تستخدم سبائك الكوبالت والكروم حيث تكافح الصلبات العادية مع ارتداء الملصق والتهاب أو درجة حرارة مرتفعة أو مزيج من هذه الآليات.التطبيقات الصناعية النموذجية تشمل كرات الصمامات والمقاعدأجزاء العمل الساخن، أجزاء التطويق، الرواسب الصلبة والأسطح المحددة.
ومع ذلك، "سبائك الكوبالت والكروم" ليس مواصفات كاملة للمواد.
يمكن أن يغير إضافة التنغستن والموليبدينوم والكربون والنيكل والسيليكون والحديد بشكل كبير من بنية السبائك الصغيرة وسلوك الخدمة. طريق التصنيع هو بنفس القدر من الأهمية.مكونات Co-Cr-W المصبوبة، لا ينبغي أن يتوقع أن يتصرف جزء معدني مسحوق Co-Cr-Mo وترسانة الكوبالت المصفحة بشكل متطابق حتى عندما تظهر تحليلها الكيميائي مماثلة.
واحدة من أهم أسئلة اختيار المواد هي ما إذا كان التنغستن أو الموليبدينوم يجب أن يوفر التأثير الإضافي الرئيسي.
يمكن لكل من العناصر تقوية مصفوفة غنية بالكوبالت والمشاركة في تكوين الكربيد. ومع ذلك ، فإن تأثيراتها ليست قابلة للتبادل.
هذه المقالة تشرح:
تتضمن سبائك الكوبالت الصناعية المقاومة للارتداء عادةً مصفوفة غنية بالكوبالت ومراحل صلبة متناثرة.
الكوبالت يوفر المصفوفة الأساسية. الكروم يدعم مقاومة التآكل والأكسدة ويشارك أيضًا في تكوين الكربيد. الكربون يسيطر على كمية ونوع الكربيد الذي يمكن أن يتشكل.التولفستين أو الموليبدينوم قد يعزز المصفوفة، تغير الكيمياء الكربيد وتأثير سلوك درجة حرارة مرتفعة.
يمكن أن تشمل البنية الدقيقة:
تؤكد ASM الدولية أن بنية سبائك الكوبالت وخصائصها وسلوك ارتداءها تعتمد على كل من التركيب الكيميائي وطريقة التصنيع.مصفوفة كصلبة أو متماسكة عن طريق عمليات المعادن الغازية.
المصدر: ASM الاحتكاك والارتداء في سبائك قاعدة الكوبالت.
التونغستين هو عنصر صلب للنار ثقيل مع نقطة انصهار عاليةيمكن أن يسهم من خلال تعزيز محلول صلب والمشاركة في تشكيل الكربيد الصلب أو المرحلة المعقدة.
ذرات التولفستين أكبر وأثقل بكثير من ذرات الكوبالت عندما يذوب التولفستين في المصفوفة الغنية بالكوبالتالفرق في حجم الذرة يخلق التوتر الشبكة التي تجعل حركة الانحراف أكثر صعوبة.
هذا يمكن أن يدعم:
يعتمد التأثير المفيد على كمية التنغستن المتبقية في المحلول بدلاً من التركيز في الكربيدات أو المناطق المنفصلة.
عندما يكون الكربون كافياً متاحاً ، يمكن أن يشارك التنغستن في تكوين الكربيد. اعتماداً على الكيمياء الكاملة وظروف التصلب ، قد يحتوي السبائك على الكربيدات الغنية بالكروم ،الكربيدات الغنية بالوترفستم أو الكربيدات المختلطة المعادن المعقدة.
يمكن للكربيدات الصلبة تحسين مقاومة الارتداء عن طريق مقاومة:
ومع ذلك ، يجب أن تكون الكربيدات مدعومة بشكل كاف من قبل المصفوفة. يمكن أن يؤدي عدد كبير من الكربيدات في مصفوفة ضعيفة أو منفصلة للغاية إلى التشقق وسحب الكربيد.
التلفستين لديه انتشار منخفض ويمكن أن يسهم في قوة درجات الحرارة المرتفعة والاستقرار الهيكلي. وهذا يجعل سبائك Co-Cr-W جذابة لارتداء الساخن ،تطبيقات القطع الساخن والصمام أو الختم عالية درجة الحرارة.
لا يزال يتعين التحقق من النتيجة عند درجة الحرارة الفعليةالتوسع الحراري وتوتر الاتصال يمكن أن تهيمن على الأداء حتى عندما تكون صلابة درجة حرارة الغرفة مرتفعة.
التلفستين أكثر كثافة بكثير من الموليبدينوم. وبالتالي يمكن أن تزيد إضافات التلفستين العالية من كثافة المكونات أو الطبقة المستودعة.
ويمكن أن يزداد التنغستن أيضا:
النسبة المئوية الاسمية من التنغستن ليست دليلا كافيا على أن العنصر موزعة بشكل موحد من خلال صب كبير.
الموليبدينوم هو أيضًا عنصر سبيكة مقاوم للنار. يمكن أن يقوي مصفوفة الكوبالت ، ويشارك في تكوين الكربيد والتأثير على سلوك التآكل.
الموليبدينوم المذاب في المصفوفة الغنية بالكوبالت يمكن أن يعيق حركة الانحراف وتحسين قوة المصفوفة.
وجدت الأبحاث التي تقارن سبائك CoCrNi و CoCrW و CoCrMo في المعادن الغبارية أن النيكل والوترفستين والموليبدينوم ينتجون توازنات مراحل مختلفة وقيم صلابة واستجابات ارتداء درجات حرارة عالية.وجدت الدراسة أيضا أن معامل الاحتكاك لم يتنبأ مباشرة معدل ارتداء.
نظرًا لأن العينات قد تم إنتاجها عن طريق المعادن في مسحوق تحت تركيبات وشروط اختبار محددة ، فلا ينبغي نقل الترتيب مباشرة إلى الصب الرملي أو الودائع المطاطية.
المصدر: تأثير Ni و W و Mo على سبائك CoCr Matrix.
