Каковы общие процедуры последующей обработки? Отливки из кобальтового сплава Поковки ?
1. Отжиг на раствор и старение: отливку нагревают до температуры выше 900–1000°C и выдерживают для гомогенизации микроструктуры сплава, затем быстро охлаждают; впоследствии проводится старение в диапазоне 600–750 °C для выделения фазы γ'-упрочнения, улучшающей жаропрочность.
2. Науглероживание/азотирование. Путем проникновения углерода или азота при высоких температурах образуется закаленный слой, улучшающий износостойкость поверхности и коррозионную стойкость. Это часто используется для продления срока службы термообработанных светильников.
3. Покрытие поверхности (PVD, CVD, никелирование): физическое осаждение из паровой фазы (TiAlN, CrN и т. д.) или химическое осаждение из паровой фазы (керамическое термобарьерное покрытие) и гальваника никеля/хрома используются для формирования плотного, устойчивого к высоким температурам защитного слоя, значительно снижающего скорость окисления.
4. Горячее изостатическое прессование (HIP). Изостатическое прессование выполняется в условиях высокой температуры и высокого давления выше 150 МПа (1150–1250 °C) для устранения пористости отливки, измельчения зерен, а также улучшения общей плотности и срока ползучести.
Как поковки из кобальтового сплава выдерживают высокие температуры и сопротивление ползучести в лопатках турбин авиационных двигателей?
1. Жаропрочная прочность. Сплавы на основе кобальта (например, серия CoCrW) сохраняют значительный предел текучести и прочность на разрыв при 1100–1200 °C благодаря дисперсионному упрочнению γ'-фазы и твердорастворному упрочнению тугоплавких элементов (Cr, W).
2. Сопротивление ползучести
Экспериментальные данные показывают, что в условиях 982°C и 151,8 МПа типичное время разрушения при ползучести высокотемпературных отливок составляет около 40 часов, при этом установившаяся скорость ползучести составляет от 0,03%/ч до 0,05%/ч. Уменьшение размера зерна (например, путем добавления 5% модификатора CoAl₂O₄) может дополнительно улучшить управляемость скорости ползучести.
3. Микроструктурные преимущества
Двухфазная структура γ'/γ, мелкие карбиды и равномерное распределение легирующих элементов позволяют отливкам сохранять хорошую стойкость к деформации и окислению при высоких температурах. Горячее изостатическое прессование (HIP) дополнительно усиливает упрочнение границ зерен, что еще больше продлевает срок ползучести.