कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु कास्टिंग्ज

कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातू एक कठोर मिश्रधातू आहे जो विविध प्रकारचे पोशाख, गंज आणि उच्च तापमान ऑक्सिडेशनचा सामना करू शकतो. कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातू मुख्य घटक म्हणून कोबाल्टवर आधारित असतात, ज्यामध्ये निकेल, क्रोमियम, टंगस्टन यांसारखे मिश्रित रासायनिक घटक आणि मॉलिब्डेनम, निओबियम, टँटलम, टायटॅनियम, लॅन्थॅनम आणि कधीकधी लोह यांसारखे मिश्रधातू घटक असतात. . मिश्रधातूच्या वेगवेगळ्या रचनेनुसार, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु वेल्डिंग वायरमध्ये बनवता येते, आणि पावडरचा वापर हार्ड-सर्फेस वेल्डिंग, थर्मल स्प्रेईंग, स्प्रे वेल्डिंग आणि इतर प्रक्रियांसाठी केला जाऊ शकतो आणि ते देखील बनवता येते.कास्टिंग, फोर्जिंग्ज आणि पावडर धातुकर्म भाग. अंतिम वापरानुसार वर्गीकृत, कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातू कोबाल्ट-आधारित पोशाख-प्रतिरोधक मिश्र धातु, कोबाल्ट-आधारित उच्च-तापमान मिश्र धातु आणि कोबाल्ट-आधारित सोल्यूशन गंज-प्रतिरोधक मिश्र धातुंमध्ये विभागले जाऊ शकतात. सामान्य ऑपरेटिंग परिस्थितीत, ते दोन्ही पोशाख-प्रतिरोधक आणि उच्च-तापमान प्रतिरोधक किंवा पोशाख-प्रतिरोधक आणि गंज-प्रतिरोधक आहेत. काही ऑपरेटिंग परिस्थितींमध्ये एकाच वेळी उच्च तापमान, पोशाख आणि गंज प्रतिकार देखील आवश्यक असू शकतो. कामाची परिस्थिती जितकी जटिल असेल तितके कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंचे फायदे अधिक स्पष्ट आहेत.

कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंचे गुणधर्म
कोबाल्ट-आधारित सुपरऑलॉयमधील मुख्य कार्बाइड्स MC, M23C6 आणि M6C आहेत. कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंमध्ये, M23C6 मंद थंड होण्याच्या दरम्यान धान्याच्या सीमा आणि डेंड्राइट्स दरम्यान अवक्षेपित केले जाते. काही मिश्रधातूंमध्ये, सूक्ष्म M23C6 मॅट्रिक्स γ सह एक युटेक्टिक बनवू शकतो. MC कार्बाइडचे कण थेट विस्थापनांवर लक्षणीय प्रभाव पाडण्यासाठी खूप मोठे असतात, त्यामुळे मिश्रधातूवर बळकटीकरणाचा प्रभाव स्पष्ट दिसत नाही, तर बारीक विखुरलेल्या कार्बाइडचा चांगला मजबूत प्रभाव असतो. धान्याच्या सीमारेषेवर (प्रामुख्याने M23C6) असलेले कार्बाइड धान्याच्या सीमा घसरण्यापासून रोखू शकतात, ज्यामुळे सहनशक्ती सुधारते. कोबाल्ट-आधारित सुपरऑलॉय HA-31 (X-40) चे मायक्रोस्ट्रक्चर हे विखुरलेले बळकटीकरण टप्पा (CoCrW)6 C-प्रकार कार्बाइड आहे. काही कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंमध्ये दिसणारे टोपोलॉजिकल क्लोज पॅक्ड फेज, जसे की सिग्मा फेज हानिकारक असतात आणि मिश्रधातूला ठिसूळ बनवतात.

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुंमध्ये कार्बाइड्सची थर्मल स्थिरता चांगली आहे. जेव्हा तापमान वाढते, तेव्हा निकेल-आधारित मिश्रधातूमधील γ टप्प्याच्या वाढीच्या दरापेक्षा कार्बाइड संचयित होण्याचा दर कमी असतो आणि मॅट्रिक्समध्ये पुन्हा विरघळण्याचे तापमान देखील जास्त असते (1100°C पर्यंत) . म्हणून, जेव्हा तापमान वाढते, तेव्हा कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूची ताकद सामान्यतः हळूहळू कमी होते. कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंमध्ये थर्मल गंज प्रतिरोधक क्षमता चांगली असते. या बाबतीत कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातू निकेल-आधारित मिश्रधातूंपेक्षा श्रेष्ठ असण्याचे कारण म्हणजे कोबाल्ट सल्फाइडचा वितळण्याचा बिंदू (जसे की Co-Co4S3 eutectic, 877℃) निकेलपेक्षा जास्त आहे (उदाहरणार्थ, Ni-Ni3S2 eutectic (645°C) जास्त आहे आणि कोबाल्टमध्ये सल्फरचा प्रसार दर त्यापेक्षा खूपच कमी आहे. निकेल आणि बहुतेक कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंमध्ये निकेल-आधारित मिश्रधातूंपेक्षा जास्त क्रोमियम सामग्री असते, तथापि, ते मिश्रधातूच्या पृष्ठभागावर अल्कली धातू सल्फेट (जसे की Cr2O3 संरक्षक स्तर) बनवू शकतात , कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंचा ऑक्सिडेशन प्रतिरोध सामान्यतः निकेल-आधारित मिश्र धातुपेक्षा खूपच कमी असतो मिश्रधातू

