آلیاژ کبالت
پاورپوینت آلیاژهای پایه کبالت و سوپر آلیاژهای آن
خواص فیزیکی فلز کبالت
– نقطه ذوب کبالت ۱۴۹۵ C
– نقطه جوشC 2870
– دانسیته ۸٫۹
– شعاع اتمی ۱٫۶۷
– شعاع یونی A 0.745
– کبالت در دماهای بالاتر از ۴۲۷C بصورت FCC و در دمای پایین‌تر از آن بصورت HCP است.
اکسایش آلیاژهای کبالت
همانند ابر آلیاژهای نیکل مهمترین عنصری که برای بهبود مقاومت کبالت در برابر اکسایش به آن اضافه میشود کروم است. شکل زیر نشان می‌دهد که مقدار بحرانی کروم بین ۲۰ تا ۳۰٪ است. که در آن ثابت پوسته شدن برای اکسایش در مقایسه با کبالت خالص کاهش می‌یابد.
– آلیاژ CO-30Cr اساس بسیاری از آلیاژهای مورد استفاده در ساخت ابزارهای جراحی و دندانپزشکی است. این آلیاژ در برابر خوردگی در ۲۵۰ c بسیار مقاوم است تاثیر عناصر دیگر بر اکسایش و مقاومت در برابر خوردگی را باید بررسی کرد. آلیاژهای دو تایی CO-5Si و CO-10Al مقاومت خوبی در برابر اکسایش نشان می دهند. و آلیاژ CO-Al خواصی بهتری از آلیاژ CO-Cr دارد. درهر حال آلیاژهای دوتایی CO-Al در دمای بالا استحکام کافی ندارند. تا بتوان آنها را پایه ای برای ساخت آلیاژهای کبالت در نظر گرفت.
– آهن و نیکل بی‌تاثیرند ولی منگنز تمایل به پوسته شدن را افزایش می دهد. در برخی موارد مولیبدن، وانادیم و تنگستن مضرند. کروم در این آلیاژها نیز مانند آلیاژهای نیکل عنصر اصلی است.
استحاله آلوتروپیک در کبالت
واکنش تبدیل فاز α به فاز ε اترمال بوده و درسیکل گرمایش دارای طبیعت برگشت پذیری است . در حین سرد کردن استحاله در درجه حرارت ۳۹۰ درجه سلسیوس اتفاق میافتد. و با گرم کردن مجدد استحاله معکوس در درجه حرارت ۴۳۰ درجه سلسیوس به وقوع میپیوندد . عوامل متالورژیکی از قبیل اندازه دانه اولیه و خلوص مواد بر مقدار فاز Hcp تشکیل شده موثر بوده ،. به طوریکه اگر دانه ها ریز و میزان ناخالصی ها زیاد باشد ،. مقدار فاز Hcp تشکیل شده کمتر خواهد بود. از طرفی انجام کار سرد موجب افزایش مقدار فاز Hcp میشود .
ساختار فازی آلیاژهای دو تایی پایه کبالت
سیستم دو تایی کبالت – کرم
کرم عنصر آلیاژی اصلی در آلیاژ کبالت – کرم میباشد . ساختمان کریستالی کرم مکعبی مرکز دار ( Bcc ) میباشد. که حلالیت آنرا در کبالت Fcc و Hcp محدود مینماید . طبق دیاگرام فاز دوتایی Co-Cr ارائه شده در شکل (۲). حلالیت کرم در فازهای α و ε در دمای ۷۰۰ درجه سلسیوس به ترتیب برابر ۲۰ و ۱۰ درصد وزنی میباشد. با افزایش دما حلالیت کرم افزایش یافته و در دمای ۹۹۱ درجه سلسیوس به ۳۵٫۱ درصد در فاز α می رسد. حداکثر حلالیت کرم در فاز α در دمای ۱۳۱۲ درجه سلسیوس بدست می آید که معادل حدود ۳۹ درصد میباشد .