Литье кобальтовых сплавов методом литья по выплавляемым моделям

запчасти литья прецизионного

Back to HomeПРОДУКЦИЯзапчасти литья прецизионного

Сплав на основе кобальта представляет собой твердый сплав, устойчивый к различным видам износа, коррозии и высокотемпературному окислению.

Сделать запрос Отправить письмо

Описание

Сплав на основе кобальта представляет собой твердый сплав, устойчивый к различным видам износа, коррозии и высокотемпературному окислению. Сплавы на основе кобальта основаны на кобальте в качестве основного компонента, содержат значительное количество никеля, легирующих химических элементов, таких как хром, вольфрам, и небольшое количество легирующих элементов, таких как молибден, ниобий, тантал, титан, лантан и иногда железо. . В соответствии с различным составом сплава сплав на основе кобальта можно превратить в сварочную проволоку, а порошок можно использовать для сварки с твердой поверхностью, термического напыления, сварки распылением и других процессов, а также из него можно изготавливать отливки. , поковки и детали из порошковой металлургии. По конечному использованию сплавы на основе кобальта можно разделить на износостойкие сплавы на основе кобальта, жаропрочные сплавы на основе кобальта и растворные коррозионно-стойкие сплавы на основе кобальта. В общих условиях эксплуатации они бывают как износостойкими и жаростойкими, так и износостойкими и коррозионностойкими. В некоторых условиях эксплуатации может также требоваться одновременно высокая термостойкость, износостойкость и коррозионная стойкость. Чем сложнее условия работы, тем очевиднее преимущества сплавов на основе кобальта.

Свойства сплавов на основе кобальта

Основными карбидами в суперсплавах на основе кобальта являются MC, M23C6 и M6C. В литых сплавах на основе кобальта М23С6 выделяется между границами зерен и дендритами при медленном охлаждении. В некоторых сплавах мелкодисперсный М23С6 может образовывать эвтектику с матрицей γ. Частицы карбида МС слишком велики, чтобы оказывать непосредственное существенное влияние на дислокации, поэтому упрочняющее действие на сплав неочевидно, в то время как мелкодисперсные карбиды обладают хорошим упрочняющим действием. Карбиды, расположенные на границах зерен (в основном M23C6), могут предотвратить скольжение по границам зерен, тем самым повышая износостойкость. Микроструктура суперсплава на основе кобальта ГА-31 (Х-40) представляет собой дисперсную упрочняющую фазу (CoCrW)6 карбида С-типа. Топологические плотноупакованные фазы, которые появляются в некоторых сплавах на основе кобальта, такие как сигма-фаза, вредны и делают сплав хрупким.

Термическая стабильность карбидов в сплавах на основе кобальта хорошая. При повышении температуры скорость роста карбидообразования медленнее скорости роста γ-фазы в сплаве на основе никеля, а температура повторного растворения в матрице также выше (до 1100°С). . Поэтому, когда температура повышается, прочность сплава на основе кобальта обычно снижается медленно. Сплавы на основе кобальта обладают хорошей термической коррозионной стойкостью. Причина, по которой сплавы на основе кобальта в этом отношении превосходят сплавы на основе никеля, заключается в том, что температура плавления сульфида кобальта (например, эвтектика Co-Co4S3, 877 ℃) выше, чем у никеля (например, эвтектика Ni-Ni3S2). (645 °C) высока, а скорость диффузии серы в кобальте намного ниже, чем в никеле, а поскольку большинство сплавов на основе кобальта имеют более высокое содержание хрома, чем сплавы на основе никеля, они могут образовывать защитный слой из щелочного металла. сульфат (например, защитный слой Cr2O3, который коррозирует Na2SO4) на поверхности сплава.Однако стойкость к окислению сплавов на основе кобальта, как правило, намного ниже, чем у сплавов на основе никеля.

В отличие от других суперсплавов, суперсплавы на основе кобальта не упрочняются упорядоченной выделенной фазой, прочно связанной с матрицей, а состоят из аустенитной ГЦК-матрицы, упрочненной твердым раствором, и небольшого количества карбидов, распределенных в матрице. Литье суперсплавов на основе кобальта в значительной степени зависит от упрочнения карбидом. Чистые кристаллы кобальта имеют гексагональную плотноупакованную (ГПУ) кристаллическую структуру ниже 417°C, которая трансформируется в ГЦК при более высоких температурах. Чтобы избежать этого превращения при использовании суперсплавов на основе кобальта, практически все сплавы на основе кобальта легируют никелем, чтобы стабилизировать структуру от комнатной температуры до температуры плавления. Сплавы на основе кобальта имеют плоскую зависимость напряжения разрушения от температуры, но демонстрируют превосходную термическую коррозионную стойкость при температурах выше 1000°C, чем при других высоких температурах.

Термическая обработка сплавов на основе кобальта

Размер и распределение частиц карбида и размер зерна в сплавах на основе кобальта очень чувствительны к процессу литья. Для достижения требуемых характеристик выносливости и термической усталости литых деталей из сплава на основе кобальта необходимо контролировать параметры процесса литья. Сплавы на основе кобальта нуждаются в термообработке, в основном для контроля выделения карбидов. Для литых сплавов на основе кобальта сначала проводят высокотемпературную обработку твердого раствора, обычно при температуре около 1150°С, чтобы все первичные карбиды, включая некоторые карбиды типа МС, растворились в твердом растворе; затем проводится обработка старением при 870-980°С. Заставьте карбиды снова осаждаться.

Общие марки сплавов на основе кобальта

Типичные марки распространенных жаропрочных сплавов на основе кобальта: 2.4778 (согласно DIN EN 10295), Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X-40, Stellite 6B, Grade 31 и т.д., китайские бренды: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M и так далее.

Применение отливок из сплавов на основе кобальта

Как правило, в суперсплавах на основе кобальта отсутствуют когерентные упрочняющие фазы. Хотя прочность при средних температурах низкая (всего 50-75% сплавов на основе никеля), они обладают более высокой прочностью, хорошей термоусталостью, стойкостью к истиранию, лучшей свариваемостью и термической коррозионной стойкостью выше температуры 980°С. Таким образом, отливки из сплавов на основе кобальта в основном подходят для изготовления направляющих и сопловых аппаратов для авиационных реактивных двигателей, промышленных газовых турбин, морских газовых турбин, сопел дизельных двигателей и т. д.