يمكن للموليبدينوم دخول الكربيدات المعقدة وتعديل توزيعها ومورفولوجيتها واستقرارها. كما هو الحال مع التنغستن ، يعتمد التأثير بشكل كبير على الكربون والكروم.
الموليبدينوم لا يخلق مقاومة الارتداء بشكل مستقل. فوائده تعتمد على ما إذا كان المعالجة الحرارية أو طريق التجمد يخلق:
الكروم عادة ما يكون العنصر الرئيسي المتحول في سبائك الكوبالت والكروم.يمكن للموليبدينوم تعديل سلوك الفيلم السلبي ويمكن أن يحسن المقاومة في بعض البيئات التي تحتوي على الكلوريد أو الحد من.
وجدت دراسة Co-30Cr-6Mo في محلول يحتوي على كلوريد وبيكربونات أن الكروم والموليبدينوم قمع حل الكوبالت وأحدث سلوكًا سلبيًا يشبه الكروم.
استخدمت الدراسة محلولًا فيزيولوجيًا محاكيًا ، وليس عملية سماد صناعي أو حمضي. تظهر نتائجها آلية ولكنها لا تستحق سبيكة لخدمة المناجم أو المواد الكيميائية أو حقول النفط.قد لا يزال من الضروري اختبار سائل العملية الفعلي.
المصدر: سلوكيات التخريب والتآكل من الكوبالت وسبائك Co-Cr-Mo.
يمكن لبعض أنظمة Co-Cr-Mo توفير توازن موات بين قوة المصفوفة ومرونة ودعم الكربيد. وهذا يمكن أن يقلل من ميل الجسيمات الصلبة إلى الانفصال تحت اتصال الانزلاق.
ومع ذلك ، فإن Co-Cr-Mo ليس أقوى تلقائيًا من كل سبائك Co-Cr-W. يمكن للكربون وعيوب الصب ومعالجة الحرارة وسماكة القطاع ودرجة حرارة الاختبار عكس الترتيب الظاهري.
| عامل الاختيار | الاتجاه المشترك | اتجاه الكورمو | المهارات المطلوبة |
|---|---|---|---|
| صلابة الحرارة | في كثير من الأحيان سبب تصميم قوي لاستخدام W | يمكنه أن يعمل أيضاً في درجات حرارة مرتفعة | اختبار صلابة الحرارة أو ارتداء الحرارة الفعلية |
| الارتداء والإزعاج من الملصق | غالباً ما يُعتبر للامساك الحاد مع المعدن مع المعدن | قد تكون مقاومة أيضاً للكربون و المصفوفة | زوج الاتصال والحمل والسرعة والتشحيم |
| التآكل القطع | قد تساهم المراحل الصلبة التي تحتوي على W | يمكن أن تسهم الكربيدات التي تحتوي على Mo وقوة المصفوفة | نوع و حجم و الحمل و الاصطدام |
| التآكل | الكروم لا يزال العنصر الرئيسي المضغوط | قد تفيد Mo بعض البيئات الكلورية أو الحد من | اختبار تآكل السوائل العملية أو التآكل الثنائي |
| الكثافة | أعلى عند إضافة W الكبير | كثافة إضافة أقل من محتوى W المكافئ | مراجعة وزن المكونات وكتلة الدوران |
| فصل الصب | الإضافات الثقيلة من الـ W تتطلب مراقبة دقيقة | (مو) يفرق أيضاً ولكن بطريقة مختلفة | رسم خرائط الكيمياء واختيار عينات تمثيلية |
| قابلية التصنيع | المراحل الصلبة يمكن أن تجعل من الصعب التصنيع | يمكن أن تكون صعبة أيضا اعتمادا على كسر الكربيد | إعفاء الأدوات والآلات |
| لحام وتصنيع الصلبة | يجب أن تأخذ التركيبة بعين الاعتبار التخفيف والكراك | نفس المتطلبات؛ مو لا يلغي خطر لحام | مؤهلات الإجراءات وكيمياء المعادن المستودعة |
| التكلفة والتوافر | التلفستين قد يخلق تعرضا أعلى للمواد الخام | أسعار الموليبدينوم تختلف أيضا | مراجعة الأسعار الحالية وسلسلة التوريد |
هذه هي الاتجاهات الهندسية، وليس ترتيبات مضمونة.
وجدت دراسة أجريت في عام 2020 سلوكًا مختلفًا للتجارب والارتداء بين سبائك CoCrW و CoCrMo المنتجة بواسطة مسحوق من درجة حرارة الغرفة إلى 1000 درجة مئوية.وجدت دراسة منفصلة من سبائك الأسنان المحددة Co-Cr-Mo و Co-Cr-W-Mo أن مادة Co-Cr-Mo التي تم اختبارها لديها مقاومة أفضل للارتداء في ظروفها الخاصة.
وعلى العكس من ذلك ، أظهرت الأبحاث حول رواسب الأسلاك اللحامية CoCrMo و CoCrW على رصيف السوبر سبرايت اختلافات تعتمد على الحالة في التعب والارتداء عند درجات الحرارة العالية.
هذه النتائج تعزز مبدأً رئيسيًا واحدًا: تعتمد تصنيفات الأداء على التكوين الدقيق وطريقة التصنيع والهيكل الدقيق وطريقة الاختبار.
المصادر: دراسة سبائك CoCr Matrix ، دراسة هطول Co-Cr-Mo و Co-Cr-W-Mo ، و CoCrMo مقابل رواسب لحام CoCrW.
التولفستين والموليبدينوم لا يمكن تقييمها بدون الكربون.
