
კობალტზე დაფუძნებული სუპერშენადნობები არის მაღალი ხარისხის მეტალის მასალების კლასი, რომელიც შექმნილია განსაკუთრებული მექანიკური სიმტკიცის, ზედაპირის სტაბილურობისა და კოროზიის წინააღმდეგობის შესანარჩუნებლად უკიდურესად მაღალ ტემპერატურაზე, ხშირად აღემატება იმ დონეს, სადაც ნიკელის დაფუძნებული სუპერშენადნობები იწყებს შესუსტებას. ისინი წარმოადგენენ ქვაკუთხედს კრიტიკული კომპონენტებისთვის ყველაზე მოთხოვნად გარემოში, განსაკუთრებით კოსმოსში, სამრეწველო გაზის ტურბინებში და სამედიცინო იმპლანტანტებში.
მათი უმაღლესი ეფექტურობა გამოწვეულია გაძლიერებული კობალტ-ქრომის მატრიცით და მძიმე, ცეცხლგამძლე კარბიდის ნაწილაკებით.
განსაკუთრებული სიძლიერე მაღალ ტემპერატურაზე: კობალტის შენადნობები აჩვენებენ უფრო მაღალ დნობის წერტილებს და უკეთეს სიმტკიცეს და მცოცავ წინააღმდეგობას, ვიდრე ნიკელის შენადნობები 1000°C-ზე (1832°F) ზემოთ ტემპერატურაზე. ეს ნიშნავს, რომ ისინი ეწინააღმდეგებიან დარბილებას და დეფორმაციას სტრესის ქვეშ დნობის წერტილის ტემპერატურაზე.
გამორჩეული ცვეთა და ნაღველის წინააღმდეგობა: მათი თანდაყოლილი სიმტკიცე, რომელიც ხშირად ძლიერდება მყარი კარბიდების ქსელით, უზრუნველყოფს შესანიშნავ წინააღმდეგობას აბრაზიული ცვეთა, წებოვანი ცვეთა (ნაღვლიანი) და გაფუჭება. ეს მათ იდეალურს ხდის აცვიათ სახის აპლიკაციებისთვის.
შესანიშნავი ცხელი კოროზიისა და დაჟანგვის წინააღმდეგობა: ქრომის მაღალი შემცველობა (ხშირად 20%-ზე მეტი) ქმნის დამცავ, ქრომის ოქსიდის (Cr2O3) შკალას, რომელიც ეწინააღმდეგება დეგრადაციას ჟანგვისა და სულფიდურ ატმოსფეროში.
უმაღლესი თერმული დაღლილობის წინააღმდეგობა: მათ შეუძლიათ გაუძლონ გათბობისა და გაგრილების განმეორებით ციკლებს გატეხვის გარეშე, რაც კრიტიკული თვისებაა ისეთი კომპონენტებისთვის, როგორიცაა ტურბინის ფრთები.
კობალტის სუპერშენადნობების მოქმედება გამომდინარეობს რამდენიმე ძირითადი მექანიზმიდან:
მყარი ხსნარის გაძლიერება: ელემენტები, როგორიცაა ვოლფრამი (W) და მოლიბდენი (Mo) იხსნება კობალტის მატრიცაში, აფერხებს დისლოკაციის მოძრაობას.
კარბიდის ნალექი: მყარი კარბიდების (მაგ., Cr7C3, Cr23C6, WC, TaC) წარმოქმნა მთელ მიკროსტრუქტურაში უზრუნველყოფს უზარმაზარ წინააღმდეგობას ცოცვისა და ცვეთის მიმართ. ამ კარბიდების ზომა, ტიპი და განაწილება გადამწყვეტია მუშაობისთვის.
კობალტის ალოტროპია: კობალტი გაცხელებისას განიცდის ფაზურ ტრანსფორმაციას და ეს მახასიათებელი გამოიყენება თვისებების გასაძლიერებლად სითბოს დამუშავებისა და თერმომექანიკური დამუშავების გზით.
კობალტზე დაფუძნებული სუპერშენადნობები შეუცვლელია იმ აპლიკაციებში, სადაც მარცხი არ არის ვარიანტი.
