
Koobaltipõhised supersulamid on suure jõudlusega metallmaterjalide klass, mis on loodud erakordse mehaanilise tugevuse, pinna stabiilsuse ja korrosioonikindluse säilitamiseks ülikõrgetel temperatuuridel, mis sageli ületavad temperatuuri, kus niklipõhised supersulamid hakkavad nõrgenema. Need on nurgakivimaterjaliks kriitiliste komponentide jaoks kõige nõudlikumates keskkondades, eriti kosmosetööstuses, tööstuslikes gaasiturbiinides ja meditsiinilistes implantaatides.
Nende suurepärane jõudlus tuleneb tugevdatud koobalt-kroommaatriksist ja suurest hulgast kõvadest, tulekindlatest karbiidiosakestest.
Erakordne tugevus kõrgel temperatuuril: koobaltisulamitel on kõrgem sulamistemperatuur ning parem kuumakõvadus ja roomamiskindlus kui niklisulamitel temperatuuril üle 1000 °C (1832 °F). See tähendab, et need on vastupidavad pehmenemisele ja deformeerumisele sulamistemperatuurilähedasel temperatuuril.
Silmapaistev kulumis- ja lõhenemiskindlus: nende loomupärane kõvadus, mida sageli suurendab kõvade karbiidide võrgustik, tagab suurepärase vastupidavuse abrasiivsele kulumisele, liimikulumisele (lõpetamisele) ja närvidele. See muudab need ideaalseks kulumiskindlateks rakendusteks.
Suurepärane kuumakorrosiooni- ja oksüdatsioonikindlus: kõrge kroomisisaldus (sageli üle 20%) moodustab kaitsva, kleepuva kroomoksiidi (Cr₂O₃) katlakivi, mis on vastupidav lagunemisele oksüdeerivas ja sulfideerivas keskkonnas.
Suurepärane termiline väsimuskindlus: need peavad vastu korduvatele kütte- ja jahutustsüklitele ilma pragunemiseta, mis on komponentide, nagu turbiinilabad, jaoks kriitiline omadus.
Koobalti supersulamite jõudlus tuleneb mitmest peamisest mehhanismist:
Tahke lahuse tugevdamine: elemendid nagu volfram (W) ja molübdeen (Mo) lahustuvad koobaltmaatriksis, takistades dislokatsiooni liikumist.
Karbiidisade: kõvade karbiidide (nt Cr₇C₃, Cr23C₆, WC, TaC) moodustumine kogu mikrostruktuuris tagab tohutu vastupidavuse roomamisele ja kulumisele. Nende karbiidide suurus, tüüp ja jaotus on jõudluse seisukohalt kriitilise tähtsusega.
Koobalti allotroopia: Koobalt läbib kuumutamisel faasimuutuse ja seda omadust kasutatakse omaduste parandamiseks kuumtöötlemise ja termomehaanilise töötlemise kaudu.
Koobaltipõhised supersulamid on asendamatud rakendustes, kus rike ei ole võimalik.
Lennundus- ja elektriturbiinid: kasutatakse statsionaarsete komponentide jaoks, nagu:
Turbiinilabad ja düüside juhtlabad: seal, kus gaasi temperatuur on kõrgeim ja roomamiskindlus on ülimalt oluline.
Tööstuslikud kulumiskomponendid: Stellite™-i sulamite alus, mida kasutatakse:
Klapipesad ja trimmid kõrgsurve ja kõrge temperatuuriga ventiilides.
Kõvakattega juhtmed ja vardad tööriistade ja masinate kriitiliste kulumispindade katmiseks.
Pumba hülsid, võllid ja lõikenoad.
Meditsiinilised implantaadid: kasutatakse ortopeedilistes implantaatides (eriti metall-metalli kandepindade puhul) tänu nende suurepärasele biosobivusele, kulumiskindlusele ja korrosioonikindlusele inimkehas.
Järgmine tabel võtab kiire ülevaate saamiseks kokku põhifunktsioonid.
| Funktsioon | Kirjeldus | Eelis |
| Aluselement | Koobalt (Co), kõrge kroomi (Cr) sisaldusega. | Pakub põhimaatriksi kõrgel temperatuuril toimimiseks ja korrosioonikindluseks. |
| Peamised tugevdajad | Volfram (W), molübdeen (Mo) ja süsinik (C) karbiidi moodustamiseks. | Annab kõrge temperatuuri tugevuse, libisemiskindluse ja kulumiskindluse. |
| Töötemperatuur | Väga kõrge, ületab 1000 °C (1832 °F). | Võimaldab suuremat mootori efektiivsust ja jõudlust ekstreemsetes keskkondades. |
| Peamised omadused | Kuuma kõvadus, libisemiskindlus, kulumis- ja korrosioonikindlus. | Unikaalne kombinatsioon kõige raskemates kasutustingimustes. |
| Ühised vormid | Valatud komponendid, sepistatud latt/plaat, pulber HIP jaoks, kõvakattega sulamid. | Mitmekülgne tootmine nii keeruliste peaaegu võrgukujuliste osade kui ka kaitsekatete jaoks. |
| Peamised tööstusharud | Lennundus, energia tootmine, meditsiin, keemia ja naftakeemia. | Valitud materjal, kus äärmuslikud temperatuurid ja kulumine lähenevad. |
Kokkuvõttes Koobaltipõhised supersulamid on niši, kuid kriitilise tähtsusega materjalid, mis nihutavad kõrge temperatuuriga tehnoloogia piire. Kuigi need on sageli kallimad ja tihedamad kui nikli supersulamid, kindlustavad nende ületamatu jõudlus teatud piirkondades – eriti kõrge temperatuuri tugevus, termiline väsimus ja kulumiskindlus – nende üliolulist rolli arenenud tehnoloogias.