|
Использование кобальта в качестве
основы жаропрочных, магнитных и других прецизионных сплавов связано с тем,
что со многими элементами (Fe, Ni, Cr, Мо и др.) он образует широкие области
твердых растворов. Снижение растворимости легирующих элементов в твердом
растворе при понижении к мпе- ратуры приводит к образованию химических
соединений и при соответствующей термической обработке позволяет получать
кобальтовые сплавы с высокодислерс- ной гетерогенной структурой.
При термических ударах и циклических тепловых нагрузках до
1100 °С литые кобальтовые сплавы значительно более стойки, чем никелевые.
Характерная особенность кобальтовых сплавов — способность сохранять
жаропрочность до температуры, близкой к температуре плавления. При температуре
~-9S0 °С их жаропрочность намного выше жаропрочности сложнолегированных
никелевых сплавов, которые, в свою очередь, отличаются от кобальтовых более
высокой жаропрочностью при пониженных температурах (750—860 °С).
Известны кобальтовые сплавы систем Со—Сг; Со—Сг—Ni;
Со—Сг—Ni—W и многокомпонентные кобальтовые сплавы с легирующими элементами,
придающими им высокую жаропрочность. Так же как и в никелевых, в кобальтовых
жаропрочных сплавах содержится второй, главней компонент, — хром. Кроме
этого, в состав кобальтовых сплавов входят углерод, молибден, вольфрам,
ниобий и другие элементы. Высокая склонность кобальтовых сплавов к старению
обеспечивает их упрочнение при высокой температуре.
Кобальтовые сплавы типа тантунг, содержащие 27—36 %
Сг, 14—19 % W и до 7 % Nb или Та, обладают хорошими литейными свойствами,
высокой твердостью и прочностными характеристиками при высокой температуре,
небольшим коэффициентом трения, хорошей коррозионной стойкостью и высоким
сопротивлением ударным нагрузкам. Сплавы немагнитны. Кроме высокой
жаростойкости, отливки из сплавов типа тантунг стойки в азотной, фосфорной,
уксусной, молочной, лимонной и щавелевой кислотах, некоторых щелочных и
других химически агрессивных средах.
Другие кобальтовые сплавы применяют для изготовления
деталей, работающих в условиях напряжений и температур. Литой кобальтовый
сплав НЕ-1049 (0,4 % С, 26 % Сг, 10 % Ni, 15 % W, 3 % Fe, 1 % Mo, 0,4 % В,
остальное Со) обладает более высокой прочностью по сравнению с остальными
литыми сплавами, а также с лучшими из деформируемых жаропрочных сплавов.
Повышению прочности способствует дисперсное твердение.
Особенности структуры кобальтовых сплавов расширяют области их применения.
Высокая дисперсность и гетерогенность структуры обеспечивает большую
коэрцитивную силу некоторых кобальтовых сплавов, высокую устойчивость их
против ползучести и т. д. Например, сплав кобальта с платиной после закалки
при 1200 °С и отпуска при 650 °С имеет очень высокую коэрцитивную силу от 210
940 А/м), благодаря чему его используют для изготовления коротких постоянных
магнитов.
Сплавы, содержащие 52 % Со, 35 % или 38,5 % Fe, 9,5 или 13
% V, имеют высокую пластичность при нормальной температуре. Они обладают
коэрцитивной силой 23 880—36 620 А/м и максимальной плотностью магнитной
энергии 40— 140 Дж/см3. Из этих сплавов изготовляют постоянные магниты малого
поперечного сечения. По плотности магнитной энергии сплавы кобальта с медью и
никелем уступают перечисленным выше, но их также используют для изготовления
постоянных магнитов.
Плавку кобальтовых сплавов проводят в индукционных печах
(открытых или вакуумных, если в состав сплава входят легкоокисляющиеся
элементы). В большинстве случаев отливки из кобальтовых сплавов изготовляют в
керамических формах, полученных по выплавляемым моделям, а также в
металлических формах.
|