Mit jelent a kobalt alapú ötvözetekből előállított öntvény?
A kobalt{0}}alapú ötvözet kemény ötvözet, amely ellenáll a különféle kopásnak, korróziónak és magas hőmérsékletű oxidációnak. A kobalt-alapú ötvözetek fő összetevője 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 összetételétől függően a kobalt-alapú ötvözetből hegesztőhuzal készíthető, a por pedig kemény-felületi hegesztésre, hőpermetezésre, porlasztásos hegesztésre és egyéb eljárásokra, valamint öntvények, kovácsolt anyagok és porkohászati alkatrészek készítésére alkalmas. A végfelhasználás szerint osztályozva a kobalt-alapú ötvözetek feloszthatók kobalt-alapú kopásálló-ötvözetekre, kobalt-alapú magas hőmérsékletű Általános működési körülmények között mindkettő kopásálló-és magas-hőmérsékletálló, vagy kopásálló-és korrózióálló{18}}. Egyes üzemi körülmények ugyanakkor magas hőmérsékletet, kopás- és korrózióállóságot is igényelhetnek. Minél bonyolultabbak a munkakörülmények, annál nyilvánvalóbbak a kobalt{21}}alapú ötvözetek előnyei.
A kobalt{0}}alapú ötvözetek tulajdonságai
A kobalt{0}}alapú szuperötvözetek fő karbidjai az MC, M23C6 és M6C. Az öntött kobalt{5}alapú ötvözetekben az M23C6 a szemcsehatárok és a dendritek között válik ki a lassú hűtés során. Egyes ötvözetekben a finom M23C6 eutektikumot képezhet a mátrixszal. Az MC karbid részecskék túl nagyok ahhoz, hogy közvetlenül jelentős hatást gyakoroljanak a diszlokációkra, ezért 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 kobalt-alapú szuperötvözet HA-31 (X-40) mikroszerkezete egy diszpergált erősítőfázis (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{0}}alapú ötvözetek karbidjainak hőstabilitása jó. Ha a hőmérséklet emelkedik, a karbid felhalmozódásának növekedési sebessége lassabb, mint a nikkel-alapú ötvözet fázisának növekedési sebessége, és a mátrixba való újra-oldódás hőmérséklete is magasabb (akár 1100 fok). Ezért, amikor a hőmérséklet emelkedik, a kobalt{6}}alapú ötvözet Az ötvözet szilárdsága általában lassan csökken. A kobalt{8}}alapú ötvözetek jó termikus korrózióállósággal rendelkeznek. A kobalt-alapú ötvözetek ebben a tekintetben jobbak a nikkel-alapú ötvözeteknél, mert a kobalt-szulfid olvadáspontja (mint például a Co-Co4S3 eutektikus, 877 fok) magasabb, mint a nikkelé (például Ni-etic (magas 6,5 és 5 n) A kobaltban lévő kén diffúziós sebessége sokkal kisebb, mint a nikkelben, és mivel a legtöbb kobalt{21}}alapú ötvözet magasabb krómtartalmú, mint a nikkel{22}}alapú ötvözet, alkálifém-szulfát védőréteget képezhetnek (például egy Cr2O3 védőréteget, amelyet a Na2SO4 korrodál, de az allooxidációval szembeni ellenállása). a kobalt{28}}alapú ötvözetek általában sokkal alacsonyabbak, mint a nikkel{29}}alapú ötvözetek.
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{2}}alapú szuperötvözetek öntése nagymértékben függ a keményfém-erősítéstől. A tiszta kobaltkristályok hatszögletű szorosan tömörített (hcp) kristályszerkezettel rendelkeznek 417 fok alatt, ami magasabb hőmérsékleten fcc-vé alakul. Annak érdekében, hogy elkerüljük ezt az átalakulást a kobalt-alapú szuperötvözetek használata során, gyakorlatilag az összes kobalt-alapú ötvözetet nikkellel ötvözik, hogy a szerkezet szobahőmérsékletről olvadásponti hőmérsékletre stabilizálódjon. A kobalt-alapú ötvözetek lapos törési feszültség{10}}hőmérsékleti összefüggést mutatnak, de 1000 fok feletti hőmérsékleten jobb hőkorrózióállóságot mutatnak, mint más magas hőmérsékletek.
Kobalt{0}}alapú ötvözetek hőkezelése
A kobalt{0}}alapú ötvözetek keményfém részecskéinek mérete és eloszlása, valamint szemcsemérete nagyon érzékeny az öntési folyamatra. Az öntött kobalt-alapú ötvözetből készült öntvényalkatrészek szükséges tartósszilárdságának és hőfáradási tulajdonságainak elérése érdekében az öntési folyamat paramétereit ellenőrizni kell. A kobalt-alapú ötvözetek hőkezelést igényelnek, főként a karbidok kicsapódásának szabályozására. Öntött kobalt-alapú ötvözetek esetén először végezzen magas-hőmérsékletű szilárd oldatos kezelést, általában körülbelül 1150 fokos hőmérsékleten, hogy az összes primer karbid, beleértve néhány MC- típusú karbidot is, szilárd oldatban oldódjon; majd az öregedéskezelést 870-980 fokon végezzük. A karbidokat ismét csapadékba állítsa.
A kobalt{0}}alapú ötvözetek általános minősége
A közönséges kobalt-alapú magas hőmérsékletű ötvözetek jellemző minőségei a következők: 2.4778 (a DIN EN 10295 szerint) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-4014, Grafika, Stelli, 6, 10295 A kínai márkák a következők: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M és így tovább.
A kobalt{0}}alapú ötvözetöntvények alkalmazásai
A kobalt{0}}alapú szuperötvözetek általában nem rendelkeznek koherens erősítő fázisokkal. Bár a szilárdság közepes hőmérsékleten alacsony (a nikkel-alapú ötvözetek mindössze 50-75%-a), nagyobb a szilárdságuk, jó a hőfáradásállóságuk, a kopásállóságuk, jobb a hegeszthetőségük és 980 fok feletti hőkorrózióállóságuk. Ezért a kobalt alapú ötvözetöntvények elsősorban repülőgép-sugárhajtóművek, ipari gázturbinák, haditengerészeti gázturbinák, dízelmotorok fúvókáihoz stb.
