт нямат кохерентни укрепващи фази. Въпреки че якостта при средна температура е ниска (само 50-75% от сплавите на основата на никел-), те имат по-висока якост, добра устойчивост на термична умора, устойчивост на абразия, по-добра заваряемост и устойчивост на термична корозия над температура от 980 градуса. Следователно отливките от сплави на основата на кобалт са подходящи главно за изработване на направляващи лопатки и направляващи лопатки на дюзи за авиационни реактивни двигатели, промишлени газови турбини, военноморски газови турбини и дюзи за дизелови двигатели и др.