कोबाल्ट आधारित मिश्र धातु कास्टिंग

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु एक कठोर मिश्र धातु है जो विभिन्न प्रकार के घिसाव, संक्षारण और उच्च तापमान ऑक्सीकरण का सामना कर सकती है। कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातुएं मुख्य घटक के रूप में कोबाल्ट पर आधारित होती हैं, जिसमें काफी मात्रा में निकेल, क्रोमियम, टंगस्टन जैसे मिश्रधातु रासायनिक तत्व और थोड़ी मात्रा में मोलिब्डेनम, नाइओबियम, टैंटलम, टाइटेनियम, लैंथेनम और कभी-कभी लोहा जैसे मिश्रधातु तत्व होते हैं। . मिश्र धातु की विभिन्न संरचना के अनुसार, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु को वेल्डिंग तार में बनाया जा सकता है, और पाउडर का उपयोग कठोर सतह वेल्डिंग, थर्मल छिड़काव, स्प्रे वेल्डिंग और अन्य प्रक्रियाओं के लिए किया जा सकता है, और इसे भी बनाया जा सकता हैकास्टिंग्स, फोर्जिंग और पाउडर धातुकर्म भाग। अंतिम उपयोग के आधार पर वर्गीकृत, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं को कोबाल्ट-आधारित पहनने-प्रतिरोधी मिश्र धातुओं, कोबाल्ट-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं और कोबाल्ट-आधारित समाधान संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं में विभाजित किया जा सकता है। सामान्य परिचालन स्थितियों में, वे पहनने के लिए प्रतिरोधी और उच्च तापमान प्रतिरोधी या पहनने के लिए प्रतिरोधी और संक्षारण प्रतिरोधी दोनों होते हैं। कुछ परिचालन स्थितियों के लिए एक ही समय में उच्च तापमान, घिसाव और संक्षारण प्रतिरोध की भी आवश्यकता हो सकती है। काम करने की स्थितियाँ जितनी जटिल होंगी, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं के फायदे उतने ही अधिक स्पष्ट होंगे।

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं के गुण
कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय में मुख्य कार्बाइड MC, M23C6 और M6C हैं। कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में, M23C6 धीमी गति से ठंडा होने के दौरान अनाज की सीमाओं और डेंड्राइट्स के बीच अवक्षेपित होता है। कुछ मिश्रधातुओं में, महीन M23C6 मैट्रिक्स γ के साथ एक यूटेक्टिक बना सकता है। एमसी कार्बाइड कण इतने बड़े होते हैं कि सीधे तौर पर अव्यवस्थाओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं डालते हैं, इसलिए मिश्र धातु पर मजबूत प्रभाव स्पष्ट नहीं होता है, जबकि बारीक बिखरे हुए कार्बाइड का अच्छा मजबूत प्रभाव होता है। अनाज सीमा (मुख्य रूप से M23C6) पर स्थित कार्बाइड अनाज सीमा को खिसकने से रोक सकते हैं, जिससे सहनशक्ति में सुधार होता है। कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय HA-31 (X-40) की सूक्ष्म संरचना एक फैला हुआ सुदृढ़ीकरण चरण (CoCrW)6 C-प्रकार कार्बाइड है। टोपोलॉजिकल क्लोज पैक चरण जो कुछ कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में दिखाई देते हैं, जैसे कि सिग्मा चरण हानिकारक होते हैं और मिश्र धातु को भंगुर बनाते हैं।

कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातुओं में कार्बाइड की तापीय स्थिरता अच्छी होती है। जब तापमान बढ़ता है, तो कार्बाइड संचय की वृद्धि दर निकल-आधारित मिश्र धातु में γ चरण की वृद्धि दर से धीमी होती है, और मैट्रिक्स में फिर से घुलने का तापमान भी अधिक होता है (1100 डिग्री सेल्सियस तक) . इसलिए, जब तापमान बढ़ता है, तो कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु की ताकत आम तौर पर धीरे-धीरे कम हो जाती है। कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में अच्छा तापीय संक्षारण प्रतिरोध होता है। इस संबंध में कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुएं निकल-आधारित मिश्र धातुओं से बेहतर क्यों हैं, इसका कारण यह है कि कोबाल्ट सल्फाइड (जैसे Co-Co4S3 यूटेक्टिक, 877 ℃) का पिघलने बिंदु निकल की तुलना में अधिक है (उदाहरण के लिए, Ni-Ni3S2 यूटेक्टिक) (645 डिग्री सेल्सियस) उच्च है, और कोबाल्ट में सल्फर की प्रसार दर निकल की तुलना में बहुत कम है कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में निकल-आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में अधिक क्रोमियम सामग्री होती है, वे मिश्र धातु की सतह पर क्षार धातु सल्फेट (जैसे कि Cr2O3 सुरक्षात्मक परत जो Na2SO4 द्वारा संक्षारित होती है) की एक सुरक्षात्मक परत बना सकते हैं, हालांकि, ऑक्सीकरण प्रतिरोध कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु आम तौर पर निकल-आधारित मिश्र धातु की तुलना में बहुत कम होती है।

