
Superzlitine na osnovi kobalta so razred visoko zmogljivih kovinskih materialov, zasnovanih za ohranjanje izjemne mehanske trdnosti, površinske stabilnosti in odpornosti proti koroziji pri izjemno visokih temperaturah, ki pogosto presegajo tiste, pri katerih superzlitine na osnovi niklja začnejo slabeti. So temeljni material za kritične komponente v najzahtevnejših okoljih, zlasti v letalstvu, industrijskih plinskih turbinah in medicinskih vsadkih.
Njihovo vrhunsko delovanje izhaja iz okrepljene kobaltovo-kromove matrice in velike količine trdih, ognjevzdržnih karbidnih delcev.
Izjemna visokotemperaturna trdnost: kobaltove zlitine imajo višja tališča in boljšo vročo trdoto ter odpornost proti lezenju kot nikljeve zlitine pri temperaturah nad 1000 °C (1832 °F). To pomeni, da se upirajo mehčanju in deformaciji pod obremenitvijo pri temperaturah blizu tališča.
Izjemna odpornost proti obrabi in trganju: njihova inherentna trdota, ki jo pogosto poveča mreža trdih karbidov, zagotavlja odlično odpornost proti abrazivni obrabi, obrabi z lepilom (raztrganje) in strganju. Zaradi tega so idealni za obrabne aplikacije.
Odlična odpornost na vročo korozijo in oksidacijo: Visoka vsebnost kroma (pogosto več kot 20 %) tvori zaščitno, sprijeto oblogo kromovega oksida (Cr₂O₃), ki je odporna na razgradnjo v oksidacijskih in sulfidizirajočih atmosferah.
Vrhunska toplotna odpornost proti utrujenosti: prenesejo lahko ponavljajoče se cikle segrevanja in ohlajanja brez razpok, kar je kritična lastnost komponent, kot so turbinske lopatice.
Delovanje kobaltovih superzlitin izhaja iz več ključnih mehanizmov:
Okrepitev s trdno raztopino: Elementi, kot sta volfram (W) in molibden (Mo), se raztopijo v kobaltovem matriksu in ovirajo gibanje dislokacij.
Izločanje karbidov: Tvorba trdih karbidov (npr. Cr₇C3, Cr₂₃C₆, WC, TaC) v celotni mikrostrukturi zagotavlja izjemno odpornost proti lezenju in obrabi. Velikost, vrsta in porazdelitev teh karbidov so ključni za delovanje.
Alotropija kobalta: Kobalt je pri segrevanju podvržen fazni transformaciji in ta lastnost se izkorišča za izboljšanje lastnosti s toplotno obdelavo in termomehansko obdelavo.
Superzlitine na osnovi kobalta so nepogrešljive v aplikacijah, kjer napaka ni možnost.
Turbine za letalsko in vesoljsko proizvodnjo: uporabljajo se za stacionarne komponente, kot so:
Turbinske lopatice in vodilne lopatice šob: kjer se srečamo z najvišjimi temperaturami plina in je odpornost proti lezenju najpomembnejša.
Industrijske obrabne komponente: osnova za zlitine Stellite™, ki se uporabljajo za:
Sedeži in obloga ventilov pri visokotlačnih in visokotemperaturnih ventilih.
Žice in palice za trdo navarjanje za premaz kritičnih obrabnih površin na orodjih in strojih.
Objemke črpalke, gredi in rezalni noži.
Medicinski vsadki: Uporabljajo se v ortopedskih vsadkih (zlasti za naležne površine kovina na kovino) zaradi njihove odlične biokompatibilnosti, odpornosti proti obrabi in odpornosti proti koroziji v človeškem telesu.
Naslednja tabela povzema ključne funkcije za hiter pregled:
| Funkcija | Opis | Prednost |
| Osnovni element | Kobalt (Co) z visoko vsebnostjo kroma (Cr). | Zagotavlja osnovno matriko za visokotemperaturno delovanje in odpornost proti koroziji. |
| Ključni ojačevalci | Volfram (W), molibden (Mo) in ogljik (C) za tvorbo karbida. | Daje visokotemperaturno trdnost, odpornost proti lezenju in odpornost proti obrabi. |
| Delovna temperatura | Zelo visoka, nad 1000 °C (1832 °F). | Omogoča večjo učinkovitost motorja in zmogljivost v ekstremnih okoljih. |
| Ključne lastnosti | Trdota pri vročini, odpornost proti lezenju, odpornost proti obrabi in koroziji. | Edinstvena kombinacija za najtežje pogoje uporabe. |
| Pogosti obrazci | Lite komponente, kovane palice/plošče, prah za HIP, zlitine za trdo navarivanje. | Vsestranska izdelava tako za kompleksne dele skoraj mrežaste oblike kot za zaščitne premaze. |
| Primarne industrije | Aerospace, proizvodnja energije, medicina, kemikalija in petrokemika. | Material izbire, kjer se združijo ekstremne temperature in obraba. |
Če povzamemo, Superzlitine na osnovi kobalta so nišni, a kritični materiali, ki premikajo meje visokotemperaturnega inženirstva. Čeprav so pogosto dražje in gostejše od nikljevih superzlitin, njihova neprimerljiva zmogljivost na določenih področjih – zlasti trdnost pri zelo visokih temperaturah, toplotna utrujenost in odpornost proti obrabi – zagotavlja njihovo ključno vlogo v napredni tehnologiji.