الكربون يتحكم في الكمية المحتملة لتشكيل الكربيد. قد يعتمد سبيكة أقل كربونًا بشكل أكبر على تقوية المحلول الصلب وسلوك المصفوفة.يمكن أن يحتوي سبيكة ذات الكربون العالي على كسر كربيد أكبر وقسوة أعلى ولكن تقليل اللون.
| اتجاه مستوى الكربون | التوجه المنتظر في الهيكل الدقيق | الفائدة المحتملة | المخاطر المحتملة |
|---|---|---|---|
| انخفاض الكربون | نسبة كربيد أقل؛ مصفوفة أكثر استمرارية | صلابة أفضل واستجابة للصدمات الحرارية | تقليل المقاومة للكساح الشديد |
| الكربون المتوسط | المصفوفة المتوازنة والكربيد | مزيج من المقاومة للكآبة واللبس | يتطلب صب و معالجة حرارية |
| كربون أعلى | إمكانية أكبر لتشكيل الكربيد | صلابة أعلى ومقاومة للكساحات | الهشاشة وشبكات الكربيد والتشقق |
| الكربون المحلي المرتفع جداً بسبب الفصل | المناطق الغنية بالكربيد غير المتساوية | لا توجد ميزة هندسية موثوق بها | مسارات الشقوق المحلية والمعدات غير المتسقة |
يعتمد محتوى الكربون الصحيح على المكون وآلية الفشل.
مقعد صمام يتعرض لارتداء الملصق والتآكل والاتصال الختم لا يتطلب نفس توازن المصفوفة الكربوهيدراتية كما الطبقة الصلبة المعرضة للكش العضلي.
مصطلح "سبائك الكوبالت التنغستن" يمكن أن يخلق الارتباك.
سبائك Co-Cr-W المصبوب أو المستودع يحتوي على الكوبالت كالمصفوفة الرئيسية مع الكروم والوترفستين والكربون وغيرها من الإضافات.
الكربيد المصبوغ WC-Co هو نظام مادة مختلف يتكون أساسًا من جزيئات كربيد التنغستن المرتبطة بكمية أقل من الكوبالت.يتم إنتاجه عادةً عن طريق عمليات المعادن في مسحوق والمعادن.
| نظام المواد | المرحلة الصعبة الرئيسية | المربط الرئيسي أو المصفوفة | طريق الإنتاج النموذجي |
|---|---|---|---|
| سبيكة Co-Cr-W | الكربيدات التي تحتوي على الكروم والوتفورمغن | مصفوفة معدنية غنية بالكوبالت | صب، صب الصلبة، تثبيت المسحوق |
| سبيكة Co-Cr-Mo | الكربيدات التي تحتوي على الكروم والموليبدينوم | مصفوفة معدنية غنية بالكوبالت | صب، تصنيع صناعة، مسحوق أو ترسب |
| الكربيد المسمنت WC-Co | كربيد التولفستين | مواد ربط الكوبالت | صمغ المسحوق وتجفيف المرحلة السائلة |
| السبائك المشتركة مع الجسيمات WC المضافة | جزيئات الكربيد التولفستين المقدمة | مصفوفة سبائك الكوبالت | PTA، تغطية بالليزر، HVOF أو طريق ترسب آخر |
تختلف المواد في التكوين، وجزء المراحل، والمعالجة، والصلابة، وقابلية الإصلاح والتكلفة. لا ينبغي أبدا أن تعامل باعتبارها قابلة للتبديل لأن كلاهما يحتوي على الكوبالت والوتفستامين.
يخلق الصب هيكل تجميد التشعاعي. يمكن أن يفصل التنغستن والموليبدينوم والكروم والكربون بين نواة التشعاع والمنطقة المتداخلة.
تشمل عناصر التحكم المهمة في الصب:
يمكن أن تخلق التغييرات الكبيرة في القسم معدلات تبريد مختلفة ومورفولوجيات الكربيد داخل مكون واحد.
يمكن أن توفر طرق المسحوق:
لا ينبغي افتراض النتيجة التي تم الحصول عليها من عينة بحثية في معدنية المسحوق في صب التقليدي.
التعديل يقدم متغيرات إضافية:
تغطي AWS A5.21/A5.21M تصنيف الأقطاب الكهربائية العارية والعصي للوضع على السطح. تشمل الطبعة الحالية لعام 2024 تصنيفات قاعدة الكوبالت.تصنيف المعادن الحاملة يصف المواد الكيميائية المستهلكة أو غير المخففةلا يضمن بمفرده الكيمياء للطبقة النهائية المخففة.
المصدر: AWS A5.21/A5.21M:2024.
يمكن استخدام مسحوق سبيكة الكوبالت لعمليات ترسب مختلفة ، ولكن يجب أن يتطابق حجم الجسيمات وتركيبها وكيميائها مع المعدات.
الطلاء النهائي يعتمد على:
لا ينبغي استخدام مسحوق مناسب لعملية واحدة تلقائيًا في عملية أخرى.
بالنسبة للانزلاق من المعدن إلى المعدن، اسأل:
قد يكون سبيكة Co-Cr-W جذابة من أجل صلابة الحرارة ومقاومة التهابات ، ولكن يجب أن يشمل الاختيار النهائي النهاية للأسطح وتوافق السطح.
بالنسبة للكسح المعدني أو الجسيمات، سجل:
قد يكون سبيكة الكوبالت عالية الكربيد مقاومة للكش ، ولكن يمكن أن تصبح عرضة إذا كانت مجموعة الكربيد خشنة جدًا أو ضعيفة الدعم.
لا يمكن التنبؤ بالارتداء التآكل عن طريق اختبار القسوة الجافة.
توفير:
قد يكون الموليبدينوم مفيدًا في بعض البيئات السامة ، ولكن يجب أن يعيد اختبار المختبر السائل الفعلي حيث تكون عواقب الفشل كبيرة.
