Kobalt bazlı alaşım, çeşitli aşınma, korozyon ve yüksek sıcaklıktaki oksidasyona dayanabilen sert bir alaşımdır. Kobalt bazlı alaşımlar, önemli miktarda nikel, krom, tungsten gibi alaşım kimyasal elementleri ve az miktarda molibden, niyobyum, tantal, titanyum, lantan ve bazen demir gibi alaşım elementleri içeren ana bileşen olarak kobalt bazlıdır. . Alaşımın farklı bileşimine göre, kobalt bazlı alaşım kaynak teli haline getirilebilir ve toz, sert yüzey kaynağı, termal püskürtme, püskürtme kaynağı ve diğer işlemler için kullanılabilir.dökümler, dövme ve toz metalurji parçaları. Son kullanıma göre sınıflandırılan kobalt bazlı alaşımlar, kobalt bazlı aşınmaya dayanıklı alaşımlar, kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımları ve kobalt bazlı çözelti korozyona dayanıklı alaşımlar olarak ayrılabilir. Genel çalışma koşullarında hem aşınmaya hem de yüksek sıcaklığa dayanıklı veya aşınmaya ve korozyona dayanıklıdırlar. Bazı çalışma koşulları aynı zamanda yüksek sıcaklık, aşınma ve korozyon direnci gerektirebilir. Çalışma koşulları ne kadar karmaşık olursa kobalt bazlı alaşımların avantajları da o kadar belirgin olur.
Kobalt Esaslı Alaşımların Özellikleri
Kobalt bazlı süper alaşımlardaki ana karbürler MC, M23C6 ve M6C'dir. Dökme kobalt bazlı alaşımlarda yavaş soğuma sırasında M23C6 tane sınırları ve dendritler arasında çökelir. Bazı alaşımlarda ince M23C6, γ matrisi ile bir ötektik oluşturabilir. MC karbür parçacıkları, dislokasyonlar üzerinde doğrudan önemli bir etkiye sahip olamayacak kadar büyüktür, bu nedenle alaşım üzerindeki güçlendirme etkisi açık değildir, ince dağılmış karbürler ise iyi bir güçlendirme etkisine sahiptir. Tane sınırında bulunan karbürler (esas olarak M23C6) tane sınırı kaymasını önleyebilir, böylece dayanıklılık mukavemetini artırabilir. Kobalt bazlı süper alaşım HA-31'in (X-40) mikro yapısı, dağılmış bir güçlendirme fazı (CoCrW)6 C tipi karbürdür. Sigma fazı gibi bazı kobalt bazlı alaşımlarda görülen topolojik sıkı paketlenmiş fazlar zararlıdır ve alaşımı kırılgan hale getirir.
Kobalt bazlı alaşımlardaki karbürlerin termal stabilitesi iyidir. Sıcaklık yükseldiğinde karbür birikiminin büyüme hızı, nikel bazlı alaşımdaki γ fazının büyüme hızından daha yavaştır ve matriste yeniden çözünme sıcaklığı da daha yüksektir (1100°C'ye kadar) . Bu nedenle sıcaklık arttığında kobalt bazlı alaşımın mukavemeti genellikle yavaş yavaş azalır. Kobalt bazlı alaşımlar iyi bir termal korozyon direncine sahiptir. Kobalt bazlı alaşımların bu açıdan nikel bazlı alaşımlardan üstün olmasının nedeni, kobalt sülfürün (Co-Co4S3 ötektik, 877°C gibi) erime noktasının nikelden (Örneğin Ni-Ni3S2 ötektik) daha yüksek olmasıdır. (645°C) yüksektir ve kobalttaki kükürtün difüzyon hızı nikeldekinden çok daha düşüktür. Çünkü kobalt bazlı alaşımların çoğu daha yüksek kroma sahiptir. Nikel bazlı alaşımlara göre daha yüksek içerikli olduğundan, alaşımın yüzeyinde koruyucu bir alkali metal sülfat tabakası (Na2SO4 tarafından aşındırılan bir Cr2O3 koruyucu tabaka gibi) oluşturabilirler. Bununla birlikte, kobalt bazlı alaşımların oksidasyon direnci genellikle fazladır. nikel bazlı alaşımlardan daha düşüktür.
Diğer süper alaşımlardan farklı olarak kobalt bazlı süper alaşımlar, matrise sıkı bir şekilde bağlanan düzenli bir çökeltme fazı ile güçlendirilmez, ancak katı çözeltiyle güçlendirilmiş bir ostenit fcc matrisinden ve matris içinde az miktarda dağıtılmış karbürlerden oluşur. Kobalt bazlı süper alaşımların dökümü büyük ölçüde karbürün güçlendirilmesine dayanır. Saf kobalt kristalleri, 417°C'nin altında altıgen sıkı paket (hcp) kristal yapısına sahiptir ve daha yüksek sıcaklıklarda fcc'ye dönüşür. Kobalt bazlı süper alaşımların kullanımı sırasında bu dönüşümü önlemek için, pratik olarak tüm kobalt bazlı alaşımlar, yapıyı oda sıcaklığından erime noktası sıcaklığına kadar stabilize etmek amacıyla nikel ile alaşımlanır. Kobalt bazlı alaşımlar düz bir kırılma gerilimi-sıcaklık ilişkisine sahiptir, ancak 1000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda diğer yüksek sıcaklıklara göre üstün termal korozyon direnci gösterir.
Kobalt Esaslı Alaşımların Isıl İşlemi
Kobalt bazlı alaşımlarda karbür parçacıklarının boyutu ve dağılımı ile tane boyutu,döküm süreci. Dökme kobalt bazlı alaşımlı döküm parçalarının gerekli dayanıklılık mukavemetini ve termal yorulma özelliklerini elde etmek için döküm proses parametrelerinin kontrol edilmesi gerekir. Kobalt bazlı alaşımlar, esas olarak karbürlerin çökelmesini kontrol etmek için ısıl işleme ihtiyaç duyar. Dökme kobalt bazlı alaşımlar için ilk olarak, bazı MC tipi karbürler de dahil olmak üzere tüm birincil karbürlerin katı çözelti içinde çözünmesi için genellikle yaklaşık 1150°C sıcaklıkta yüksek sıcaklıkta katı çözelti işlemi gerçekleştirilir; Daha sonra 870-980°C'de yaşlandırma işlemi gerçekleştirilir. Karbürlerin tekrar çökelmesini sağlayın.
Kobalt Bazlı Alaşımların Ortak Sınıfları
Yaygın kobalt bazlı yüksek sıcaklık alaşımlarının tipik dereceleri şunlardır: 2,4778 (DIN EN 10295'e göre)Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alaşım S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, Grade 31, vb., Çin markaları: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M vb.
Kobalt Esaslı Alaşımlı Döküm Uygulamaları
Genel olarak kobalt bazlı süper alaşımlar tutarlı güçlendirme aşamalarından yoksundur. Orta sıcaklıktaki mukavemetleri düşük olmasına rağmen (nikel bazlı alaşımların sadece %50-75'i), daha yüksek mukavemete, iyi termal yorulma direncine, aşınma direncine, daha iyi kaynaklanabilirliğe ve 980°C sıcaklığın üzerinde termal korozyon direncine sahiptirler. Bu nedenle, kobalt bazlı alaşım dökümleri esas olarak havacılık jet motorları, endüstriyel gaz türbinleri, deniz gaz türbinleri ve dizel motor nozulları vb. için kılavuz kanatların ve nozül kılavuz kanatlarının yapımı için uygundur.
Gönderim zamanı: Mayıs-05-2021