A liga à base de cobalto é uma liga dura que pode suportar vários tipos de desgaste, corrosão e oxidação em alta temperatura.As ligas à base de cobalto são baseadas no cobalto como componente principal, contendo uma quantidade considerável de níquel, elementos químicos de liga como cromo, tungstênio e uma pequena quantidade de elementos de liga como molibdênio, nióbio, tântalo, titânio, lantânio e ocasionalmente ferro .De acordo com a composição diferente da liga, a liga à base de cobalto pode ser transformada em fio de solda, e o pó pode ser usado para soldagem de superfície dura, pulverização térmica, soldagem por pulverização e outros processos, e também pode ser transformado empeças fundidas, peças forjadas e metalurgia do pó.Classificadas pelo uso final, as ligas à base de cobalto podem ser divididas em ligas resistentes ao desgaste à base de cobalto, ligas de alta temperatura à base de cobalto e ligas resistentes à corrosão com solução à base de cobalto.Em condições gerais de operação, eles são resistentes ao desgaste e resistentes a altas temperaturas ou resistentes ao desgaste e à corrosão.Algumas condições de operação também podem exigir alta temperatura, resistência ao desgaste e à corrosão ao mesmo tempo.Quanto mais complexas as condições de trabalho, mais óbvias são as vantagens das ligas à base de cobalto.
Propriedades de ligas à base de cobalto
Os principais carbonetos em superligas à base de cobalto são MC, M23C6 e M6C.Em ligas fundidas à base de cobalto, o M23C6 é precipitado entre os contornos de grão e os dendritos durante o resfriamento lento.Em algumas ligas, o fino M23C6 pode formar um eutético com a matriz γ.As partículas de carboneto MC são muito grandes para ter um efeito significativo nas discordâncias, de modo que o efeito de fortalecimento da liga não é óbvio, enquanto os carbonetos finamente dispersos têm um bom efeito de fortalecimento.Os carbonetos localizados no contorno de grão (principalmente M23C6) podem prevenir o deslizamento do contorno de grão, melhorando assim a resistência mecânica.A microestrutura da superliga à base de cobalto HA-31 (X-40) é uma fase de reforço dispersa (CoCrW)6 tipo C de carboneto.As fases topológicas compactas que aparecem em algumas ligas à base de cobalto, como a fase sigma, são prejudiciais e tornam a liga frágil.
A estabilidade térmica dos carbonetos em ligas à base de cobalto é boa.Quando a temperatura aumenta, a taxa de crescimento do acúmulo de carboneto é mais lenta que a taxa de crescimento da fase γ na liga à base de níquel, e a temperatura de redissolução na matriz também é maior (até 1100°C) .Portanto, quando a temperatura aumenta, a liga à base de cobalto A resistência da liga geralmente diminui lentamente.As ligas à base de cobalto têm boa resistência à corrosão térmica.A razão pela qual as ligas à base de cobalto são superiores às ligas à base de níquel a esse respeito é que o ponto de fusão do sulfeto de cobalto (como o eutético Co-Co4S3, 877℃) é maior que o do níquel (por exemplo, o eutético Ni-Ni3S2 (645°C) é alta, e a taxa de difusão do enxofre no cobalto é muito menor que a do níquel. sulfato (como uma camada protetora de Cr2O3 que é corroída por Na2SO4) na superfície da liga.No entanto, a resistência à oxidação das ligas à base de cobalto é geralmente muito menor do que as ligas à base de níquel.
Diferentemente de outras superligas, as superligas à base de cobalto não são reforçadas por uma fase de precipitação ordenada firmemente ligada à matriz, mas são compostas por uma matriz de austenita fcc que foi reforçada com solução sólida e uma pequena quantidade de carbonetos distribuídos na matriz.A fundição de superligas à base de cobalto depende muito do fortalecimento de metal duro.Cristais de cobalto puros têm uma estrutura cristalina hexagonal compacta (hcp) abaixo de 417°C, que se transforma em fcc em temperaturas mais altas.Para evitar essa transformação durante o uso de superligas à base de cobalto, praticamente todas as ligas à base de cobalto são ligadas com níquel para estabilizar a estrutura da temperatura ambiente até a temperatura de fusão.As ligas à base de cobalto têm uma relação tensão-temperatura de fratura plana, mas apresentam resistência à corrosão térmica superior em temperaturas acima de 1000°C do que outras altas temperaturas.
Tratamento térmico de ligas à base de cobalto
O tamanho e a distribuição das partículas de carboneto e o tamanho do grão em ligas à base de cobalto são muito sensíveis aoprocesso de fundição.A fim de alcançar a resistência necessária e as propriedades de fadiga térmica das peças fundidas de liga à base de cobalto, os parâmetros do processo de fundição devem ser controlados.As ligas à base de cobalto necessitam de tratamento térmico, principalmente para controlar a precipitação de carbonetos.Para ligas fundidas à base de cobalto, primeiro realize um tratamento de solução sólida em alta temperatura, geralmente a uma temperatura de cerca de 1150°C, de modo que todos os carbonetos primários, incluindo alguns carbonetos do tipo MC, sejam dissolvidos em solução sólida;em seguida, o tratamento de envelhecimento é realizado a 870-980°C.Faça os carbonetos precipitarem novamente.
Graus comuns de ligas à base de cobalto
As classes típicas de ligas de alta temperatura à base de cobalto comuns são: 2.4778 (de acordo com DIN EN 10295)Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, Grau 31, etc., as marcas chinesas são: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M e assim por diante.
Aplicações de fundidos de liga à base de cobalto
Geralmente, as superligas à base de cobalto carecem de fases de fortalecimento coerentes.Embora a resistência à média temperatura seja baixa (apenas 50-75% das ligas à base de níquel), elas apresentam maior resistência, boa resistência à fadiga térmica, resistência à abrasão, melhor soldabilidade e resistência à corrosão térmica acima de 980°C.Portanto, os fundidos de liga à base de cobalto são principalmente adequados para fazer palhetas guia e palhetas guia de bicos para motores a jato de aviação, turbinas a gás industriais, turbinas a gás navais e bicos de motores diesel, etc.
Horário da postagem: maio-05-2021