кобальт Stellite 31
David Davis
Сплавы на основе кобальта выбирают тогда, когда обычная сталь плавится или разрушается от нагрузок. Среди этого семейства материалов выделяется кобальт Stellite 31, созданный для работы в экстремальных условиях. Детали из него сохраняют прочность там, где другие металлы сдаются уже через несколько часов.
Химический состав материала определяет его уникальные свойства. Основу сплава составляет кобальт, дополненный хромом в количестве около 25.5 процентов, а также значительными долями вольфрама и молибдена. Углерод содержится в строго контролируемом объеме около 0.5 процента, что обеспечивает баланс между твердостью и пластичностью. Металлурги добавляют кремний и железо в минимальных количествах, удерживая их ниже двух процентов. Такая комбинация элементов формирует плотную кристаллическую решетку, устойчивую к деформациям при нагреве.
Физические параметры сплава впечатляют инженеров-проектировщиков. Плотность материала составляет ровно 8000 килограммов на кубический метр. Температура плавления лежит в диапазоне от 1370 до 1400 градусов Цельсия, позволяя деталям функционировать при сильном разогреве. Эффективная рабочая температура простирается от нуля до 500 градусов, причем коэффициент теплового расширения держится в пределах от 10.1 до 17.1 на десять в минус шестой степени на Кельвин. Удельная теплоемкость достигает 456 Джоулей на килограмм на Кельвин, а теплопроводность колеблется от 55.4 до 75.5 Ватт на метр на Кельвин.
Производители выпускают обширный сортамент проката из этого сплава. Заводы поставляют прутки, проволоку, круги, поковки, валы, листы, пластины, полосы и ленты. Доступны также трубы, отводы и фланцы для монтажа магистралей. Потребители могут заказать готовые изделия сложного технического назначения по чертежам. Порошок из этого сплава применяется в аддитивных технологиях для печати ответственных узлов.
Заготовки подвергают сложной механической обработке для достижения точных размеров. Мастера выполняют токарные работы, фрезерование и шлифование поверхностей. Глубокое сверление осуществляют на оборудовании с максимальной длиной инструмента до 9.8 метров.
Термическая обработка меняет структуру металла под конкретные задачи. Технологи применяют нормализацию, отжиг, отпуск, а также стандартную закалку и закалку с последующим отпуском. Выдержка при заданных температурах снимает внутренние напряжения. Поверхностная закалка и карбюризация повышают износостойкость внешнего слоя изделий, оставляя сердцевину вязкой.
Сферы применения охватывают аэрокосмическую отрасль, энергетическое машиностроение и химическую промышленность. Лопатки турбин, элементы камеры сгорания и клапаны двигателей внутреннего сгорания изготавливают именно из таких сплавов. Высокая стоимость материала полностью окупается длительным сроком службы готового оборудования в агрессивных средах.