Sakausējums uz kobalta bāzes ir ciets sakausējums, kas var izturēt dažāda veida nodilumu, koroziju un augstas temperatūras oksidāciju. Uz kobalta bāzes izgatavoto sakausējumu pamatā ir kobalts kā galvenā sastāvdaļa, kas satur ievērojamu daudzumu niķeļa, leģējošus ķīmiskos elementus, piemēram, hromu, volframu un nelielu daudzumu sakausējošo elementu, piemēram, molibdēna, niobija, tantala, titāna, lantāna un dažkārt arī dzelzs. . Atbilstoši sakausējuma dažādajam sastāvam no kobalta bāzes sakausējumu var izgatavot par metināšanas stiepli, un pulveri var izmantot cietas virsmas metināšanai, termiskai izsmidzināšanai, metināšanai ar smidzināšanu un citiem procesiem, kā arī to var izgatavotlējumi, kalumi un pulvermetalurģijas daļas. Klasificēti pēc gala lietojuma, kobalta bāzes sakausējumi var iedalīt nodilumizturīgos sakausējumos uz kobalta bāzes, augstas temperatūras sakausējumos uz kobalta bāzes un korozijizturīgos sakausējumos uz kobalta bāzes. Vispārējos ekspluatācijas apstākļos tie ir gan nodilumizturīgi, gan augstas temperatūras izturīgi vai nodilumizturīgi un izturīgi pret koroziju. Dažos ekspluatācijas apstākļos vienlaikus var būt nepieciešama augsta temperatūra, nodilumizturība un izturība pret koroziju. Jo sarežģītāki ir darba apstākļi, jo acīmredzamākas ir kobalta sakausējumu priekšrocības.
Uz kobalta bāzes izgatavotu sakausējumu īpašības
Galvenie karbīdi supersakausējumos uz kobalta bāzes ir MC, M23C6 un M6C. Lietos sakausējumos uz kobalta bāzes lēnas dzesēšanas laikā M23C6 tiek nogulsnēts starp graudu robežām un dendritiem. Dažos sakausējumos smalkais M23C6 var veidot eitektiku ar matricu γ. MC karbīda daļiņas ir pārāk lielas, lai tiešā veidā būtiski ietekmētu dislokācijas, tāpēc sakausējuma stiprinošais efekts nav acīmredzams, savukārt smalki izkliedētiem karbīdiem ir labs stiprinošais efekts. Karbīdi, kas atrodas uz graudu robežas (galvenokārt M23C6), var novērst graudu robežas slīdēšanu, tādējādi uzlabojot izturību. Uz kobalta bāzes izgatavotā supersakausējuma HA-31 (X-40) mikrostruktūra ir izkliedētas stiprināšanas fāzes (CoCrW)6 C veida karbīds. Topoloģiskās ciešās fāzes, kas parādās dažos uz kobalta bāzes veidotos sakausējumos, piemēram, sigmas fāzē, ir kaitīgas un padara sakausējumu trauslu.
Karbīdu termiskā stabilitāte sakausējumos uz kobalta bāzes ir laba. Paaugstinoties temperatūrai, karbīda uzkrāšanās augšanas ātrums ir lēnāks nekā γ fāzes augšanas ātrums sakausējumā uz niķeļa bāzes, un arī temperatūra, kas atkārtoti izšķīst matricā, ir augstāka (līdz 1100°C). . Tāpēc, temperatūrai paaugstinoties, kobalta bāzes sakausējums Sakausējuma stiprums parasti samazinās lēni. Uz kobalta bāzes izgatavotiem sakausējumiem ir laba termiskā izturība pret koroziju. Iemesls, kāpēc kobalta sakausējumi šajā ziņā ir pārāki par sakausējumiem uz niķeļa bāzes, ir tas, ka kobalta sulfīda kušanas temperatūra (piemēram, Co-Co4S3 eutectic, 877 ℃) ir augstāka nekā niķeļa kušanas temperatūra (piemēram, Ni-Ni3S2 eitektika (645°C) ir augsts, un sēra difūzijas ātrums kobaltā ir daudz zemāks nekā sēra difūzijas ātrums kobaltā. niķelis un tā kā lielākajai daļai uz kobaltu balstītu sakausējumu ir lielāks hroma saturs nekā uz niķeļa bāzes veidotiem sakausējumiem, tie var veidot sārmu metālu sulfāta aizsargslāni (piemēram, Cr2O3 aizsargslāni, ko sarūsē Na2SO4) uz sakausējuma virsmas , kobalta sakausējumu oksidācijas pretestība parasti ir daudz zemāka nekā sakausējumiem uz niķeļa bāzes.