للخدمة الساخنة، تشمل:
المحتوى العالي من التنغسترون لا يلغي الأكسدة أو التعب الحراري أو الزحف.
| التفتيش | الغرض | قيود مهمة |
|---|---|---|
| طيفية الانبعاثات البصرية | يقيس كيمياء السبائك الرئيسية والعديد من العناصر النزرة | يجب أن تكون إعداد العينة ومعايرها مناسبة لسبائك الكوبالت |
| تحليل الكربون من الاحتراق | يوفر قياسا موثوقا للكربون | يجب عدم استنتاج الكربون من XRF |
| الفلوريسنسية بالأشعة السينية | مفيد لتحديد Co و Cr و W و Mo | غير مناسبة بشكل عام لقياس الكربون بدقة |
| اختبار القسوة | يؤكد الاستجابة الميكانيكية المحلية | لا يحدد تشكيل الكربيد أو صلابة |
| علم المعادن | تقييم التناسخ والكربيدات والثقوبية وتوزيع المراحل | يجب أن يمثل موقع أخذ العينات المكون |
| فحص المواد السائلة | يكتشف انقطاعات سطحية | لا تكشف عن عيوب داخلية |
| صورة بالأشعة السينية أو UT المؤهلة | تقييم التقطعات الداخلية المختارة | الهندسة والبنية الخشنة يمكن أن تؤثر على الحساسية |
| فحص الأبعاد | يؤكد الملاءمة والهندسة الختامية والمعالجة | لا يتحقق من المعادن |
| مؤشر مؤشر الأسهم | يساعد على منع خلط السبائك | يجب أن تحدد الطريقة الاختلافات بين W/Mo ولا يمكن أن تحل محل الكيمياء المختبرية الكاملة |
يجب أن تحدد خطة التفتيش مواقع الاختبار ومعايير القبول قبل الإنتاج.
توفير:
تجنب طلب "أعلى سبيكة من التنغستن" أو "أقصى صلابة" دون بيانات تشغيل. يمكن أن يزيد محتوى السبيكة من التكلفة والكسر دون حل الفشل الفعلي.
لمكونات سبيكة الكوبالت المصبوب، انظر:
بالنسبة لسطحات الارتداء المتراكمة، انظر:
لمزيد من الخلفية، اقرأ:
هذه الصفحات تصف المنتجات والعمليات المختلفة. يجب تأكيد السبائك والعملية من رسم العميل ، وحالة الخدمة ومتطلبات القبول.
تقدم هذه المقالة إرشادات عامة لاختيار المواد. لا تثبت أن Co-Cr-W أو Co-Cr-Mo متفوقة عالميا.
يظل اختيار المواد النهائي مسؤولية مالك المعدات والمهندس المسؤول والمشتري والشركة المصنعة بموجب مواصفات متفق عليها.
صب، طحن، معالجة، رذاذ حرارية واللحام المواد التي تحتوي على الكوبالت يمكن أن تولد غبار أو دخان تحمل الكوبالت.الإبتلاع واللمس بالجلد أو العين كطرق للتعرض للغبار والدخان المعدني الكوبالت ويحدد الجهاز التنفسي والجلد بين الأعضاء المستهدفة.
استخدام تقييم صحي صناعي موثوق به، أو حجرة عملية أو تهوية مخرج محلية، والنظافة الملائمة ومعدات حماية شخصية محددة للمهمة.يجب أن يستند اختيار جهاز التنفس إلى التعرض المقاس وبرنامج حماية الجهاز التنفسي.
المصادر: دليل NIOSH الجيبي ٪ الغبار والدخان المعدني الكوبالت وNIOSH تهوية النفايات المحلية لللحام.
لا، التونغستين يمكن أن يدعم صلابة الحرارة وقوة المصفوفة، ولكن الأكسدة، وتركيب الكربيد، والتعب الحراري وطريق التصنيع أيضا السيطرة على الأداء.
لا، الموليبدينوم قد يفيد السلبية في بعض البيئات، ولكن محتوى الكروم، كيمياء السوائل، درجة الحرارة وإزالة فيلم ميكانيكي لا تزال مهمة.اختبار وسط العملية الفعلي عندما يكون خطر التآكل كبيرًا.
لا، لديهم كتلة ذرية مختلفة، سلوك الكربيد، التقسيم وتأثيرات المعالجة، الاستبدال يتطلب إعادة تصميم السبائك وتأهيلها.
ليس بالضرورة. الارتداء يعتمد أيضا على دعم الكربيد، صلابة، وضع الاحتكاك، درجة الحرارة، والتآكل والمواد المضادة.
يمكن لـ XRF المساعدة في تحديد الكوبالت والكروم والوترفستين والموليبدينوم ، ولكنه عموما لا يمكن أن يوفر نتيجة الكربون اللازمة للسيطرة على الكربيد. استخدم طريقة تحليل الكربون المناسبة.
لا، الألواح المصبوبة تصلب ككونيات كاملة، وتتأثر الودائع الصلبة بالخفض، وسمك الطبقة، والتبريد والمعدن الأساسي.
كلما أمكن، حدد تصنيفًا عامًا معترفًا به أو خطة كيميائية وقبول متفق عليها. يمكن أن تغطي الأسماء التجارية أشكالًا مختلفة أو متغيرات تاريخية.
يحدد الرسم الهندسي ، ولكن بيانات الخدمة ضرورية أيضًا. قدم معلومات عن آلية التآكل ودرجة الحرارة والمتوسط والحمل والشاشة المقابلة والفشل الحالي.
التنغستن والموليبدينوم كلاهما إضافات قيمة إلى سبائك الكوبالت والكروم ، لكنها تحل مشاكل معدنية مختلفة.
يمكن أن يسهم التنغستن في تعزيز محلول صلب قوي ، والصلابة الساخنة والمراحل الصلبة التي تحتوي على التنغستن. كما يمكن أن يزيد من الكثافة وحساسية الفصل وصعوبة المعالجة.
يمكن للموليبدينوم تقوية المصفوفة الغنية بالكوبالت، والمشاركة في تكوين الكربيد ودعم سلوك التآكل في بيئات معينة.المعالجة الحرارية وطريق التصنيع.
السؤال الصحيح للهندسة ليس:
"هل التلفستين أفضل من الموليبدينوم؟"
إنها:
"أي مزيج من كيمياء المصفوفة، وهيكل الكربيد وعملية التصنيع أفضل معالجة لظروف التآكل والتآكل ودرجة الحرارة الموثقة؟"
إرسال الرسومات، والكيمياء الحالية، والقطع الفاشلة الصور والبيانات التشغيليةصفحة الاتصال لشركة "إيه بي كاستينج"أو البريد الإلكترونيcast@ebcastings.com.
يجب تأكيد جميع متطلبات السبائك والعملية والتفتيش قبل الاقتباس والتصنيع.
استكشف استفسارات المكونات القائمة على الرسومات المتعلقة بهذه المادة أو المكونات المناقشة.
