Nikkelipohjaiset ja kobolttipohjaiset seokset

 

Tyypilliset nikkelimetallivalut

 

 

 

 

Nikkeliseokset ovat seoksia, jotka koostuvat nikkelistä perusmetallina ja muiden alkuaineiden lisäyksestä. Nikkelillä on erinomaiset mekaaniset, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet; sopivien alkuaineiden lisääminen voi parantaa sen hapettumisenkestävyyttä, korroosionkestävyyttä, korkeita lämpötiloja ja tiettyjä fysikaalisia ominaisuuksia.

 

Nikkeli{0}}pohjaisilla seoksilla on korkea lujuus ja tietty hapettumisen- ja korroosionkestävyys korkeissa 650–1000 asteen lämpötiloissa. Pääominaisuuksiensa perusteella ne jaetaan edelleen nikkeli-pohjaisiin lämmön-kestäviä seoksia, nikkeli-pohjaisia ​​korroosionkestäviä-seoksia, nikkeli-pohjaisia ​​kulutusta-kestäviä seoksia, nikkeli{{10}pohjaisia ​​tarkkuusmuistipohjaisia ​​{{1}nikkelipohjaisia ​​seoksia ja }nikkeli{1}-seoksia.

 

Nikkeliseoksia käytetään pääasiassa elektroniikka-, kemian-, kone-, lääke-, energiakehitys- ja meri-, ilmailu- ja ilmailuteollisuudessa. Nikkeliseoksia voidaan käyttää myös elektroniputkien materiaaleina ja tarkkuusseoksina (magneettiset seokset, tarkkuusvastuksen metalliseokset, sähkötermiset seokset jne.).

 

 

Tyypilliset kobolttiseosvalut

 

 

 

Koboltti{0}}pohjainen seos on kova seos, joka kestää monenlaista kulumista, korroosiota ja korkean lämpötilan hapettumista. Koboltti-pohjaiset seokset perustuvat pääkomponenttina kobolttiin, joka sisältää huomattavan määrän nikkeliä, seostavia kemiallisia alkuaineita, kuten kromia, volframia ja pienen määrän seosaineita, kuten molybdeeniä, niobiumia, tantaalia, titaania, lantaania ja joskus rautaa. Seoksen erilaisen koostumuksen mukaan koboltti-pohjaisesta seoksesta voidaan valmistaa hitsauslankaa, ja jauhetta voidaan käyttää kova-pintahitsaukseen, lämpöruiskutukseen, ruiskuhitsaukseen ja muihin prosesseihin, ja siitä voidaan myös tehdä valukappaleita, takeita ja jauhemetallurgian osia. Loppukäytön mukaan luokitellut koboltti-pohjaiset seokset voidaan jakaa koboltti-pohjaisiin kulutusta-kestäviin seoksiin, koboltti-pohjaisiin korkean lämpötilan{11}}seoksiin ja koboltti-pohjaisiin korroosion{13}}liuoksiin. Yleisissä käyttöolosuhteissa ne ovat sekä kulutusta-kestäviä että korkeita lämpötiloja{16}}kestäviä tai kulutusta-kestäviä ja korroosiota{18}}kestäviä. Jotkut käyttöolosuhteet voivat myös vaatia korkeaa lämpötilaa, kulumista ja korroosionkestävyyttä samanaikaisesti. Mitä monimutkaisemmat työolosuhteet ovat, sitä selvempiä koboltti{21}}pohjaisten metalliseosten edut ovat.

 

Koboltti{0}}pohjaisten metalliseosten ominaisuudet
Tärkeimmät karbidit koboltti{0}}pohjaisissa superseoksissa ovat MC, M23C6 ja M6C. Valetuissa koboltti{5}}pohjaisissa seoksissa M23C6 saostuu raerajojen ja dendriittien väliin hitaan jäähdytyksen aikana. Joissakin seoksissa hieno M23C6 voi muodostaa eutektisen matriisin kanssa. MC-karbidihiukkaset ovat liian suuria voidakseen suoraan vaikuttaa merkittävästi sijoiltaan, joten seokseen kohdistuva vahvistava vaikutus ei ole ilmeinen, kun taas hienojakoisilla karbidilla on hyvä vahvistava vaikutus. Raerajalla sijaitsevat karbidit (pääasiassa M23C6) voivat estää raeraajan liukumisen, mikä parantaa kestävyyttä. Koboltti-pohjaisen superseoksen HA-31 (X-40) mikrorakenne on dispergoituva vahvistusfaasi (CoCrW)6 C-tyypin karbidi. Joissakin kobolttipohjaisissa seoksissa, kuten sigmafaasissa, esiintyvät topologiset tiiviit faasit ovat haitallisia ja tekevät seoksesta hauraan.

