hiệu suất:
Nói chung, các siêu hợp kim dựa trên coban thiếu các giai đoạn tăng cường mạch lạc.Mặc dù độ bền ở nhiệt độ trung bình thấp (chỉ bằng 50-75% hợp kim dựa trên niken), chúng có độ bền cao hơn, khả năng chống mỏi nhiệt tốt và khả năng chống ăn mòn nhiệt trên 980 ° C.Và khả năng chống mài mòn, và có khả năng hàn tốt hơn.Nó phù hợp để chế tạo cánh dẫn hướng và cánh dẫn hướng vòi phun cho động cơ phản lực hàng không, tua-bin khí công nghiệp, tua-bin khí hải quân và vòi phun động cơ diesel.
Giai đoạn tăng cường cacbua.Các cacbua quan trọng nhất trong các siêu hợp kim gốc coban là MC, M23C6 và M6C.Trong các hợp kim đúc dựa trên coban, M23C6 được kết tủa giữa các ranh giới hạt và đuôi gai trong quá trình làm nguội chậm.Trong một số hợp kim, M23C6 mịn có thể tạo thành eutectic với ma trận γ.Các hạt cacbua MC quá lớn nên có ảnh hưởng trực tiếp đáng kể đến sự trật khớp, do đó tác dụng tăng cường đối với hợp kim là không rõ ràng, trong khi các cacbua phân tán mịn có tác dụng tăng cường tốt.Các cacbua nằm trên ranh giới hạt (chủ yếu là M23C6) có thể ngăn chặn sự trượt biên hạt, do đó cải thiện độ bền.Cấu trúc vi mô của siêu hợp kim dựa trên coban HA-31 (X-40) là một giai đoạn tăng cường phân tán(CoCrW) 6 Cacbit loại C.
Các pha đóng gói cấu trúc liên kết xuất hiện trong một số hợp kim dựa trên coban, chẳng hạn như pha sigma và Laves, có hại và làm cho hợp kim trở nên giòn.Các hợp kim gốc coban hiếm khi sử dụng các hợp chất liên kim để tăng cường, vì Co3 (Ti, Al), Co3Ta, v.v. không bền ở nhiệt độ cao, nhưng trong những năm gần đây, các hợp kim dựa trên coban sử dụng các hợp chất liên kim để tăng cường cũng đã được phát triển.
Độ bền nhiệt của cacbua trong hợp kim gốc coban tốt hơn.Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phát triển của sự tích tụ cacbua chậm hơn tốc độ phát triển của pha γ trong hợp kim dựa trên niken, và nhiệt độ tái hòa tan vào chất nền cũng cao hơn (lên đến 1100 ° C) .Do đó, khi nhiệt độ tăng, hợp kim gốc coban Độ bền của hợp kim nói chung giảm từ từ.
Hợp kim dựa trên coban có nhiệt tốt chống ăn mòn.Người ta thường tin rằng lý do tại saohợp kim dựa trên cobanƯu việt hơn các hợp kim dựa trên niken về mặt này là điểm nóng chảy của coban sunfua (như Co-Co4S3 eutectic, 877 ℃) cao hơn so với niken.Điểm nóng chảy của chất (chẳng hạn như Ni-Ni3S2 eutectic ở 645 ° C) cao, và tốc độ khuếch tán của lưu huỳnh trong coban thấp hơn nhiều so với trong niken.Và bởi vì hầu hết các hợp kim gốc coban có hàm lượng crom cao hơn hợp kim niken, chúng có thể tạo thành một lớp bảo vệ sunfat kim loại kiềm (chẳng hạn như lớp bảo vệ Cr2O3 bị ăn mòn bởi Na2SO4) trên bề mặt của hợp kim.Tuy nhiên, khả năng chống oxy hóa của các hợp kim dựa trên coban thường thấp hơn nhiều so với các hợp kim dựa trên niken.Các hợp kim ban đầu dựa trên coban được sản xuất bằng quá trình nấu chảy và đúc không chân không.Các hợp kim được phát triển sau này, chẳng hạn như hợp kim Mar-M509, được sản xuất bằng cách nấu chảy chân không và đúc chân không vì chúng chứa nhiều nguyên tố hoạt tính hơn như zirconium và boron.