تستخدم سبائك الكوبالت والكروم حيث تكافح الصلبات العادية مع ارتداء الملصق والتهاب أو درجة حرارة مرتفعة أو مزيج من هذه الآليات.التطبيقات الصناعية النموذجية تشمل كرات الصمامات والمقاعدأجزاء العمل الساخن، أجزاء التطويق، الرواسب الصلبة والأسطح المحددة.
ومع ذلك، "سبائك الكوبالت والكروم" ليس مواصفات كاملة للمواد.
يمكن أن يغير إضافة التنغستن والموليبدينوم والكربون والنيكل والسيليكون والحديد بشكل كبير من بنية السبائك الصغيرة وسلوك الخدمة. طريق التصنيع هو بنفس القدر من الأهمية.مكونات Co-Cr-W المصبوبة، لا ينبغي أن يتوقع أن يتصرف جزء معدني مسحوق Co-Cr-Mo وترسانة الكوبالت المصفحة بشكل متطابق حتى عندما تظهر تحليلها الكيميائي مماثلة.
واحدة من أهم أسئلة اختيار المواد هي ما إذا كان التنغستن أو الموليبدينوم يجب أن يوفر التأثير الإضافي الرئيسي.
يمكن لكل من العناصر تقوية مصفوفة غنية بالكوبالت والمشاركة في تكوين الكربيد. ومع ذلك ، فإن تأثيراتها ليست قابلة للتبادل.
هذه المقالة تشرح:
تتضمن سبائك الكوبالت الصناعية المقاومة للارتداء عادةً مصفوفة غنية بالكوبالت ومراحل صلبة متناثرة.
الكوبالت يوفر المصفوفة الأساسية. الكروم يدعم مقاومة التآكل والأكسدة ويشارك أيضًا في تكوين الكربيد. الكربون يسيطر على كمية ونوع الكربيد الذي يمكن أن يتشكل.التولفستين أو الموليبدينوم قد يعزز المصفوفة، تغير الكيمياء الكربيد وتأثير سلوك درجة حرارة مرتفعة.
يمكن أن تشمل البنية الدقيقة:
تؤكد ASM الدولية أن بنية سبائك الكوبالت وخصائصها وسلوك ارتداءها تعتمد على كل من التركيب الكيميائي وطريقة التصنيع.مصفوفة كصلبة أو متماسكة عن طريق عمليات المعادن الغازية.
المصدر: ASM الاحتكاك والارتداء في سبائك قاعدة الكوبالت.
التونغستين هو عنصر صلب للنار ثقيل مع نقطة انصهار عاليةيمكن أن يسهم من خلال تعزيز محلول صلب والمشاركة في تشكيل الكربيد الصلب أو المرحلة المعقدة.
ذرات التولفستين أكبر وأثقل بكثير من ذرات الكوبالت عندما يذوب التولفستين في المصفوفة الغنية بالكوبالتالفرق في حجم الذرة يخلق التوتر الشبكة التي تجعل حركة الانحراف أكثر صعوبة.
هذا يمكن أن يدعم:
يعتمد التأثير المفيد على كمية التنغستن المتبقية في المحلول بدلاً من التركيز في الكربيدات أو المناطق المنفصلة.
عندما يكون الكربون كافياً متاحاً ، يمكن أن يشارك التنغستن في تكوين الكربيد. اعتماداً على الكيمياء الكاملة وظروف التصلب ، قد يحتوي السبائك على الكربيدات الغنية بالكروم ،الكربيدات الغنية بالوترفستم أو الكربيدات المختلطة المعادن المعقدة.
يمكن للكربيدات الصلبة تحسين مقاومة الارتداء عن طريق مقاومة:
ومع ذلك ، يجب أن تكون الكربيدات مدعومة بشكل كاف من قبل المصفوفة. يمكن أن يؤدي عدد كبير من الكربيدات في مصفوفة ضعيفة أو منفصلة للغاية إلى التشقق وسحب الكربيد.
التلفستين لديه انتشار منخفض ويمكن أن يسهم في قوة درجات الحرارة المرتفعة والاستقرار الهيكلي. وهذا يجعل سبائك Co-Cr-W جذابة لارتداء الساخن ،تطبيقات القطع الساخن والصمام أو الختم عالية درجة الحرارة.
لا يزال يتعين التحقق من النتيجة عند درجة الحرارة الفعليةالتوسع الحراري وتوتر الاتصال يمكن أن تهيمن على الأداء حتى عندما تكون صلابة درجة حرارة الغرفة مرتفعة.
التلفستين أكثر كثافة بكثير من الموليبدينوم. وبالتالي يمكن أن تزيد إضافات التلفستين العالية من كثافة المكونات أو الطبقة المستودعة.
ويمكن أن يزداد التنغستن أيضا:
النسبة المئوية الاسمية من التنغستن ليست دليلا كافيا على أن العنصر موزعة بشكل موحد من خلال صب كبير.
الموليبدينوم هو أيضًا عنصر سبيكة مقاوم للنار. يمكن أن يقوي مصفوفة الكوبالت ، ويشارك في تكوين الكربيد والتأثير على سلوك التآكل.
الموليبدينوم المذاب في المصفوفة الغنية بالكوبالت يمكن أن يعيق حركة الانحراف وتحسين قوة المصفوفة.
وجدت الأبحاث التي تقارن سبائك CoCrNi و CoCrW و CoCrMo في المعادن الغبارية أن النيكل والوترفستين والموليبدينوم ينتجون توازنات مراحل مختلفة وقيم صلابة واستجابات ارتداء درجات حرارة عالية.وجدت الدراسة أيضا أن معامل الاحتكاك لم يتنبأ مباشرة معدل ارتداء.
نظرًا لأن العينات قد تم إنتاجها عن طريق المعادن في مسحوق تحت تركيبات وشروط اختبار محددة ، فلا ينبغي نقل الترتيب مباشرة إلى الصب الرملي أو الودائع المطاطية.
المصدر: تأثير Ni و W و Mo على سبائك CoCr Matrix.