Koboltti{0}}pohjaisten metalliseosten karbidien lämpöstabiilisuus on hyvä. Lämpötilan noustessa karbidin kertymisen kasvunopeus on hitaampi kuin faasin kasvunopeus nikkeli-pohjaisessa seoksessa, ja matriisiin liukenemisen lämpötila on myös korkeampi (jopa 1100 astetta). Siksi lämpötilan noustessa koboltti-pohjainen seos Seoksen lujuus yleensä laskee hitaasti. Koboltti-pohjaisilla seoksilla on hyvä lämpökorroosionkestävyys. Syy siihen, miksi koboltti-pohjaiset seokset ovat tässä suhteessa parempia kuin nikkeli-pohjaiset seokset, on se, että kobolttisulfidin (kuten Co-Co4S3 eutektinen, 877 astetta) sulamispiste on korkeampi kuin nikkelin (Esimerkiksi Ni-korkea eutektinen 6,5 aste S2 Koboltin rikin diffuusionopeus on paljon alhaisempi kuin nikkelin ja koska useimmissa koboltti{21}}pohjaisissa metalliseoksissa on korkeampi kromipitoisuus kuin nikkeli{22}}seoksissa, ne voivat muodostaa suojakerroksen alkalimetallisulfaattia (kuten Cr2O3-suojakerroksen, joka on korrodoitunut Na2SO4:n vastustuskyvyn vaikutuksesta). koboltti{28}}pohjaisten metalliseosten hinta on yleensä paljon alhaisempi kuin nikkeli{29}}pohjaisten seosten.

Toisin kuin muut superseokset, koboltti{0}}pohjaisia ​​superseoksia ei vahvisteta järjestetyllä saostusfaasilla, joka on tiukasti sidottu matriisiin, vaan ne koostuvat kiinteällä liuosvahvistetusta austeniitti-fcc-matriisista ja pienestä määrästä karbideja, jotka on jaettu matriisiin. Koboltti-pohjaisten superseosten valu riippuu suuresti kovametallivahvistuksesta. Puhtailla kobolttikiteillä on kuusikulmainen tiiviisti pakattu (hcp) kiderakenne alle 417 asteessa, joka muuttuu fcc:ksi korkeammissa lämpötiloissa. Tämän muutoksen välttämiseksi koboltti-pohjaisten superseosten käytön aikana, käytännössä kaikki koboltti-pohjaiset seokset seostetaan nikkelillä rakenteen stabiloimiseksi huoneenlämpötilasta sulamispisteen lämpötilaan. Koboltti-pohjaisilla seoksilla on tasainen murtumisjännitys{10}}lämpötilasuhde, mutta niillä on parempi lämpökorroosionkestävyys yli 1000 asteen lämpötiloissa kuin muilla korkeilla lämpötiloilla.

 

Koboltti{0}}pohjaisten metalliseosten lämpökäsittely
Koboltti{0}}pohjaisten metalliseosten karbidihiukkasten koko ja jakautuminen sekä raekoko ovat erittäin herkkiä valuprosessille. Valukoboltti-pohjaisten metalliseosvaluosien vaadittujen kestävyys- ja lämpöväsymisominaisuuksien saavuttamiseksi valuprosessin parametreja on säädettävä. Koboltti-pohjaiset seokset tarvitsevat lämpökäsittelyä pääasiassa karbidien saostumisen hallintaan. Valetuille koboltti-pohjaisille seoksille suorita ensin korkean-lämpötilan kiinteä liuoskäsittely, yleensä noin 1150 asteen lämpötilassa, jotta kaikki primäärikarbidit, mukaan lukien jotkin MC--tyypin karbidit, liukenevat kiinteään liuokseen. sitten ikääntymiskäsittely suoritetaan 870-980 asteessa. Anna karbidien saostua uudelleen.

 

Yleiset koboltti{0}}pohjaiset metalliseokset
Tyypillisiä tavallisia koboltti{0}}pohjaisia korkean lämpötilan metalliseoksia ovat: 2.4778 (standardin DIN EN 10295 mukaan), Hayness 188, Haynes 25 (L-605), Alloy S-816, UMCo-50, MP-159, FSX-4014, Stelli.3, Stelli.6, . Kiinalaiset tuotemerkit ovat: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M ja niin edelleen.

 

Koboltti{0}}pohjaisten metalliseosvalujen sovellukset
Yleensä koboltti{0}}pohjaisista superseoksista puuttuu yhtenäiset vahvistusvaiheet. Vaikka lujuus keskilämpötilassa on alhainen (vain 50-75 % nikkeli-pohjaisista seoksista), niillä on korkeampi lujuus, hyvä lämpöväsymiskestävyys, kulutuskestävyys, parempi hitsattavuus ja lämpökorroosionkestävyys yli 980 asteen lämpötilassa. Siksi kobolttipohjaiset metalliseosvalut soveltuvat pääasiassa ohjainsiipien ja suuttimien ohjaussiipien valmistukseen lentokonesuihkumoottoreille, teollisuuskaasuturbiineille, laivaston kaasuturbiineille ja dieselmoottoreiden suuttimille jne.