bền chặt:
Sự mài mòn của phôi hợp kim phần lớn bị ảnh hưởng bởi ứng suất tiếp xúc hoặc ứng suất tác động lên bề mặt.Độ mòn bề mặt dưới ứng suất phụ thuộc vào đặc tính tương tác của dòng chuyển vị và bề mặt tiếp xúc.Đối với các hợp kim dựa trên coban, đặc điểm này liên quan đến năng lượng đứt gãy xếp chồng thấp hơn của ma trận và sự chuyển đổi của cấu trúc ma trận từ cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt sang cấu trúc tinh thể xếp sát lục giác dưới tác dụng của ứng suất hoặc nhiệt độ.Kim loại có cấu trúc tinh thể đóng gói hình lục giác Chất liệu, khả năng chống mài mòn tốt hơn.Ngoài ra, hàm lượng, hình thái và sự phân bố của pha thứ hai của hợp kim, chẳng hạn như cacbua, cũng có ảnh hưởng đến độ bền mài mòn.Bởi vì các cacbua hợp kim của crom, vonfram và molypden được phân bố trong ma trận giàu coban và một phần của các nguyên tử crom, vonfram và molypden được hòa tan rắn trong ma trận, hợp kim được tăng cường, do đó cải thiện khả năng chống mài mòn.Trong các hợp kim đúc dựa trên coban, kích thước của các hạt cacbua có liên quan đến tốc độ làm nguội.Làm mát nhanh hơn có nghĩa là các hạt cacbua mịn hơn.Trong đúc cát, độ cứng của hợp kim thấp, và các hạt cacbua cũng thô hơn.Ở trạng thái này, khả năng chống mài mòn của hợp kim tốt hơn đáng kể so với đúc graphit (các hạt cacbua mịn), và khả năng chống mài mòn dính của cả hai không có sự khác biệt đáng kể, cho thấy rằng cacbua thô có lợi để cải thiện khả năng mài mòn hao mòn điện trở.
hiệu suất:
Nói chung, các siêu hợp kim dựa trên coban thiếu các giai đoạn tăng cường mạch lạc.Mặc dù độ bền ở nhiệt độ trung bình thấp (chỉ bằng 50-75% hợp kim dựa trên niken), chúng có độ bền cao hơn, khả năng chống mỏi nhiệt tốt và khả năng chống ăn mòn nhiệt trên 980 ° C.Và khả năng chống mài mòn, và có khả năng hàn tốt hơn.Nó phù hợp để chế tạo cánh dẫn hướng và cánh dẫn hướng vòi phun cho động cơ phản lực hàng không, tua-bin khí công nghiệp, tua-bin khí hải quân và vòi phun động cơ diesel.
Giai đoạn tăng cường cacbua.Các cacbua quan trọng nhất trong các siêu hợp kim gốc coban là MC, M23C6 và M6C.Trong các hợp kim đúc dựa trên coban, M23C6 được kết tủa giữa các ranh giới hạt và đuôi gai trong quá trình làm nguội chậm.Trong một số hợp kim, M23C6 mịn có thể tạo thành eutectic với ma trận γ.Các hạt cacbua MC quá lớn nên có ảnh hưởng trực tiếp đáng kể đến sự trật khớp, do đó tác dụng tăng cường đối với hợp kim là không rõ ràng, trong khi các cacbua phân tán mịn có tác dụng tăng cường tốt.Các cacbua nằm trên ranh giới hạt (chủ yếu là M23C6) có thể ngăn chặn sự trượt biên hạt, do đó cải thiện độ bền.Cấu trúc vi mô của siêu hợp kim dựa trên coban HA-31 (X-40) là một giai đoạn tăng cường phân tán(CoCrW) 6 Cacbit loại C.
Các pha đóng gói cấu trúc liên kết xuất hiện trong một số hợp kim dựa trên coban, chẳng hạn như pha sigma và Laves, có hại và làm cho hợp kim trở nên giòn.Các hợp kim gốc coban hiếm khi sử dụng các hợp chất liên kim để tăng cường, vì Co3 (Ti, Al), Co3Ta, v.v. không bền ở nhiệt độ cao, nhưng trong những năm gần đây, các hợp kim dựa trên coban sử dụng các hợp chất liên kim để tăng cường cũng đã được phát triển.
