โลหะผสมโคบอลต์

โลหะผสมทนการสึกหรอจากโคบอลต์

โลหะผสมทนการสึกหรอที่ทำจากโคบอลต์แทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงจากโลหะผสมรุ่นก่อนๆ ของเอลวูด เฮย์นส์ ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดอยู่ที่การควบคุมคาร์บอนและซิลิกอน (ซึ่งเป็นข้อบกพร่องในโลหะผสมรุ่นก่อนๆ) อันที่จริง ความแตกต่างหลักในเกรดโลหะผสมโคบอลต์ในปัจจุบันคือปริมาณคาร์บอนและทังสเตน ปริมาณคาร์บอนมีผลต่อความแข็ง ความเหนียว และความต้านทานการสึกหรอ ทังสเตนก็มีบทบาทสำคัญในคุณสมบัติเหล่านี้เช่นกัน- 

มีเครื่องแต่งกายหลายประเภท โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 3 ประเภทกว้างๆ ดังนี้

• การสึกหรอจากการเสียดสี

• การสึกหรอจากการเลื่อน

• ซีการสึกหรอจากการกัดเซาะ
  

ประเภทของการสึกหรอที่พบในการใช้งานเฉพาะถือเป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอ

• การสึกหรอจากการเสียดสีเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคแข็งหรือส่วนที่ยื่นออกมาแข็ง (ด้านตรงข้าม) ถูกดันและเคลื่อนที่ไปสัมผัสกับพื้นผิว การสึกหรอจากความเค้นสูงและการสึกหรอจากความเค้นต่ำเกี่ยวข้องกับสถานะของสารกัดกร่อน (ไม่ว่าจะเป็นอนุภาคแข็งหรือส่วนที่ยื่นออกมา) หลังจากทำปฏิกิริยากับพื้นผิว หากสารกัดกร่อนถูกบดขยี้ จะเรียกว่าอยู่ในสภาวะที่มีแรงเค้นสูง หากสารเจียรยังคงสภาพเดิม กระบวนการนี้เรียกว่าการสึกหรอจากความเค้นต่ำ โดยทั่วไป การสึกหรอจากความเค้นสูงเกิดจากอนุภาคแข็งที่ถูกประกบอยู่ระหว่างพื้นผิวโลหะ (การเคลื่อนที่สัมพัทธ์) ในขณะที่การสึกหรอจากความเค้นต่ำเกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวที่กำลังเคลื่อนที่สัมผัสกับสารกัดกร่อนที่อัดแน่น เช่น ดินและทราย

• ในโลหะผสมที่มีเฟสแข็ง เช่น โลหะผสมที่ต้านทานการสึกหรอจากโคบอลต์ โดยทั่วไปแล้วความต้านทานการสึกหรอจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนปริมาตรของเฟสแข็ง อย่างไรก็ตาม ความต้านทานการสึกหรอได้รับอิทธิพลอย่างมากจากขนาดและรูปร่างของเฟสแข็งที่ตกตะกอนภายในโครงสร้างจุลภาคของโครงสร้างแข็ง และขนาดและรูปร่างของสปีชีส์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

• การเลื่อนอาจเป็นปัญหาที่ซับซ้อนที่สุด และไม่ใช่ประเด็นเชิงแนวคิด แต่เป็นเรื่องของการตอบสนองของวัสดุที่แตกต่างกันต่อสภาวะการเลื่อน การสึกหรอจากการเลื่อนสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อพื้นผิวสองชิ้นถูกกดเข้าด้วยกันและเคลื่อนที่สัมพันธ์กัน หากพื้นผิวทั้งสองมีลักษณะเป็นโลหะและมีการหล่อลื่นเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลย โอกาสที่จะเกิดความเสียหายก็จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

โลหะผสมทนอุณหภูมิสูงที่มีส่วนประกอบของโคบอลต์

เป็นเวลาหลายปีที่อุตสาหกรรมกังหันก๊าซเป็นผู้ใช้ซูเปอร์อัลลอยด์หลัก สำหรับกังหันก๊าซสำหรับอากาศยาน ความต้องการวัสดุหลักคือความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานความล้าจากความร้อน และความต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ความต้านทานกำมะถันเป็นข้อกังวลหลักสำหรับกังหันก๊าซบนบก ซึ่งโดยทั่วไปใช้เชื้อเพลิงคุณภาพต่ำและทำงานที่อุณหภูมิต่ำกว่า

โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนจากโคบอลต์

แม้ว่าโลหะผสมโคบอลต์จะมีความต้านทานการกัดกร่อนของน้ำได้บ้าง แต่ก็มีข้อจำกัดเนื่องจากการตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่ขอบเกรน การขาดธาตุโลหะผสมที่สำคัญในเมทริกซ์ (หลังจากการตกตะกอนของคาร์ไบด์หรือ ลาเวส) และในสถานการณ์ต่อไปนี้: วัสดุหล่อและเชื่อมผิว

เนื่องมาจากโครงสร้างจุลภาคที่สม่ำเสมอและมีปริมาณคาร์บอนต่ำกว่า ซูเปอร์อัลลอยด์ที่ทำจากโคบอลต์ที่เสียรูป (ซึ่งโดยทั่วไปจะมีทังสเตนแทนโมลิบดีนัม) จึงทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำได้ดีกว่า แต่ยังคงกัดกร่อนน้อยกว่าอัลลอยด์นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัมมาก

เพื่อตอบสนองความต้องการของภาคอุตสาหกรรมสำหรับโลหะผสมที่มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนของน้ำได้ดีเยี่ยม ขณะเดียวกันก็มีคุณสมบัติของโคบอลต์เป็นพื้นฐานของโลหะผสม (ทนทานต่อการสึกหรอในรูปแบบต่างๆ และมีความแข็งแรงสูงในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง) จึงได้ตีโลหะผสมคาร์บอนต่ำหลายชนิดเพื่อผลิตโลหะผสมโคบอลต์-นิกเกิล-โครเมียม-โมลิบดีนัม