Сплавы на основе кобальта

Категория:
Литейное производство


Сплавы на основе кобальта

Использование кобальта в качестве основы жаропрочных, магнитных и других прецизионных сплавов связано с тем, что он со многими элементами (Fe, Ni, Cr, Mo и др.) дает широкие области твердых растворов. Сокращение области твердых растворов при понижении температуры и образование из них химических соединений при соответствующей термической обработке позволяет получать кобальтовые сплавы с высокодисперсной гетерогенной структурой.

При термических ударах и циклических тепловых нагрузках вплоть до 1100 °С литые кобальтовые сплавы значительно более стойки, чем никелевые. Характерная особенность кобальтовых сплавов — способность сохранять жаропрочность до температур, незначительно меньших (примерно на 110°) температуры их плавления. При температуре около 980 °С жаропрочность их намного выше жаропрочности сложнолегированных сплавов на никелевой основе (которые, в свою очередь, отличаются от кобальтовых более высокой жаропрочностью при пониженных температурах 750- 860 °С).

Кобальтовые сплавы известны в нескольких композициях: Со-Сг, Co-Cr-Ni, Co-Cr-Ni-W и многокомпонентные кобальтовые сплавы с легирующими элементами, придающими им высокую жаропрочность. Так же как и никелевые, кобальтовые жаропрочные сплавы содержат в качестве второго, главного компонента хром. Кроме этого, в состав кобальтовых сплавов входят углерод, молибден, вольфрам, ниобий и другие элементы. Высокое содержание этих элементов, переменная растворимость фаз при изменении температуры изменяют свойства сплавов при старении в интервале 600-900 °С. С большой склонностью кобальтовых сплавов к старению и связано их упрочнение при высокой температуре.

Кобальтовый сплав марки ЛK4, содержащий 0,2-0,3% С, 1% Мп, 1% Si, 25-29% Сг, 1,75-3,75% Ni, 3% Fe, 5-6% Mo, 0,007% В, при 20 °С обладает следующими свойствами: он = = 70 кгс/мм2; НВ 280; 6 = 8%; ф = 10% и при 800° С длительной прочностью 15 кгс/мм2.

Механические свойства одного из сплавов тантунг следующие: 45-46 кгс/мм2, HRC 53-57, при 20° С НВ 654, при 650° С НВ 479, при 875° С НВ 267 и при 990° С НВ 114.

Кроме высокой жаростойкости, отливки из сплавов тантунг стойки в азотной, фосфорной, уксусной, молочной, лимонной щавелевой кислотах, некоторых щелочах и других химически агрессивных средах.

Другие кобальтовые сплавы применяют для изготовления деталей, работающих в условиях высоких напряжений и температур. Литой кобальтовый сплав НЕ-1049 (0,4% С, 26% Сг, 10% Ni, 15% W, 3% Fe, 1% Мо, 0,4% В, остальное Со) обладает более высокой прочностью по сравнению с остальными литыми сплавами, а также с лучшими из деформируемых жаропрочных сплавов.

Высокая жаропрочность кобальтовых сплавов связана с особенностями литой структуры, содержащей почти сплошную сетку тугоплавких твердых фаз, пронизывающую высокопрочную матрицу. Прочность повышается, кроме того, еще и дисперсионным твердением. В сплавах рассматриваемого типа были найдены карбиды типа М“С и фаза p, — M7W” (обнаружена в сплаве НЕ-1049).

Особенности структуры кобальтовых сплавов обеспечивают им дополнительные области применения. Высокая дисперсность и гетерогенность структуры обеспечивает высокую коэрцитивную силу некоторых кобальтовых сплавов, высокую устойчивость их против ползучести и т. д. Например, сплавы кобальта с железом. (50% Fe + 35% Со) имеют наибольшую из всех известных материалов намагничиваемость в магнитных полях напряженностью более 6э. Сплав кобальта с платиной после закалки от 1200° С и отпуска при 650° С имеет очень высокую коэрцитивную силу 2650 э, благодаря чему его используют для изготовления очень коротких постоянных магнитов.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум