鈷基高溫合金檢視原始碼討論檢視歷史
| 鈷基高溫合金 |
鈷基高溫合金是含鈷量40～65%的奧氏體高溫合金。在730～1100條件下具有一定的高溫強度、良好的抗熱腐蝕和抗氧化能力。適於製作航空噴氣發動機、工業燃氣輪機、艦船燃氣輪機的導向葉片和噴嘴導葉以及柴油機噴嘴等。
簡介
鈷基高溫合金是高溫合金中的一種，它是以鈷作為主要成分，含有相當數量的鎳、鉻、鎢和少量的鉬、鈮、鉭、鈦、鑭等合金元素，偶而也還含有鐵的一類合金。根據合金中成分不同，它們可以製成焊絲，粉末用於硬面堆焊，熱噴塗、噴焊等工藝，也可以製成鑄鍛件和粉末冶金件。鈷基高溫合金的典型牌號有：Hayness188，Haynes25(L-605),Alloy S-816,UMCo-50，MP-159，FSX-414，X-40，Stellite6B等，中國相應牌號有：GH5188(GH188)，GH159，GH605，K640，DZ40M等。我國對鈷基高溫合金研究比較深入（國內典型的研究與推廣單位有鋼鐵研究總院與北京融品科技有限公司等）。與其它高溫合金不同，鈷基高溫合金不是由與基體牢固結合的有序沉澱相來強化，而是由已被固溶強化的奧氏體fcc基體和基體中分布少量碳化物組成。鑄造鈷基高溫合金卻是在很大程度上依靠碳化物強化。純鈷晶體在417℃以下是密排六方（hcp）晶體結構，在更高溫度下轉變為fcc。為了避免鈷基高溫合金在使用時發生這種轉變，實際上所有鈷基高溫合金由鎳合金化，以便在室溫到熔點溫度範圍內使組織穩定化。鈷基高溫合金具有平坦的斷裂應力-溫度關係，但在1000℃以上卻顯示出比其他高溫下具有優異的抗熱腐蝕性能，這可能是因為該合金含鉻量較高，這是這類合金的一個特徵。
評價
20世紀30年代末期，由於活塞式航空發動機用渦輪增壓器的需要，開始研製鈷基高溫合金。1942年﹐美國首先用牙科金屬材料Vitallium (Co-27Cr-5Mo-0.5Ti)製作渦輪增壓器葉片取得成功。在使用過程中這種合金不斷析出碳化物相而變脆。因此﹐把合金的含碳量降至0.3%，同時添加2.6%的鎳，以提高碳化物形成元素在基體中的溶解度，這樣就發展成為HA-21合金。40年代末，X-40和HA-21製作航空噴氣發動機和渦輪增壓器鑄造渦輪葉片和導向葉片，其工作溫度可達850-870℃。1953年出現的用作鍛造渦輪葉片的S-816，是用多種難熔元素固溶強化的合金。從50年代後期到60年代末，美國曾廣泛使用過4種鑄造鈷基合金：WI-52，X-45，Mar-M509和FSX-414。變形鈷基合金多為板材，如L-605用於製作燃燒室和導管。1966年出現的HA-188，因其中含鑭而改善了抗氧化性能。蘇聯用於製作導向葉片的鈷基合金∏K4﹐相當於HA-21。鈷基合金的發展應考慮鈷的資源情況。鈷是一種重要戰略資源，世界上大多數國家缺鈷，以致鈷基合金的發展受到限制。[1]