აერონავტიკისა და ენერგიის გამომუშავების ტურბინები: გამოიყენება სტაციონარული კომპონენტებისთვის, როგორიცაა:
ტურბინის ფარები და საქშენები სახელმძღვანელო ფარები: სადაც არის გაზის უმაღლესი ტემპერატურა და ცოცვის წინააღმდეგობა უმნიშვნელოვანესია.
სამრეწველო აცვიათ კომპონენტები: Stellite™ შენადნობების საფუძველი, გამოიყენება:
სარქვლის სავარძლები და მორთვა მაღალი წნევის, მაღალი ტემპერატურის სარქველებში.
გამაგრებული მავთულები და წნელები ხელსაწყოებსა და მანქანებზე კრიტიკული ცვეთა ზედაპირების დასაფარავად.
ტუმბოს სახელურები, ლილვები და საჭრელი დანები.
სამედიცინო იმპლანტანტები: გამოიყენება ორთოპედიულ იმპლანტანტებში (განსაკუთრებით ლითონზე ლითონზე დამჭერი ზედაპირებისთვის) მათი შესანიშნავი ბიოთავსებადობის, აცვიათ წინააღმდეგობის და ადამიანის ორგანიზმში კოროზიის წინააღმდეგობის გამო.
შემდეგი ცხრილი აჯამებს ძირითად მახასიათებლებს სწრაფი მიმოხილვისთვის:
| ფუნქცია | აღწერა | უპირატესობა |
| საბაზისო ელემენტი | კობალტი (Co), ქრომის (Cr) მაღალი შემცველობით. | უზრუნველყოფს ფუნდამენტურ მატრიცას მაღალი ტემპერატურის შესრულებისა და კოროზიის წინააღმდეგობისთვის. |
| ძირითადი გამაძლიერებლები | ვოლფრამი (W), მოლიბდენი (Mo) და ნახშირბადი (C) კარბიდის ფორმირებისთვის. | ანიჭებს სიმტკიცეს მაღალ ტემპერატურაზე, მცოცავ წინააღმდეგობას და აცვიათ წინააღმდეგობას. |
| ოპერაციული ტემპერატურა | ძალიან მაღალი, აღემატება 1000°C (1832°F). | უზრუნველყოფს ძრავის უფრო მაღალ ეფექტურობას და შესრულებას ექსტრემალურ გარემოში. |
| ძირითადი თვისებები | ცხელ სიმტკიცე, ცვეთის წინააღმდეგობა, აცვიათ და კოროზიის წინააღმდეგობა. | უნიკალური კომბინაცია ყველაზე მძიმე მომსახურების პირობებისთვის. |
| საერთო ფორმები | ჩამოსხმული კომპონენტები, დაფქული ზოლი/ფირფიტა, ფხვნილი HIP-ისთვის, მყარი შენადნობები. | მრავალმხრივი წარმოება, როგორც კომპლექსური ქსელის ფორმის ნაწილებისთვის, ასევე დამცავი საფარისთვის. |
| პირველადი მრეწველობა | აერონავტიკა, ელექტროენერგიის გამომუშავება, სამედიცინო, ქიმიური და პეტროქიმიური. | არჩეული მასალა, სადაც ექსტრემალური ტემპერატურა და ცვეთა ერთმანეთს ემთხვევა. |
მოკლედ, კობალტზე დაფუძნებული სუპერშენადნობები არის ნიშა, მაგრამ კრიტიკული მასალები, რომლებიც უბიძგებენ მაღალი ტემპერატურის ინჟინერიის საზღვრებს. მიუხედავად იმისა, რომ ხშირად უფრო ძვირი და მკვრივია, ვიდრე ნიკელის სუპერშენადნობები, მათი შეუდარებელი შესრულება კონკრეტულ ადგილებში - განსაკუთრებით ძალიან მაღალი ტემპერატურის სიძლიერე, თერმული დაღლილობა და აცვიათ წინააღმდეგობა - უზრუნველყოფს მათ სასიცოცხლო როლს მოწინავე ტექნოლოგიაში.