Độ bền nhiệt của cacbua trong hợp kim gốc coban tốt hơn.Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phát triển của sự tích tụ cacbua chậm hơn tốc độ phát triển của pha γ trong hợp kim dựa trên niken, và nhiệt độ tái hòa tan vào chất nền cũng cao hơn (lên đến 1100 ° C) .Do đó, khi nhiệt độ tăng, hợp kim gốc coban Độ bền của hợp kim nói chung giảm từ từ.
Hợp kim dựa trên coban có nhiệt tốt chống ăn mòn.Người ta thường tin rằng lý do tại saohợp kim dựa trên cobanƯu việt hơn các hợp kim dựa trên niken về mặt này là điểm nóng chảy của coban sunfua (như Co-Co4S3 eutectic, 877 ℃) cao hơn so với niken.Điểm nóng chảy của chất (chẳng hạn như Ni-Ni3S2 eutectic ở 645 ° C) cao, và tốc độ khuếch tán của lưu huỳnh trong coban thấp hơn nhiều so với trong niken.Và bởi vì hầu hết các hợp kim gốc coban có hàm lượng crom cao hơn hợp kim niken, chúng có thể tạo thành một lớp bảo vệ sunfat kim loại kiềm (chẳng hạn như lớp bảo vệ Cr2O3 bị ăn mòn bởi Na2SO4) trên bề mặt của hợp kim.Tuy nhiên, khả năng chống oxy hóa của các hợp kim dựa trên coban thường thấp hơn nhiều so với các hợp kim dựa trên niken.Các hợp kim ban đầu dựa trên coban được sản xuất bằng quá trình nấu chảy và đúc không chân không.Các hợp kim được phát triển sau này, chẳng hạn như hợp kim Mar-M509, được sản xuất bằng cách nấu chảy chân không và đúc chân không vì chúng chứa nhiều nguyên tố hoạt tính hơn như zirconium và boron.
bền chặt:
Sự mài mòn của phôi hợp kim phần lớn bị ảnh hưởng bởi ứng suất tiếp xúc hoặc ứng suất tác động lên bề mặt.Độ mòn bề mặt dưới ứng suất phụ thuộc vào đặc tính tương tác của dòng chuyển vị và bề mặt tiếp xúc.Đối với các hợp kim dựa trên coban, đặc điểm này liên quan đến năng lượng đứt gãy xếp chồng thấp hơn của ma trận và sự chuyển đổi của cấu trúc ma trận từ cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt sang cấu trúc tinh thể xếp sát lục giác dưới tác dụng của ứng suất hoặc nhiệt độ.Kim loại có cấu trúc tinh thể đóng gói hình lục giác Chất liệu, khả năng chống mài mòn tốt hơn.Ngoài ra, hàm lượng, hình thái và sự phân bố của pha thứ hai của hợp kim, chẳng hạn như cacbua, cũng có ảnh hưởng đến độ bền mài mòn.Bởi vì các cacbua hợp kim của crom, vonfram và molypden được phân bố trong ma trận giàu coban và một phần của các nguyên tử crom, vonfram và molypden được hòa tan rắn trong ma trận, hợp kim được tăng cường, do đó cải thiện khả năng chống mài mòn.Trong các hợp kim đúc dựa trên coban, kích thước của các hạt cacbua có liên quan đến tốc độ làm nguội.Làm mát nhanh hơn có nghĩa là các hạt cacbua mịn hơn.Trong đúc cát, độ cứng của hợp kim thấp, và các hạt cacbua cũng thô hơn.Ở trạng thái này, khả năng chống mài mòn của hợp kim tốt hơn đáng kể so với đúc graphit (các hạt cacbua mịn), và khả năng chống mài mòn dính của cả hai không có sự khác biệt đáng kể, cho thấy rằng cacbua thô có lợi để cải thiện khả năng mài mòn hao mòn điện trở.
