Kobaltbasierte Legierung ist eine harte Legierung, die verschiedenen Arten von Verschleiß, Korrosion und Hochtemperaturoxidation widerstehen kann.Legierungen auf Kobaltbasis basieren auf Kobalt als Hauptbestandteil, enthalten eine beträchtliche Menge an Nickel, chemische Legierungselemente wie Chrom, Wolfram und eine geringe Menge an Legierungselementen wie Molybdän, Niob, Tantal, Titan, Lanthan und gelegentlich Eisen .Entsprechend der unterschiedlichen Zusammensetzung der Legierung kann die Legierung auf Kobaltbasis zu Schweißdraht verarbeitet werden, und das Pulver kann zum Hartoberflächenschweißen, thermischen Spritzen, Sprühschweißen und anderen Verfahren verwendet werden und kann auch zu verarbeitet werdenGussteile, Schmiedeteile und pulvermetallurgische Teile.Klassifiziert nach der Endverwendung können Legierungen auf Kobaltbasis in verschleißfeste Legierungen auf Kobaltbasis, Hochtemperaturlegierungen auf Kobaltbasis und lösungskorrosionsbeständige Legierungen auf Kobaltbasis unterteilt werden.Unter allgemeinen Betriebsbedingungen sind sie sowohl verschleißfest und hochtemperaturbeständig als auch verschleißfest und korrosionsbeständig.Einige Betriebsbedingungen können auch gleichzeitig eine hohe Temperatur-, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit erfordern.Je komplexer die Arbeitsbedingungen, desto deutlicher werden die Vorteile von Legierungen auf Kobaltbasis.
Eigenschaften von Legierungen auf Kobaltbasis
Die Hauptkarbide in Superlegierungen auf Kobaltbasis sind MC, M23C6 und M6C.In gegossenen Legierungen auf Kobaltbasis wird M23C6 während der langsamen Abkühlung zwischen Korngrenzen und Dendriten ausgeschieden.In einigen Legierungen kann das feine M23C6 mit der Matrix γ ein Eutektikum bilden.MC-Karbidpartikel sind zu groß, um direkt eine signifikante Wirkung auf Versetzungen auszuüben, sodass die Festigungswirkung auf die Legierung nicht offensichtlich ist, während fein dispergierte Karbide eine gute Festigungswirkung haben.Die an der Korngrenze befindlichen Karbide (hauptsächlich M23C6) können den Korngrenzenschlupf verhindern und dadurch die Dauerfestigkeit verbessern.Die Mikrostruktur der auf Kobalt basierenden Superlegierung HA-31 (X-40) ist ein Karbid vom C-Typ (CoCrW)6 mit dispergierter Verstärkungsphase.Die topologischen dicht gepackten Phasen, die in einigen Legierungen auf Kobaltbasis auftreten, wie z. B. die Sigma-Phase, sind schädlich und machen die Legierung spröde.
Die thermische Stabilität von Karbiden in Legierungen auf Kobaltbasis ist gut.Wenn die Temperatur ansteigt, ist die Wachstumsrate der Karbidansammlung langsamer als die Wachstumsrate der γ-Phase in der Nickelbasislegierung, und die Temperatur der Wiederauflösung in der Matrix ist ebenfalls höher (bis zu 1100 ° C). .Wenn daher die Temperatur ansteigt, nimmt die Festigkeit der Legierung auf Kobaltbasis im Allgemeinen langsam ab.Legierungen auf Kobaltbasis haben eine gute thermische Korrosionsbeständigkeit.Der Grund, warum Legierungen auf Kobaltbasis Legierungen auf Nickelbasis in dieser Hinsicht überlegen sind, liegt darin, dass der Schmelzpunkt von Kobaltsulfid (wie z. B. Co-Co4S3-Eutektikum, 877℃) höher ist als der von Nickel (z (645 °C) ist hoch, und die Diffusionsgeschwindigkeit von Schwefel in Kobalt ist viel geringer als in Nickel.Und weil die meisten Legierungen auf Kobaltbasis einen höheren Chromgehalt haben als Legierungen auf Nickelbasis, können sie eine Schutzschicht aus Alkalimetall bilden Sulfat (z. B. eine Cr2O3-Schutzschicht, die durch Na2SO4 korrodiert wird) auf der Oberfläche der Legierung, jedoch ist die Oxidationsbeständigkeit von Kobaltbasislegierungen im Allgemeinen viel geringer als die von Nickelbasislegierungen.