يمكن للموليبدينوم دخول الكربيدات المعقدة وتعديل توزيعها ومورفولوجيتها واستقرارها. كما هو الحال مع التنغستن ، يعتمد التأثير بشكل كبير على الكربون والكروم.
الموليبدينوم لا يخلق مقاومة الارتداء بشكل مستقل. فوائده تعتمد على ما إذا كان المعالجة الحرارية أو طريق التجمد يخلق:
الكروم عادة ما يكون العنصر الرئيسي المتحول في سبائك الكوبالت والكروم.يمكن للموليبدينوم تعديل سلوك الفيلم السلبي ويمكن أن يحسن المقاومة في بعض البيئات التي تحتوي على الكلوريد أو الحد من.
وجدت دراسة Co-30Cr-6Mo في محلول يحتوي على كلوريد وبيكربونات أن الكروم والموليبدينوم قمع حل الكوبالت وأحدث سلوكًا سلبيًا يشبه الكروم.
استخدمت الدراسة محلولًا فيزيولوجيًا محاكيًا ، وليس عملية سماد صناعي أو حمضي. تظهر نتائجها آلية ولكنها لا تستحق سبيكة لخدمة المناجم أو المواد الكيميائية أو حقول النفط.قد لا يزال من الضروري اختبار سائل العملية الفعلي.
المصدر: سلوكيات التخريب والتآكل من الكوبالت وسبائك Co-Cr-Mo.
يمكن لبعض أنظمة Co-Cr-Mo توفير توازن موات بين قوة المصفوفة ومرونة ودعم الكربيد. وهذا يمكن أن يقلل من ميل الجسيمات الصلبة إلى الانفصال تحت اتصال الانزلاق.
ومع ذلك ، فإن Co-Cr-Mo ليس أقوى تلقائيًا من كل سبائك Co-Cr-W. يمكن للكربون وعيوب الصب ومعالجة الحرارة وسماكة القطاع ودرجة حرارة الاختبار عكس الترتيب الظاهري.
| عامل الاختيار | الاتجاه المشترك | اتجاه الكورمو | المهارات المطلوبة |
|---|---|---|---|
| صلابة الحرارة | في كثير من الأحيان سبب تصميم قوي لاستخدام W | يمكنه أن يعمل أيضاً في درجات حرارة مرتفعة | اختبار صلابة الحرارة أو ارتداء الحرارة الفعلية |
| الارتداء والإزعاج من الملصق | غالباً ما يُعتبر للامساك الحاد مع المعدن مع المعدن | قد تكون مقاومة أيضاً للكربون و المصفوفة | زوج الاتصال والحمل والسرعة والتشحيم |
| التآكل القطع | قد تساهم المراحل الصلبة التي تحتوي على W | يمكن أن تسهم الكربيدات التي تحتوي على Mo وقوة المصفوفة | نوع و حجم و الحمل و الاصطدام |
| التآكل | الكروم لا يزال العنصر الرئيسي المضغوط | قد تفيد Mo بعض البيئات الكلورية أو الحد من | اختبار تآكل السوائل العملية أو التآكل الثنائي |
| الكثافة | أعلى عند إضافة W الكبير | كثافة إضافة أقل من محتوى W المكافئ | مراجعة وزن المكونات وكتلة الدوران |
| فصل الصب | الإضافات الثقيلة من الـ W تتطلب مراقبة دقيقة | (مو) يفرق أيضاً ولكن بطريقة مختلفة | رسم خرائط الكيمياء واختيار عينات تمثيلية |
| قابلية التصنيع | المراحل الصلبة يمكن أن تجعل من الصعب التصنيع | يمكن أن تكون صعبة أيضا اعتمادا على كسر الكربيد | إعفاء الأدوات والآلات |
| لحام وتصنيع الصلبة | يجب أن تأخذ التركيبة بعين الاعتبار التخفيف والكراك | نفس المتطلبات؛ مو لا يلغي خطر لحام | مؤهلات الإجراءات وكيمياء المعادن المستودعة |
| التكلفة والتوافر | التلفستين قد يخلق تعرضا أعلى للمواد الخام | أسعار الموليبدينوم تختلف أيضا | مراجعة الأسعار الحالية وسلسلة التوريد |
هذه هي الاتجاهات الهندسية، وليس ترتيبات مضمونة.
وجدت دراسة أجريت في عام 2020 سلوكًا مختلفًا للتجارب والارتداء بين سبائك CoCrW و CoCrMo المنتجة بواسطة مسحوق من درجة حرارة الغرفة إلى 1000 درجة مئوية.وجدت دراسة منفصلة من سبائك الأسنان المحددة Co-Cr-Mo و Co-Cr-W-Mo أن مادة Co-Cr-Mo التي تم اختبارها لديها مقاومة أفضل للارتداء في ظروفها الخاصة.
وعلى العكس من ذلك ، أظهرت الأبحاث حول رواسب الأسلاك اللحامية CoCrMo و CoCrW على رصيف السوبر سبرايت اختلافات تعتمد على الحالة في التعب والارتداء عند درجات الحرارة العالية.
هذه النتائج تعزز مبدأً رئيسيًا واحدًا: تعتمد تصنيفات الأداء على التكوين الدقيق وطريقة التصنيع والهيكل الدقيق وطريقة الاختبار.
المصادر: دراسة سبائك CoCr Matrix ، دراسة هطول Co-Cr-Mo و Co-Cr-W-Mo ، و CoCrMo مقابل رواسب لحام CoCrW.
التولفستين والموليبدينوم لا يمكن تقييمها بدون الكربون.
