
Кобальт негізіндегі суперқорытпалар өте жоғары температурада ерекше механикалық беріктікті, беттік тұрақтылықты және коррозияға төзімділікті сақтауға арналған, көбінесе никель негізіндегі суперқорытпалар әлсірей бастайтын жерлерден асып түсетін жоғары өнімді металл материалдарының класы болып табылады. Олар ең талап етілетін орталарда, әсіресе аэроғарыштық, өнеркәсіптік газ турбиналарында және медициналық импланттарда маңызды компоненттер үшін негізгі материал болып табылады.
Олардың жоғары өнімділігі нығайтылған кобальт-хром матрицасы мен қатты, отқа төзімді карбид бөлшектерінің жоғары көлеміне байланысты.
Температураның ерекше беріктігі: Кобальт қорытпалары 1000°C (1832°F) жоғары температурада никель қорытпаларына қарағанда жоғары балқу нүктелері мен жақсырақ ыстық қаттылық пен сусымалы төзімділікті көрсетеді. Бұл олардың балқу нүктесіне жақын температурада кернеу кезінде жұмсарту мен деформацияға қарсы тұруын білдіреді.
Тозуға және тозуға тамаша төзімділік: қатты карбидтер желісі арқылы жиі жақсартылған олардың тән қаттылығы абразивті тозуға, жабысқақ тозуға (өткіруге) және тозуға тамаша қарсылықты қамтамасыз етеді. Бұл оларды тозуға қарсы қолданбалар үшін өте қолайлы етеді.
Ыстық коррозияға және тотығуға тамаша төзімділік: Хромның жоғары мөлшері (көбінесе 20%-дан астам) тотықтырғыш және сульфидтендіргіш атмосферада деградацияға қарсы тұратын қорғаныш, жабысатын хром оксиді (Cr₂O₃) шкаласын құрайды.
Жоғары термиялық шаршауға төзімділік: олар қыздыру және салқындату циклдарын крекингсіз төтеп бере алады, бұл турбиналық қалақтар сияқты компоненттер үшін маңызды қасиет.
Кобальт суперқорытпаларының өнімділігі бірнеше негізгі механизмдерден алынады:
Қатты ерітіндіні күшейту: вольфрам (W) және молибден (Mo) сияқты элементтер кобальт матрицасында ериді, бұл дислокация қозғалысына кедергі жасайды.
Карбидті жауын-шашын: қатты карбидтердің (мысалы, Cr₇C₃, Cr₂₃C₆, WC, TaC) бүкіл микроқұрылымда түзілуі сусылу мен тозуға үлкен қарсылықты қамтамасыз етеді. Бұл карбидтердің мөлшері, түрі және таралуы өнімділік үшін өте маңызды.
Кобальт аллотропиясы: Кобальт қыздыру кезінде фазалық түрлендіруге ұшырайды және бұл сипаттама термоөңдеу және термомеханикалық өңдеу арқылы қасиеттерді жақсарту үшін пайдаланылады.
Кобальт негізіндегі суперқорытпалар сәтсіздікке жол бермейтін қолданбаларда қажет.
Аэроғарыш және электр энергиясын өндіру турбиналары: стационарлық компоненттер үшін пайдаланылады:
Турбиналық қалақшалар және саптама бағыттағыштары: ең жоғары газ температурасы кездескен және сусымалыға төзімділік ең маңызды болып табылатын жерлерде.
Өнеркәсіптік тозу компоненттері: Stellite™ қорытпалары үшін негіз, мыналар үшін пайдаланылады:
Жоғары қысымды, жоғары температурадағы клапандардағы клапан орындықтары және әрлеу.
Аспаптар мен машиналардағы сыни тозу беттерін жабуға арналған қатты қаптау сымдары мен өзектер.
Сорғы жеңдері, біліктері және кескіш пышақтар.
Медициналық имплантаттар: тамаша биоүйлесімділігіне, тозуға төзімділігіне және адам ағзасындағы коррозияға төзімділігіне байланысты ортопедиялық импланттарда (әсіресе металдан жасалған мойынтіректері бар беттер үшін) қолданылады.
Төмендегі кестеде жылдам шолу үшін негізгі мүмкіндіктер жинақталған:
| Ерекшелік | Сипаттама | Артықшылық |
| Негізгі элемент | Құрамында хром (Cr) жоғары кобальт (Ко). | Жоғары температура өнімділігі мен коррозияға төзімділік үшін негізгі матрицаны қамтамасыз етеді. |
| Негізгі күшейткіштер | Карбид түзу үшін вольфрам (W), молибден (Мо) және көміртек (С). | Жоғары температураға төзімділік, сусымалы және тозуға төзімділік береді. |
| Жұмыс температурасы | Өте жоғары, 1000°C (1832°F) жоғары. | Қозғалтқыштың жоғары тиімділігі мен экстремалды ортада өнімділігін қамтамасыз етеді. |
| Негізгі қасиеттер | Ыстық қаттылық, сусымалыға төзімділік, тозуға және коррозияға төзімділік. | Ең ауыр қызмет көрсету жағдайлары үшін бірегей комбинация. |
| Жалпы пішіндер | Құйма құрамдас бөліктер, соғылған штанга/пластика, HIP үшін ұнтақ, қатты қаптау қорытпалары. | Желіге жақын күрделі бөлшектер мен қорғаныс жабындары үшін әмбебап өндіріс. |
| Негізгі өнеркәсіптер | Аэроғарыш, электр энергиясын өндіру, медициналық, химия және мұнай-химия. | Төтенше температура мен тозу біріктірілген таңдау материалы. |
Қорытындылай келе, Кобальт негізіндегі суперқорытпалар тауашалар, бірақ жоғары температура инженериясының шекараларын ығыстыратын маңызды материалдар. Никельді суперқорытпаларға қарағанда жиі қымбатырақ және тығызырақ болғанымен, олардың белгілі бір салалардағы теңдесі жоқ өнімділігі, әсіресе өте жоғары температуралық беріктік, термиялық шаршау және тозуға төзімділік — олардың озық технологиядағы маңызды рөлін қамтамасыз етеді.