Investeringsstøbestøberi |Sandstøbning

Støbegods i rustfrit stål, støbegods i gråt jern, støbegods af duktilt jern

Koboltbaserede legeringsstøbegods

Koboltbaseret legering er en hård legering, der kan modstå forskellige former for slid, korrosion og højtemperaturoxidation.Koboltbaserede legeringer er baseret på kobolt som hovedkomponent, der indeholder en betydelig mængde nikkel, legerende kemiske grundstoffer såsom krom, wolfram og en lille mængde legeringselementer såsom molybdæn, niob, tantal, titanium, lanthan og lejlighedsvis jern .I henhold til legeringens forskellige sammensætning kan den koboltbaserede legering laves til svejsetråd, og pulveret kan bruges til hård overfladesvejsning, termisk sprøjtning, sprøjtesvejsning og andre processer, og det kan også laves tilafstøbninger, smedninger og pulvermetallurgiske dele.Klassificeret efter slutbrug, kan kobolt-baserede legeringer opdeles i kobolt-baserede slidbestandige legeringer, kobolt-baserede højtemperatur-legeringer og kobolt-baserede opløsning korrosionsbestandige legeringer.Under generelle driftsforhold er de både slid- og højtemperaturbestandige eller slid- og korrosionsbestandige.Nogle driftsforhold kan også kræve høj temperatur, slid og korrosionsbestandighed på samme tid.Jo mere komplekse arbejdsforholdene er, jo mere indlysende er fordelene ved koboltbaserede legeringer.

Egenskaber af kobolt-baserede legeringer
De vigtigste carbider i koboltbaserede superlegeringer er MC, M23C6 og M6C.I støbte kobolt-baserede legeringer udfældes M23C6 mellem korngrænser og dendritter under langsom afkøling.I nogle legeringer kan den fine M23C6 danne et eutektikum med matrixen γ.MC-karbidpartikler er for store til direkte at have en væsentlig effekt på dislokationer, så den forstærkende effekt på legeringen er ikke tydelig, mens fint dispergerede karbider har en god forstærkende effekt.Karbiderne placeret på korngrænsen (hovedsageligt M23C6) kan forhindre korngrænseslip og derved forbedre udholdenhedsstyrken.Mikrostrukturen af ​​den koboltbaserede superlegering HA-31 (X-40) er en dispergeret forstærkningsfase (CoCrW)6 C-type carbid.De topologiske tætpakkede faser, der forekommer i nogle koboltbaserede legeringer, såsom sigmafase, er skadelige og gør legeringen skør.

Den termiske stabilitet af carbider i koboltbaserede legeringer er god.Når temperaturen stiger, er væksthastigheden af ​​karbidakkumulering langsommere end væksthastigheden af ​​γ-fasen i den nikkelbaserede legering, og temperaturen for genopløsning i matrixen er også højere (op til 1100°C) .Derfor, når temperaturen stiger, aftager den koboltbaserede legering Legeringens styrke generelt langsomt.Koboltbaserede legeringer har god termisk korrosionsbestandighed.Grunden til, at kobolt-baserede legeringer er overlegne i forhold til nikkel-baserede legeringer i denne henseende, er, at smeltepunktet for koboltsulfid (såsom Co-Co4S3 eutektisk, 877 ℃) er højere end for nikkel (for eksempel Ni-Ni3S2 eutektisk (645°C) er høj, og diffusionshastigheden af ​​svovl i kobolt er meget lavere end i nikkel. Og fordi de fleste koboltbaserede legeringer har højere kromindhold end nikkelbaserede legeringer, kan de danne et beskyttende lag af alkalimetal sulfat (såsom et Cr2O3-beskyttende lag, der korroderes af Na2SO4) på ​​overfladen af ​​legeringen, men oxidationsmodstanden for kobolt-baserede legeringer er generelt meget lavere end for nikkel-baserede legeringer.

Til forskel fra andre superlegeringer er koboltbaserede superlegeringer ikke styrket af en ordnet udfældningsfase, der er fast bundet til matrixen, men er sammensat af en austenit fcc matrix, der er blevet fast opløsning styrket og en lille mængde karbider fordelt i matrixen.Støbning af koboltbaserede superlegeringer er stærkt afhængig af hårdmetalforstærkning.Rene koboltkrystaller har en hexagonal tætpakket (hcp) krystalstruktur under 417°C, som omdannes til fcc ved højere temperaturer.For at undgå denne omdannelse ved brug af koboltbaserede superlegeringer legeres praktisk taget alle koboltbaserede legeringer med nikkel for at stabilisere strukturen fra stuetemperatur til smeltepunktstemperatur.Koboltbaserede legeringer har et fladt brudspændings-temperaturforhold, men viser overlegen termisk korrosionsbestandighed ved temperaturer over 1000°C end andre høje temperaturer.

Varmebehandling af koboltbaserede legeringer
Størrelsen og fordelingen af ​​karbidpartikler og kornstørrelse i koboltbaserede legeringer er meget følsomme over forstøbeproces.For at opnå den nødvendige udholdenhedsstyrke og termiske udmattelsesegenskaber for støbte koboltbaserede legeringsstøbedele, skal støbeprocesparametrene kontrolleres.Koboltbaserede legeringer har brug for varmebehandling, primært for at kontrollere udfældningen af ​​karbider.For støbte cobalt-baserede legeringer, udfør først højtemperaturbehandling i fast opløsning, sædvanligvis ved en temperatur på omkring 1150°C, således at alle primære carbider, inklusive nogle MC-type carbider, opløses i fast opløsning;derefter udføres ældningsbehandling ved 870-980°C.Få karbider til at udfælde igen.

Almindelige kvaliteter af koboltbaserede legeringer
De typiske kvaliteter af almindelige koboltbaserede højtemperaturlegeringer er: 2.4778 (ifølge DIN EN 10295) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, Stellite 6B, Grade 31 osv., Kinesiske mærker er: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M og så videre.

Anvendelser af koboltbaserede legeringsstøbegods
Generelt mangler koboltbaserede superlegeringer sammenhængende forstærkningsfaser.Selvom styrken ved middeltemperatur er lav (kun 50-75% af nikkelbaserede legeringer), har de højere styrke, god termisk udmattelsesbestandighed, slidstyrke, bedre svejsbarhed og termisk korrosionsbestandighed over en temperatur på 980°C.Derfor er kobolt-baserede legeringsstøbegods hovedsageligt velegnet til fremstilling af ledeskovle og dysestyreskovle til flyjetmotorer, industrielle gasturbiner, marinegasturbiner og dieselmotordyser mv.

 


Posttid: maj-05-2021