الكربون يتحكم في الكمية المحتملة لتشكيل الكربيد. قد يعتمد سبيكة أقل كربونًا بشكل أكبر على تقوية المحلول الصلب وسلوك المصفوفة.يمكن أن يحتوي سبيكة ذات الكربون العالي على كسر كربيد أكبر وقسوة أعلى ولكن تقليل اللون.
| اتجاه مستوى الكربون | التوجه المنتظر في الهيكل الدقيق | الفائدة المحتملة | المخاطر المحتملة |
|---|---|---|---|
| انخفاض الكربون | نسبة كربيد أقل؛ مصفوفة أكثر استمرارية | صلابة أفضل واستجابة للصدمات الحرارية | تقليل المقاومة للكساح الشديد |
| الكربون المتوسط | المصفوفة المتوازنة والكربيد | مزيج من المقاومة للكآبة واللبس | يتطلب صب و معالجة حرارية |
| كربون أعلى | إمكانية أكبر لتشكيل الكربيد | صلابة أعلى ومقاومة للكساحات | الهشاشة وشبكات الكربيد والتشقق |
| الكربون المحلي المرتفع جداً بسبب الفصل | المناطق الغنية بالكربيد غير المتساوية | لا توجد ميزة هندسية موثوق بها | مسارات الشقوق المحلية والمعدات غير المتسقة |
يعتمد محتوى الكربون الصحيح على المكون وآلية الفشل.
مقعد صمام يتعرض لارتداء الملصق والتآكل والاتصال الختم لا يتطلب نفس توازن المصفوفة الكربوهيدراتية كما الطبقة الصلبة المعرضة للكش العضلي.
مصطلح "سبائك الكوبالت التنغستن" يمكن أن يخلق الارتباك.
سبائك Co-Cr-W المصبوب أو المستودع يحتوي على الكوبالت كالمصفوفة الرئيسية مع الكروم والوترفستين والكربون وغيرها من الإضافات.
الكربيد المصبوغ WC-Co هو نظام مادة مختلف يتكون أساسًا من جزيئات كربيد التنغستن المرتبطة بكمية أقل من الكوبالت.يتم إنتاجه عادةً عن طريق عمليات المعادن في مسحوق والمعادن.
| نظام المواد | المرحلة الصعبة الرئيسية | المربط الرئيسي أو المصفوفة | طريق الإنتاج النموذجي |
|---|---|---|---|
| سبيكة Co-Cr-W | الكربيدات التي تحتوي على الكروم والوتفورمغن | مصفوفة معدنية غنية بالكوبالت | صب، صب الصلبة، تثبيت المسحوق |
| سبيكة Co-Cr-Mo | الكربيدات التي تحتوي على الكروم والموليبدينوم | مصفوفة معدنية غنية بالكوبالت | صب، تصنيع صناعة، مسحوق أو ترسب |
| الكربيد المسمنت WC-Co | كربيد التولفستين | مواد ربط الكوبالت | صمغ المسحوق وتجفيف المرحلة السائلة |
| السبائك المشتركة مع الجسيمات WC المضافة | جزيئات الكربيد التولفستين المقدمة | مصفوفة سبائك الكوبالت | PTA، تغطية بالليزر، HVOF أو طريق ترسب آخر |
تختلف المواد في التكوين، وجزء المراحل، والمعالجة، والصلابة، وقابلية الإصلاح والتكلفة. لا ينبغي أبدا أن تعامل باعتبارها قابلة للتبديل لأن كلاهما يحتوي على الكوبالت والوتفستامين.
يخلق الصب هيكل تجميد التشعاعي. يمكن أن يفصل التنغستن والموليبدينوم والكروم والكربون بين نواة التشعاع والمنطقة المتداخلة.
تشمل عناصر التحكم المهمة في الصب:
يمكن أن تخلق التغييرات الكبيرة في القسم معدلات تبريد مختلفة ومورفولوجيات الكربيد داخل مكون واحد.
يمكن أن توفر طرق المسحوق:
لا ينبغي افتراض النتيجة التي تم الحصول عليها من عينة بحثية في معدنية المسحوق في صب التقليدي.
التعديل يقدم متغيرات إضافية:
تغطي AWS A5.21/A5.21M تصنيف الأقطاب الكهربائية العارية والعصي للوضع على السطح. تشمل الطبعة الحالية لعام 2024 تصنيفات قاعدة الكوبالت.تصنيف المعادن الحاملة يصف المواد الكيميائية المستهلكة أو غير المخففةلا يضمن بمفرده الكيمياء للطبقة النهائية المخففة.
المصدر: AWS A5.21/A5.21M:2024.
يمكن استخدام مسحوق سبيكة الكوبالت لعمليات ترسب مختلفة ، ولكن يجب أن يتطابق حجم الجسيمات وتركيبها وكيميائها مع المعدات.
الطلاء النهائي يعتمد على:
لا ينبغي استخدام مسحوق مناسب لعملية واحدة تلقائيًا في عملية أخرى.
بالنسبة للانزلاق من المعدن إلى المعدن، اسأل:
قد يكون سبيكة Co-Cr-W جذابة من أجل صلابة الحرارة ومقاومة التهابات ، ولكن يجب أن يشمل الاختيار النهائي النهاية للأسطح وتوافق السطح.
بالنسبة للكسح المعدني أو الجسيمات، سجل:
قد يكون سبيكة الكوبالت عالية الكربيد مقاومة للكش ، ولكن يمكن أن تصبح عرضة إذا كانت مجموعة الكربيد خشنة جدًا أو ضعيفة الدعم.
لا يمكن التنبؤ بالارتداء التآكل عن طريق اختبار القسوة الجافة.
توفير:
قد يكون الموليبدينوم مفيدًا في بعض البيئات السامة ، ولكن يجب أن يعيد اختبار المختبر السائل الفعلي حيث تكون عواقب الفشل كبيرة.