Im Unterschied zu anderen Superlegierungen werden Superlegierungen auf Kobaltbasis nicht durch eine fest an die Matrix gebundene geordnete Ausscheidungsphase verstärkt, sondern bestehen aus einer festlösungsverfestigten Austenit-fcc-Matrix und einer geringen Menge an in der Matrix verteilten Karbiden.Das Gießen von Superlegierungen auf Kobaltbasis hängt stark von der Carbidverstärkung ab.Reine Kobaltkristalle haben unterhalb von 417 °C eine hexagonal dicht gepackte (hcp) Kristallstruktur, die sich bei höheren Temperaturen in fcc umwandelt.Um diese Umwandlung beim Einsatz von Kobaltbasis-Superlegierungen zu vermeiden, werden praktisch alle Kobaltbasis-Legierungen mit Nickel legiert, um das Gefüge von Raumtemperatur bis Schmelzpunkttemperatur zu stabilisieren.Legierungen auf Kobaltbasis haben eine flache Bruchspannungs-Temperatur-Beziehung, zeigen aber bei Temperaturen über 1000 °C eine überlegene thermische Korrosionsbeständigkeit als bei anderen hohen Temperaturen.
Hitzebehandlung von Legierungen auf Kobaltbasis
Die Größe und Verteilung von Karbidpartikeln und die Korngröße in Legierungen auf Kobaltbasis sind sehr empfindlich gegenüber derAuswahlprozess.Um die erforderliche Dauerfestigkeit und thermische Ermüdungseigenschaften von gegossenen Gussteilen aus Kobaltbasislegierung zu erreichen, müssen die Gießprozessparameter kontrolliert werden.Legierungen auf Kobaltbasis müssen wärmebehandelt werden, hauptsächlich um die Ausscheidung von Karbiden zu kontrollieren.Führen Sie für gegossene Legierungen auf Kobaltbasis zuerst eine Hochtemperatur-Mischkristallbehandlung durch, normalerweise bei einer Temperatur von etwa 1150 °C, so dass alle primären Karbide, einschließlich einiger Karbide vom MC-Typ, in der festen Lösung aufgelöst werden;dann wird eine Alterungsbehandlung bei 870–980°C durchgeführt.Karbide wieder ausfallen lassen.
Gängige Sorten von Legierungen auf Kobaltbasis
Die typischen Sorten gängiger Hochtemperaturlegierungen auf Kobaltbasis sind: 2.4778 (nach DIN EN 10295) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, Grade 31 usw., chinesische Marken sind: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M und so weiter.
Anwendungen von Legierungsgussteilen auf Kobaltbasis
Im Allgemeinen fehlen Superlegierungen auf Kobaltbasis kohärente Verfestigungsphasen.Obwohl die Festigkeit bei mittlerer Temperatur gering ist (nur 50-75 % der Legierungen auf Nickelbasis), haben sie eine höhere Festigkeit, gute Beständigkeit gegen thermische Ermüdung, Abriebfestigkeit, bessere Schweißbarkeit und thermische Korrosionsbeständigkeit über einer Temperatur von 980 °C.Daher eignen sich Legierungsgussteile auf Kobaltbasis hauptsächlich zur Herstellung von Leitschaufeln und Düsenleitschaufeln für Flugstrahltriebwerke, Industriegasturbinen, Schiffsgasturbinen und Dieselmotordüsen usw.
Postzeit: Mai-05-2021