
Суперсплавы на аснове кобальту - гэта клас высокаэфектыўных металічных матэрыялаў, прызначаных для захавання выключнай механічнай трываласці, стабільнасці паверхні і каразійнай устойлівасці пры надзвычай высокіх тэмпературах, якія часта перавышаюць тыя, пры якіх суперсплавы на аснове нікеля пачынаюць слабець. Яны з'яўляюцца краевугольным матэрыялам для найважнейшых кампанентаў у самых складаных умовах, асабліва ў аэракасмічнай прамысловасці, прамысловых газавых турбінах і медыцынскіх імплантатах.
Іх лепшыя характарыстыкі абумоўлены ўзмоцненай кобальта-хромавай матрыцай і вялікім аб'ёмам цвёрдых тугаплаўкіх часціц карбіду.
Выключная трываласць пры высокіх тэмпературах: кобальтавыя сплавы маюць больш высокую тэмпературу плаўлення і лепшую цвёрдасць у гарачым стане і супраціў паўзучасці, чым нікелевыя сплавы пры тэмпературах вышэй за 1000°C (1832°F). Гэта азначае, што яны супрацьстаяць размякчэнню і дэфармацыі пры нагрузцы пры тэмпературах, блізкіх да кропкі плаўлення.
Выдатная зносаўстойлівасць і ўстойлівасць да зносу: іх уласцівая цвёрдасць, часта павышаная сеткай цвёрдых карбідаў, забяспечвае выдатную ўстойлівасць да абразіўнага зносу, адгезійнага зносу (задзірання) і фрэттинга. Гэта робіць іх ідэальнымі для зносаўстойлівых прыкладанняў.
Выдатная ўстойлівасць да гарачай карозіі і акісленню: Высокае ўтрыманне хрому (часта больш за 20%) утварае ахоўны, адгезійны аксід хрому (Cr₂O₃), які супрацьстаіць дэградацыі ў акісляльнай і сульфідзізуючай атмасферах.
Найвышэйшая ўстойлівасць да тэрмічнай стомленасці: яны могуць вытрымліваць шматразовыя цыклы нагрэву і астуджэння без расколін, што з'яўляецца найважнейшай уласцівасцю для такіх кампанентаў, як лапаткі турбіны.
Прадукцыйнасць кобальтавых суперсплаваў абумоўлена некалькімі ключавымі механізмамі:
Умацаванне цвёрдым растворам: такія элементы, як вальфрам (W) і малібдэн (Mo), раствараюцца ў кобальтавай матрыцы, перашкаджаючы руху дыслакацый.
Ападкі карбіду: адукацыя цвёрдых карбідаў (напрыклад, Cr₇C₃, Cr₂₃C₆, WC, TaC) ва ўсёй мікраструктуры забяспечвае велізарную ўстойлівасць да паўзучасці і зносу. Памер, тып і размеркаванне гэтых карбідаў маюць вырашальнае значэнне для прадукцыйнасці.
Алатрапія кобальту: пры награванні кобальт падвяргаецца фазавым ператварэнням, і гэтая характарыстыка выкарыстоўваецца для паляпшэння ўласцівасцей шляхам тэрмічнай і тэрма-механічнай апрацоўкі.
Суперсплавы на аснове кобальту незаменныя ў тых выпадках, калі адмова не з'яўляецца варыянтам.
Аэракасмічныя і энергетычныя турбіны: выкарыстоўваюцца для такіх стацыянарных кампанентаў, як:
Лопаткі турбіны і накіроўвалыя лопасці соплаў: Дзе сустракаюцца самыя высокія тэмпературы газу і супраціў паўзучасці мае першараднае значэнне.
Прамысловыя кампаненты для зносу: аснова для сплаваў Stellite™, якія выкарыстоўваюцца для:
Сядла і аздабленне клапанаў высокага ціску і высокай тэмпературы.
Дрот і пруткі для наплавкі для пакрыцця крытычных зношаных паверхняў інструментаў і машын.
Гільзы, валы і рэжучыя нажы для помпаў.
Медыцынскія імплантаты: выкарыстоўваюцца ў артапедычных імплантатах (асабліва для апорных паверхняў метал-на-метале) дзякуючы іх выдатнай біясумяшчальнасці, зносаўстойлівасці і ўстойлівасці да карозіі ў чалавечым целе.
У наступнай табліцы зведзены асноўныя функцыі для кароткага агляду:
| Асаблівасць | Апісанне | Перавага |
| Базавы элемент | Кобальт (Co) з высокім утрыманнем хрому (Cr). | Забяспечвае фундаментальную матрыцу для высокай тэмпературы і ўстойлівасці да карозіі. |
| Ключавыя ўзмацняльнікі | Вальфрам (W), малібдэн (Mo) і вуглярод (C) для адукацыі карбіду. | Надае трываласць пры высокіх тэмпературах, супраціў паўзучасці і зносаўстойлівасць. |
| Працоўная тэмпература | Вельмі высокая, вышэйшая за 1000°C (1832°F). | Забяспечвае больш высокі ККД і прадукцыйнасць рухавіка ў экстрэмальных умовах. |
| Ключавыя ўласцівасці | Гарачая цвёрдасць, устойлівасць да паўзучасці, зносаўстойлівасць і ўстойлівасць да карозіі. | Унікальная камбінацыя для самых цяжкіх умоў эксплуатацыі. |
| Агульныя формы | Адліваныя кампаненты, каваныя пруткі/пліты, парашок для HIP, наплаўленыя сплавы. | Універсальнае выраб як для складаных дэталяў, блізкіх да сеткі, так і для ахоўных пакрыццяў. |
| Асноўныя галіны прамысловасці | Аэракасмічная прамысловасць, энергетыка, медыцына, хімія і нафтахімія. | Матэрыял выбару, калі экстрэмальныя тэмпературы і знос сыходзяцца. |
Такім чынам, Суперсплавы на аснове кобальту з'яўляюцца нішавымі, але важнымі матэрыяламі, якія пашыраюць межы высокатэмпературнай тэхнікі. Нягледзячы на тое, што яны часта даражэйшыя і шчыльнейшыя за нікелевыя суперсплавы, іх неперасягненыя характарыстыкі ў пэўных галінах — у прыватнасці, трываласць пры вельмі высокіх тэмпературах, цеплавая стомленасць і зносаўстойлівасць — забяспечваюць іх жыццёва важную ролю ў перадавых тэхналогіях.