अन्य सुपरअलॉय से भिन्न, कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय को मैट्रिक्स से मजबूती से बंधे एक क्रमबद्ध वर्षा चरण द्वारा मजबूत नहीं किया जाता है, बल्कि एक ऑस्टेनाइट एफसीसी मैट्रिक्स से बना होता है जिसे ठोस समाधान द्वारा मजबूत किया गया है और मैट्रिक्स में थोड़ी मात्रा में कार्बाइड वितरित किए गए हैं। कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय की कास्टिंग कार्बाइड मजबूती पर बहुत अधिक निर्भर करती है। शुद्ध कोबाल्ट क्रिस्टल में 417 डिग्री सेल्सियस से नीचे एक हेक्सागोनल क्लोज पैक्ड (एचसीपी) क्रिस्टल संरचना होती है, जो उच्च तापमान पर एफसीसी में बदल जाती है। कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय के उपयोग के दौरान इस परिवर्तन से बचने के लिए, कमरे के तापमान से पिघलने बिंदु तापमान तक संरचना को स्थिर करने के लिए व्यावहारिक रूप से सभी कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु को निकल के साथ मिश्रित किया जाता है। कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में एक फ्लैट फ्रैक्चर तनाव-तापमान संबंध होता है, लेकिन अन्य उच्च तापमान की तुलना में 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर बेहतर थर्मल संक्षारण प्रतिरोध दिखाते हैं।

कोबाल्ट-आधारित मिश्रधातुओं का ऊष्मा उपचार
कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में कार्बाइड कणों का आकार और वितरण और अनाज का आकार बहुत संवेदनशील होता हैकलाकारों के चुनाव की प्रक्रिया. कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु कास्टिंग भागों की आवश्यक सहनशक्ति शक्ति और थर्मल थकान गुणों को प्राप्त करने के लिए, कास्टिंग प्रक्रिया मापदंडों को नियंत्रित किया जाना चाहिए। कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं को मुख्य रूप से कार्बाइड की वर्षा को नियंत्रित करने के लिए गर्मी उपचार की आवश्यकता होती है। कास्ट कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं के लिए, पहले उच्च तापमान वाले ठोस घोल का उपचार करें, आमतौर पर लगभग 1150 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, ताकि कुछ एमसी-प्रकार के कार्बाइड सहित सभी प्राथमिक कार्बाइड ठोस घोल में घुल जाएं; फिर, उम्र बढ़ने का उपचार 870-980°C पर किया जाता है। कार्बाइड को फिर से अवक्षेपित करें।

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं के सामान्य ग्रेड
सामान्य कोबाल्ट-आधारित उच्च तापमान मिश्र धातुओं के विशिष्ट ग्रेड हैं: 2.4778 (डीआईएन एन 10295 के अनुसार) हेनेस 188, हेन्स 25 (एल-605), मिश्र धातु एस-816, यूएमसीओ-50, एमपी-159, एफएसएक्स-414, एक्स -40, स्टेलाइट 6बी, ग्रेड 31, आदि, चीनी ब्रांड हैं: GH5188 (GH188), GH159, GH605, K640, DZ40M इत्यादि।

कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु कास्टिंग के अनुप्रयोग
आम तौर पर, कोबाल्ट-आधारित सुपरअलॉय में सुसंगत सुदृढ़ीकरण चरणों का अभाव होता है। यद्यपि मध्यम तापमान पर ताकत कम होती है (निकल-आधारित मिश्र धातुओं का केवल 50-75%), उनमें उच्च शक्ति, अच्छा थर्मल थकान प्रतिरोध, घर्षण प्रतिरोध, बेहतर वेल्डेबिलिटी और 980 डिग्री सेल्सियस के तापमान से ऊपर थर्मल संक्षारण प्रतिरोध होता है। इसलिए, कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातु कास्टिंग मुख्य रूप से विमानन जेट इंजन, औद्योगिक गैस टर्बाइन, नौसेना गैस टर्बाइन और डीजल इंजन नोजल आदि के लिए गाइड वेन और नोजल गाइड वेन बनाने के लिए उपयुक्त हैं।