Hợp kim coban

Hợp kim chống mài mòn dựa trên coban

Các hợp kim chống mài mòn dựa trên coban ít thay đổi so với các hợp kim trước đó của Elwood Haynes. Sự khác biệt quan trọng nhất liên quan đến việc kiểm soát carbon và silicon (vốn là những khuyết tật trong các hợp kim trước đó). Thật vậy, sự khác biệt chính trong các lớp hợp kim Stellite hiện tại là hàm lượng carbon và vonfram. Hàm lượng cacbon ảnh hưởng đến độ cứng, độ dẻo và khả năng chống mài mòn. Vonfram cũng đóng một vai trò quan trọng trong các đặc tính này. 

Có một số kiểu mặc khác nhau, thường được chia thành ba loại lớn:

• Mài mòn

• trượt mòn

• Cmài mòn
  

Loại mài mòn gặp phải trong một ứng dụng cụ thể là một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn vật liệu chống mài mòn.

• Sự mài mòn xảy ra khi các hạt cứng hoặc phần lồi cứng (ở phía đối diện) bị ép ngược lại và di chuyển so với bề mặt. Mòn ứng suất cao và mài mòn ứng suất thấp liên quan đến trạng thái của vật liệu mài mòn (cho dù là hạt cứng hay phần lồi lõm) sau khi tương tác với bề mặt. Nếu một phương tiện mài mòn bị nghiền nát, nó được cho là ở trạng thái ứng suất cao. Nếu vật liệu mài vẫn còn nguyên vẹn, quá trình này được gọi là mài mòn ứng suất thấp. Thông thường, mài mòn ứng suất cao là do các hạt cứng bị kẹp giữa các bề mặt kim loại (chuyển động tương đối), trong khi mài mòn ứng suất thấp xảy ra khi các bề mặt chuyển động tiếp xúc với các hạt mài như đất và cát.

• Trong các hợp kim có chứa pha cứng, chẳng hạn như hợp kim chịu mài mòn gốc coban, độ bền mài mòn thường tăng theo phần thể tích của pha cứng. Tuy nhiên, khả năng chống mài mòn bị ảnh hưởng mạnh bởi kích thước và hình dạng của các chất kết tủa trong pha cứng trong cấu trúc vi mô trong cấu trúc cứng và kích thước và hình dạng của các dạng ăn mòn.

• Trượt có lẽ là phức tạp nhất và không phải là một vấn đề khái niệm, mà là cách các vật liệu khác nhau phản ứng với các điều kiện trượt. Sự mài mòn trượt có thể xảy ra bất cứ khi nào hai bề mặt bị ép vào nhau và di chuyển so với nhau. Nếu cả hai bề mặt đều có bản chất là kim loại và có ít hoặc không có dầu bôi trơn, khả năng hư hỏng sẽ tăng lên rất nhiều.

Hợp kim chịu nhiệt độ cao dựa trên coban

Trong nhiều năm, người sử dụng chính của siêu hợp kim là ngành công nghiệp tuabin khí. Đối với tuabin khí máy bay, các yêu cầu về vật liệu chính là độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống mỏi nhiệt và khả năng chống oxy hóa. Khả năng chống lưu huỳnh là mối quan tâm lớn đối với các tuabin khí trên đất liền thường đốt nhiên liệu cấp thấp và hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn.

Hợp kim chống ăn mòn dựa trên coban

Mặc dù hợp kim coban có một số khả năng chống ăn mòn nước, chúng bị hạn chế bởi sự kết tủa cacbua ở ranh giới hạt, thiếu các nguyên tố hợp kim quan trọng trong chất nền (sau khi kết tủa cacbua hoặc Laves), và trong các trường hợp sau: vật liệu đúc và hàn bề mặt.

Do cấu trúc vi mô đồng nhất và hàm lượng cacbon thấp hơn, các siêu hợp kim biến dạng dựa trên coban (thường chứa vonfram thay vì molypden) có khả năng chống ăn mòn nước tốt hơn, nhưng vẫn ít bị ăn mòn hơn nhiều so với hợp kim niken-crom-molypden.

Để đáp ứng nhu cầu công nghiệp về hợp kim có khả năng chống ăn mòn nước tuyệt vời đồng thời có các đặc tính của coban làm cơ sở của hợp kim (khả năng chống các dạng mài mòn khác nhau và độ bền cao trong một phạm vi nhiệt độ rộng), rèn một số carbon thấp hợp kim để sản xuất hợp kim coban-niken-crom-molypden.