
Superlegure na bazi kobalta su klasa metalnih materijala visokih performansi dizajniranih da održe izuzetnu mehaničku čvrstoću, površinsku stabilnost i otpornost na koroziju na ekstremno visokim temperaturama, često premašujući one u kojima superlegure na bazi nikla počinju da slabe. Oni su materijal temeljac za kritične komponente u najzahtjevnijim okruženjima, posebno u svemirskim, industrijskim plinskim turbinama i medicinskim implantatima.
Njihove superiorne performanse proizlaze iz ojačane kobalt-hrom matrice i velikog volumena tvrdih, vatrostalnih čestica karbida.
Izuzetna čvrstoća pri visokim temperaturama: legure kobalta pokazuju više tačke topljenja i bolju toplotu tvrdoću i otpornost na puzanje od legura nikla na temperaturama iznad 1000°C (1832°F). To znači da su otporni na omekšavanje i deformaciju pod naprezanjem na temperaturama blizu tačke topljenja.
Izvanredna otpornost na habanje i habanje: Njihova inherentna tvrdoća, često pojačana mrežom tvrdih karbida, pruža odličnu otpornost na abrazivno habanje, habanje ljepila (nagrizanje) i nagrizanje. To ih čini idealnim za aplikacije koje se suočavaju s habanjem.
Odlična otpornost na vruću koroziju i oksidaciju: Visok sadržaj hroma (često preko 20%) formira zaštitnu, prianjajuću ljusku hrom-oksida (Cr₂O₃) koja se odupire razgradnji u oksidirajućoj i sulfidizirajućoj atmosferi.
Superiorna otpornost na toplotni zamor: Mogu izdržati ponovljene cikluse grijanja i hlađenja bez pucanja, što je kritično svojstvo za komponente kao što su lopatice turbine.
Performanse kobalt superlegura proizlaze iz nekoliko ključnih mehanizama:
Jačanje čvrstim rastvorom: Elementi poput volframa (W) i molibdena (Mo) se rastvaraju u kobaltnoj matrici, ometajući kretanje dislokacije.
Taloženje karbida: Formiranje tvrdih karbida (npr. Cr₇C₃, Cr₂₃C₆, WC, TaC) u cijeloj mikrostrukturi pruža ogromnu otpornost na puzanje i habanje. Veličina, tip i distribucija ovih karbida su kritični za performanse.
Alotropija kobalta: Kobalt prolazi kroz faznu transformaciju pri zagrijavanju, a ova karakteristika se koristi za poboljšanje svojstava kroz toplinsku obradu i termomehaničku obradu.
Superlegure na bazi kobalta su nezamjenjive u aplikacijama gdje kvar nije opcija.
Vazduhoplovstvo i turbine za proizvodnju energije: Koriste se za stacionarne komponente kao što su:
Lopatice turbine i vodeće lopatice mlaznice: Gdje se susreću s najvišim temperaturama plina i otpor puzanju je najvažniji.
Komponente industrijske habanja: Osnova za Stellite™ legure, koje se koriste za:
Sjedala i trim ventila u ventilima visokog pritiska i visoke temperature.
Žice i šipke za tvrdo navarivanje za oblaganje kritičnih habajućih površina na alatima i mašinama.
Navlake za pumpe, osovine i noževi za rezanje.
Medicinski implantati: Koriste se u ortopedskim implantatima (posebno za metalne metalne noseće površine) zbog njihove odlične biokompatibilnosti, otpornosti na habanje i otpornosti na koroziju u ljudskom tijelu.
Sljedeća tabela sumira ključne karakteristike za brzi pregled:
| Feature | Opis | Prednost |
| Osnovni element | Kobalt (Co), sa visokim sadržajem hroma (Cr). | Pruža osnovnu matricu za performanse na visokim temperaturama i otpornost na koroziju. |
| Ključna ojačanja | Volfram (W), molibden (Mo) i ugljenik (C) za formiranje karbida. | Daje otpornost na visoke temperature, otpornost na puzanje i otpornost na habanje. |
| Radna temperatura | Vrlo visoka, izvrsno iznad 1000°C (1832°F). | Omogućava veću efikasnost motora i performanse u ekstremnim okruženjima. |
| Ključna svojstva | Vruća tvrdoća, otpornost na puzanje, otpornost na habanje i koroziju. | Jedinstvena kombinacija za najteže uslove rada. |
| Uobičajeni oblici | Livene komponente, kovana šipka/ploča, prah za HIP, legure za tvrdo navarivanje. | Raznovrsna proizvodnja i za složene dijelove u obliku mreže i za zaštitne premaze. |
| Primary Industries | Vazduhoplovstvo, proizvodnja energije, medicina, hemikalija i petrohemija. | Materijal po izboru gdje se spajaju ekstremne temperature i trošenje. |
Ukratko, Superlegure na bazi kobalta su niša, ali kritični materijali koji pomeraju granice visokotemperaturnog inženjeringa. Iako su često skuplje i gušće od superlegura nikla, njihove neusporedive performanse u specifičnim područjima – posebno čvrstoća na vrlo visokim temperaturama, termički zamor i otpornost na habanje – osiguravaju njihovu vitalnu ulogu u naprednoj tehnologiji.