للخدمة الساخنة، تشمل:
المحتوى العالي من التنغسترون لا يلغي الأكسدة أو التعب الحراري أو الزحف.
| التفتيش | الغرض | قيود مهمة |
|---|---|---|
| طيفية الانبعاثات البصرية | يقيس كيمياء السبائك الرئيسية والعديد من العناصر النزرة | يجب أن تكون إعداد العينة ومعايرها مناسبة لسبائك الكوبالت |
| تحليل الكربون من الاحتراق | يوفر قياسا موثوقا للكربون | يجب عدم استنتاج الكربون من XRF |
| الفلوريسنسية بالأشعة السينية | مفيد لتحديد Co و Cr و W و Mo | غير مناسبة بشكل عام لقياس الكربون بدقة |
| اختبار القسوة | يؤكد الاستجابة الميكانيكية المحلية | لا يحدد تشكيل الكربيد أو صلابة |
| علم المعادن | تقييم التناسخ والكربيدات والثقوبية وتوزيع المراحل | يجب أن يمثل موقع أخذ العينات المكون |
| فحص المواد السائلة | يكتشف انقطاعات سطحية | لا تكشف عن عيوب داخلية |
| صورة بالأشعة السينية أو UT المؤهلة | تقييم التقطعات الداخلية المختارة | الهندسة والبنية الخشنة يمكن أن تؤثر على الحساسية |
| فحص الأبعاد | يؤكد الملاءمة والهندسة الختامية والمعالجة | لا يتحقق من المعادن |
| مؤشر مؤشر الأسهم | يساعد على منع خلط السبائك | يجب أن تحدد الطريقة الاختلافات بين W/Mo ولا يمكن أن تحل محل الكيمياء المختبرية الكاملة |
يجب أن تحدد خطة التفتيش مواقع الاختبار ومعايير القبول قبل الإنتاج.
توفير:
تجنب طلب "أعلى سبيكة من التنغستن" أو "أقصى صلابة" دون بيانات تشغيل. يمكن أن يزيد محتوى السبيكة من التكلفة والكسر دون حل الفشل الفعلي.
لمكونات سبيكة الكوبالت المصبوب، انظر:
بالنسبة لسطحات الارتداء المتراكمة، انظر:
لمزيد من الخلفية، اقرأ:
هذه الصفحات تصف المنتجات والعمليات المختلفة. يجب تأكيد السبائك والعملية من رسم العميل ، وحالة الخدمة ومتطلبات القبول.
تقدم هذه المقالة إرشادات عامة لاختيار المواد. لا تثبت أن Co-Cr-W أو Co-Cr-Mo متفوقة عالميا.
يظل اختيار المواد النهائي مسؤولية مالك المعدات والمهندس المسؤول والمشتري والشركة المصنعة بموجب مواصفات متفق عليها.
صب، طحن، معالجة، رذاذ حرارية واللحام المواد التي تحتوي على الكوبالت يمكن أن تولد غبار أو دخان تحمل الكوبالت.الإبتلاع واللمس بالجلد أو العين كطرق للتعرض للغبار والدخان المعدني الكوبالت ويحدد الجهاز التنفسي والجلد بين الأعضاء المستهدفة.
استخدام تقييم صحي صناعي موثوق به، أو حجرة عملية أو تهوية مخرج محلية، والنظافة الملائمة ومعدات حماية شخصية محددة للمهمة.يجب أن يستند اختيار جهاز التنفس إلى التعرض المقاس وبرنامج حماية الجهاز التنفسي.
المصادر: دليل NIOSH الجيبي ٪ الغبار والدخان المعدني الكوبالت وNIOSH تهوية النفايات المحلية لللحام.
لا، التونغستين يمكن أن يدعم صلابة الحرارة وقوة المصفوفة، ولكن الأكسدة، وتركيب الكربيد، والتعب الحراري وطريق التصنيع أيضا السيطرة على الأداء.
لا، الموليبدينوم قد يفيد السلبية في بعض البيئات، ولكن محتوى الكروم، كيمياء السوائل، درجة الحرارة وإزالة فيلم ميكانيكي لا تزال مهمة.اختبار وسط العملية الفعلي عندما يكون خطر التآكل كبيرًا.
لا، لديهم كتلة ذرية مختلفة، سلوك الكربيد، التقسيم وتأثيرات المعالجة، الاستبدال يتطلب إعادة تصميم السبائك وتأهيلها.
ليس بالضرورة. الارتداء يعتمد أيضا على دعم الكربيد، صلابة، وضع الاحتكاك، درجة الحرارة، والتآكل والمواد المضادة.
يمكن لـ XRF المساعدة في تحديد الكوبالت والكروم والوترفستين والموليبدينوم ، ولكنه عموما لا يمكن أن يوفر نتيجة الكربون اللازمة للسيطرة على الكربيد. استخدم طريقة تحليل الكربون المناسبة.
لا، الألواح المصبوبة تصلب ككونيات كاملة، وتتأثر الودائع الصلبة بالخفض، وسمك الطبقة، والتبريد والمعدن الأساسي.
كلما أمكن، حدد تصنيفًا عامًا معترفًا به أو خطة كيميائية وقبول متفق عليها. يمكن أن تغطي الأسماء التجارية أشكالًا مختلفة أو متغيرات تاريخية.
يحدد الرسم الهندسي ، ولكن بيانات الخدمة ضرورية أيضًا. قدم معلومات عن آلية التآكل ودرجة الحرارة والمتوسط والحمل والشاشة المقابلة والفشل الحالي.
التنغستن والموليبدينوم كلاهما إضافات قيمة إلى سبائك الكوبالت والكروم ، لكنها تحل مشاكل معدنية مختلفة.
يمكن أن يسهم التنغستن في تعزيز محلول صلب قوي ، والصلابة الساخنة والمراحل الصلبة التي تحتوي على التنغستن. كما يمكن أن يزيد من الكثافة وحساسية الفصل وصعوبة المعالجة.
يمكن للموليبدينوم تقوية المصفوفة الغنية بالكوبالت، والمشاركة في تكوين الكربيد ودعم سلوك التآكل في بيئات معينة.المعالجة الحرارية وطريق التصنيع.
السؤال الصحيح للهندسة ليس:
"هل التلفستين أفضل من الموليبدينوم؟"
إنها:
"أي مزيج من كيمياء المصفوفة، وهيكل الكربيد وعملية التصنيع أفضل معالجة لظروف التآكل والتآكل ودرجة الحرارة الموثقة؟"
إرسال الرسومات، والكيمياء الحالية، والقطع الفاشلة الصور والبيانات التشغيليةصفحة الاتصال لشركة "إيه بي كاستينج"أو البريد الإلكترونيcast@ebcastings.com.
يجب تأكيد جميع متطلبات السبائك والعملية والتفتيش قبل الاقتباس والتصنيع.
استكشف استفسارات المكونات القائمة على الرسومات المتعلقة بهذه المادة أو المكونات المناقشة.
