코발트 합금은 합금 매트릭스에 복합 카바이드로 구성된 코발트-크롬 '초합금' 그룹입니다. 코발트 합금에 대해 알아야 할 모든 것을 살펴보겠습니다.
원소 코발트
물리적 특성. 원자 번호가 27인 코발트는 주기율표에서 철과 니켈 사이에 있습니다. 코발트의 밀도는 니켈과 비슷한 8.8g/cm3입니다. 열 팽창 계수는 철과 니켈 사이에 있습니다. 417°C 이하의 온도에서 코발트는 육각형 밀집 구조를 보입니다. 417°C와 녹는점인 1493°C 사이에서 코발트는 면심 입방 구조를 갖습니다.
코발트의 탄성 계수는 인장에서는 약 210 GPa(30 x 106 psi)이고, 압축에서는 약 183 GPa(26.5 x 106 psi)입니다.
코발트 기반 합금
코발트 기반 합금은 일반적으로 내마모성, 내식성 및 내열성(고온에서도 강함)으로 설명할 수 있습니다. 합금의 많은 특성은 코발트의 결정학적 특성(특히 응력에 대한 반응), 크롬, 텅스텐 및 몰리브덴의 고용체 강화 효과, 금속 카바이드의 형성 및 크롬에 의해 부여된 내식성에서 발생합니다. 일반적으로 더 부드럽고 더 강한 구성은 가스터빈 베인 및 버킷과 같은 고온 응용 분야에 사용됩니다. 더 단단한 등급은 내마모성에 사용됩니다.
코발트 기반 고온 합금
수년 동안 고온 합금의 주요 사용자는 가스터빈 산업이었습니다. 항공기 가스터빈의 경우 주요 재료 요구 사항은 고온 강도, 열 피로 저항성 및 산화 저항성이었습니다. 일반적으로 저급 연료를 연소하고 낮은 온도에서 작동하는 육상 가스터빈의 경우 황화 저항성이 주요 관심사였습니다.
오늘날, 화석 연료와 폐기물의 연소에서 더 높은 효율성이 추구되고 새로운 화학 처리 기술이 개발됨에 따라 고온 합금의 용도는 더욱 다양해지고 있습니다.
일반적으로 코발트 기반 고온 합금은 다음과 같은 화학 조성을 갖습니다.
크롬 = 20-23%
여 = 7-15%
니켈 = 10-22%
철 = 최대 3%
C = 0.1-0.6%
Co = 나머지 균형.
제조 공정
코발트 합금은 다양한 공정이나 방법으로 생산됩니다. 이러한 방법에는 단조 또는 열간 단조, 경면 증착, 분말 금속, 마지막으로 주조가 포함됩니다. 강철보다 기계 가공 및 연삭이 더 어렵습니다. 결과적으로 고성능 가공 장비와 특수 가공 도구가 필요합니다. 일반적으로 절단 대신 연삭하여 기계 가공합니다.
코발트 기반 합금은 고온 응용 분야에서 니켈 및 니켈-철 합금만큼 널리 사용되지는 않지만, 코발트 기반 고온 합금은 황화에 대한 뛰어난 저항성과 니켈 및 니켈-철 합금의 감마-프라임 및 감마-더블-프라임 침전물이 용해되는 온도를 초과하는 온도에서 강도를 가지기 때문에 중요한 역할을 합니다. 코발트는 또한 많은 니켈 기반 고온 합금에서 합금 원소로 사용됩니다.