
As superaliaxes a base de cobalto son unha clase de materiais metálicos de alto rendemento deseñados para manter unha resistencia mecánica excepcional, estabilidade superficial e resistencia á corrosión a temperaturas extremadamente altas, superando a miúdo aquelas onde as superaliaxes a base de níquel comezan a debilitarse. Son un material fundamental para compoñentes críticos nos ambientes máis esixentes, especialmente no aeroespacial, turbinas de gas industriais e implantes médicos.
O seu rendemento superior deriva dunha matriz de cobalto-cromo reforzada e un alto volume de partículas duras de carburo refractario.
Resistencia excepcional a altas temperaturas: as aliaxes de cobalto presentan puntos de fusión máis altos e mellor dureza en quente e resistencia á fluencia que as aliaxes de níquel a temperaturas superiores a 1000 °C (1832 °F). Isto significa que resisten o reblandecemento e a deformación baixo tensión a temperaturas próximas ao punto de fusión.
Excelente resistencia ao desgaste e á abrasión: a súa dureza inherente, a miúdo mellorada por unha rede de carburos duros, proporciona unha excelente resistencia ao desgaste abrasivo, ao desgaste do adhesivo (abrasión) e ao desgaste. Isto fai que sexan ideais para aplicacións de desgaste.
Excelente resistencia á corrosión e á oxidación en quente: o alto contido de cromo (a miúdo superior ao 20%) forma unha incrustación protectora e adherente de óxido de cromo (Cr₂O₃) que resiste a degradación en atmosferas oxidantes e sulfurantes.
Resistencia á fatiga térmica superior: poden soportar ciclos repetidos de quecemento e arrefriamento sen rachar, unha propiedade crítica para compoñentes como as paletas de turbina.
O rendemento das superaliaxes de cobalto derívase de varios mecanismos clave:
Fortalecemento da solución sólida: elementos como o volframio (W) e o molibdeno (Mo) disolvense na matriz de cobalto, impedindo o movemento de luxación.
Precipitación de carburos: a formación de carburos duros (por exemplo, Cr₇C₃, Cr₂₃C₆, WC, TaC) en toda a microestrutura proporciona unha inmensa resistencia á fluencia e ao desgaste. O tamaño, o tipo e a distribución destes carburos son fundamentais para o rendemento.
A alotropía do cobalto: o cobalto sofre unha transformación de fase ao quentarse, e esta característica é aproveitada para mellorar as propiedades mediante tratamento térmico e procesamento termomecánico.
As superaliaxes a base de cobalto son indispensables en aplicacións onde a falla non é unha opción.
Turbinas aeroespaciais e de xeración de enerxía: úsanse para compoñentes estacionarios como:
Paletas de turbina e paletas de guía de boquillas: onde se atopan as temperaturas máis altas do gas e a resistencia á fluencia é primordial.
Compoñentes de desgaste industrial: a base das aliaxes Stellite™, usadas para:
Asentos e molduras de válvulas en válvulas de alta presión e alta temperatura.
Fíos e varillas de revestimento duro para revestir superficies de desgaste crítico en ferramentas e maquinaria.
Mangas de bomba, eixes e coitelos de corte.
Implantes médicos: úsanse en implantes ortopédicos (especialmente para superficies de soporte metal sobre metal) debido á súa excelente biocompatibilidade, resistencia ao desgaste e resistencia á corrosión no corpo humano.
A seguinte táboa resume as principais características para obter unha visión xeral rápida:
| Característica | Descrición | Vantaxe |
| Elemento base | Cobalto (Co), cun alto contido en Cromo (Cr). | Proporciona a matriz fundamental para o rendemento a alta temperatura e a resistencia á corrosión. |
| Fortalecedores clave | Volframio (W), molibdeno (Mo) e carbono (C) para a formación de carburos. | Ofrece resistencia a altas temperaturas, resistencia á fluencia e resistencia ao desgaste. |
| Temperatura de funcionamento | Moi alto, sobresaíndo por riba dos 1000 °C (1832 °F). | Permite unha maior eficiencia e rendemento do motor en ambientes extremos. |
| Propiedades clave | Dureza quente, resistencia á fluencia, resistencia ao desgaste e á corrosión. | Unha combinación única para as condicións de servizo máis severas. |
| Formas comúns | Componentes fundidos, barra/placa forxada, po para HIP, aliaxes de revestimento duro. | Fabricación versátil tanto para pezas complexas de forma case neta como para revestimentos protectores. |
| Industrias primarias | Aeroespacial, Xeración de enerxía, Medicina, Química e Petroquímica. | O material de elección onde conflúen temperaturas extremas e desgaste. |
En resumo, Superaliaxes a base de cobalto son materiais de nicho pero críticos que empuxan os límites da enxeñería de altas temperaturas. Aínda que a miúdo son máis caros e densos que as superaliaxes de níquel, o seu rendemento inigualable en áreas específicas, especialmente a resistencia a temperaturas moi altas, a fatiga térmica e a resistencia ao desgaste, garante o seu papel vital na tecnoloxía avanzada.