Atšķirībā no citiem supersakausējumiem, kobalta bāzes supersakausējumi netiek stiprināti ar sakārtotu nokrišņu fāzi, kas ir cieši saistīta ar matricu, bet sastāv no austenīta fcc matricas, kas ir stiprināta ar cietu šķīdumu, un matricā ir sadalīts neliels daudzums karbīdu. Uz kobalta bāzes izgatavotu supersakausējumu liešana lielā mērā ir atkarīga no karbīda stiprināšanas. Tīriem kobalta kristāliem ir sešstūraina cieši iesaiņota (hcp) kristāla struktūra, kas zemāka par 417°C, kas augstākās temperatūrās pārvēršas par fcc. Lai izvairītos no šīs transformācijas kobalta bāzes supersakausējumu lietošanas laikā, praktiski visi kobalta sakausējumi tiek leģēti ar niķeli, lai stabilizētu struktūru no istabas temperatūras līdz kušanas punkta temperatūrai. Uz kobalta bāzes izgatavotiem sakausējumiem ir plakana lūzuma sprieguma un temperatūras attiecība, taču tiem ir augstāka termiskā izturība pret koroziju temperatūrā, kas pārsniedz 1000 °C, nekā citām augstām temperatūrām.
Uz kobalta bāzes izgatavotu sakausējumu termiskā apstrāde
Karbīda daļiņu izmērs un sadalījums un graudu izmērs sakausējumos uz kobalta bāzes ir ļoti jutīgi pretliešanas process. Lai sasniegtu vajadzīgās liešanas detaļu izturības un termiskā noguruma īpašības, kas izgatavotas uz kobalta bāzes sakausējuma, ir jākontrolē liešanas procesa parametri. Uz kobalta bāzes izgatavotiem sakausējumiem nepieciešama termiskā apstrāde, galvenokārt, lai kontrolētu karbīdu nokrišņus. Lietiem sakausējumiem uz kobalta bāzes vispirms veiciet apstrādi ar cietu šķīdumu augstā temperatūrā, parasti aptuveni 1150 °C temperatūrā, lai visi primārie karbīdi, tostarp daži MC tipa karbīdi, tiktu izšķīdināti cietā šķīdumā; pēc tam novecošanas apstrādi veic 870-980°C temperatūrā. Lieciet karbīdiem atkal nogulsnēties.
Kopējās kobalta sakausējumu kategorijas
Parasto augstas temperatūras sakausējumu uz kobalta bāzes tipiskās kategorijas ir: 2.4778 (saskaņā ar DIN EN 10295) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, 31. pakāpe utt., Ķīnas zīmoli ir: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M un tā tālāk.
Uz kobalta bāzes izgatavotu sakausējumu lējumu pielietojumi
Parasti supersakausējumiem uz kobalta bāzes trūkst saskaņotas stiprināšanas fāzes. Lai gan izturība vidējā temperatūrā ir zema (tikai 50–75% no niķeļa bāzes sakausējumiem), tiem ir lielāka izturība, laba termiskā noguruma izturība, nodilumizturība, labāka metināmība un termiskā izturība pret koroziju virs 980 °C. Tāpēc uz kobalta bāzes izgatavoti sakausējumu lējumi galvenokārt ir piemēroti aviācijas reaktīvo dzinēju, rūpniecisko gāzes turbīnu, jūras gāzes turbīnu un dīzeļdzinēju sprauslu utt.
Publicēšanas laiks: 05.05.2021