इतर सुपरऑलॉयपेक्षा वेगळे, कोबाल्ट-आधारित सुपरॲलॉय मॅट्रिक्सशी घट्टपणे जोडलेल्या ऑर्डर केलेल्या पर्जन्य अवस्थेद्वारे बळकट केले जात नाहीत, परंतु ते ऑस्टेनाइट एफसीसी मॅट्रिक्सचे बनलेले असतात ज्याचे घन समाधान मजबूत केले जाते आणि मॅट्रिक्समध्ये थोड्या प्रमाणात कार्बाइड वितरित केले जातात. कास्टिंग कोबाल्ट-आधारित सुपरऑलॉय कार्बाइड मजबूत करण्यावर खूप अवलंबून असतात. शुद्ध कोबाल्ट क्रिस्टल्समध्ये हेक्सागोनल क्लोज पॅक (hcp) क्रिस्टल स्ट्रक्चर 417°C च्या खाली असते, जे उच्च तापमानात fcc मध्ये बदलते. कोबाल्ट-आधारित सुपरऑलॉयच्या वापरादरम्यान हे परिवर्तन टाळण्यासाठी, खोलीच्या तापमानापासून ते वितळण्याच्या बिंदूच्या तापमानापर्यंत संरचना स्थिर करण्यासाठी व्यावहारिकपणे सर्व कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुंना निकेलने मिश्रित केले जाते. कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंमध्ये फ्लॅट फ्रॅक्चर तणाव-तापमान संबंध असतो, परंतु इतर उच्च तापमानांपेक्षा 1000°C पेक्षा जास्त तापमानात ते उत्कृष्ट थर्मल गंज प्रतिरोध दर्शवतात.

कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंचे उष्णतेचे नुकसान
कार्बाइड कणांचा आकार आणि वितरण आणि कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंमध्ये धान्याचा आकार अत्यंत संवेदनशील असतो.कास्टिंग प्रक्रिया. कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुच्या कास्टिंग भागांची आवश्यक सहनशक्ती आणि थर्मल थकवा गुणधर्म प्राप्त करण्यासाठी, कास्टिंग प्रक्रियेचे मापदंड नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंना उष्णतेच्या उपचारांची आवश्यकता असते, मुख्यत्वे कार्बाइड्सचा वर्षाव नियंत्रित करण्यासाठी. कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंसाठी, प्रथम उच्च-तापमान घन द्रावण उपचार करा, साधारणतः सुमारे 1150°C तापमानावर, जेणेकरून काही MC-प्रकार कार्बाइड्ससह सर्व प्राथमिक कार्बाइड्स घन द्रावणात विरघळतील; त्यानंतर, वृद्धत्व उपचार 870-980 डिग्री सेल्सिअस तापमानात केले जाते. कार्बाइड्स पुन्हा अवक्षेपित करा.

कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातूंचे सामान्य ग्रेड
सामान्य कोबाल्ट-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुंचे विशिष्ट ग्रेड आहेत: 2.4778 (DIN EN 10295 नुसार) Hayness 188, Haynes 25 (L-605), मिश्र धातु S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-414, X -40, स्टेलाइट 6B, ग्रेड 31, इ. , चीनी ब्रँड आहेत: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M आणि असेच.

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु कास्टिंगचे अनुप्रयोग
सामान्यतः, कोबाल्ट-आधारित सुपरऑलॉयमध्ये सुसंगत मजबुतीचे टप्पे नसतात. मध्यम तापमानात ताकद कमी असली तरी (निकेल-आधारित मिश्रधातूंपैकी फक्त 50-75%), त्यांच्यात उच्च शक्ती, चांगली थर्मल थकवा प्रतिरोध, घर्षण प्रतिरोध, उत्तम वेल्डेबिलिटी आणि 980 डिग्री सेल्सियस तापमानापेक्षा थर्मल गंज प्रतिरोधक क्षमता असते. म्हणून, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु कास्टिंग प्रामुख्याने विमानचालन जेट इंजिन, औद्योगिक गॅस टर्बाइन, नेव्हल गॅस टर्बाइन्स आणि डिझेल इंजिन नोझल्स इत्यादींसाठी मार्गदर्शक व्हॅन्स आणि नोझल मार्गदर्शक व्हॅन्स बनवण्यासाठी उपयुक्त आहेत.