Kobalt-Chrom-Legierungen in Luft-und Raumfahrt

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Die überwiegende Mehrheit der im Handel erhältlichen Cobalt-Legierungen sind Luft oder Argon geschmolzen, da sie frei von der hochreaktiven Elemente Aluminium und Titan sind, dessen Präsenz mehr anspruchsvolle und kostspielige Vakuum schmelzende Techniken erfordert. Silizium und Mangan Ergänzungen werden verwendet, um Castibility an Legierung Fluidität erhöhen, Schmelzen deoxidation Praxis, und Schwefel-Steuerelement. Vakuum schmelzen wird benötigt, um das relativ niedrige Legierungselemente Niveau von der starken Monocarbide-bildenden steuern reaktive Elemente Zirkonium, Hafnium und Titan in zeitgenössischen Legierungen wie MM-509. Verbesserungen bei der Zug- und Bruch Eigenschaften von konventionellen Legierungen wie X-40 führten auch von Vakuum schmelzen aufgrund von niedrigeren Ebenen interstitielle und "cleaner" Material.

Luft-geschmolzen Legierungen, weisen beispielsweise in der Regel 400 ppm Sauerstoff- und 700 ppm, Vakuum-geschmolzen Legierungen unter 100 ppm dieser Elemente enthalten. In jüngerer Zeit, Elektro-Schlacke Umschmelzen (ESR) wurde untersucht und im Vergleich zu Vakuum Bogen Umschmelzen (VAR). Eine leichte Verbesserung in Bruch-Eigenschaften, vor allem bei hohen Belastungen für ESR MM-302, MM509, gefunden wurde und die X-45 im Vergleich zu var. Keine wesentlichen Veränderungen in Legierung Mikrostruktur oder nichtmetallischen Einschlüsse wurden festgestellt, obwohl chemischer Analyse einen kleinen Rückgang der Schwefel und Phosphor-Level für ESR-Material zeigte.

Aluminium wurde hinzugefügt, um beide Schmiedeeisen und Cast-Cobalt-Legierungen, wie Blatt-Legierung S-57- und der Cast Legierung AR-213, beziehungsweise. Hinzufügungen von 5 g % Aluminium in jedes dieser Systeme sind sehr förderlich für Oxidation und heißen Korrosionsbeständigkeit.

Kobalt-Chrom-Legierungen sind modifizierte und korrosionsbeständig.

Kobalt-Chrom-Aluminium-Yttrium-Beschichtungen sind typisch für die Legierungen in kommerzielle Nutzung als Korrosionsbeständige Legierungen, die in Luft-und Raumfahrt für Turbine-Modul Komponente Beschichtungen auch angewendet werden. Sie sind durch einen einheitlichen noncoherent Niederschlag von Kohle gestärkt, die Eigenschaften ähnlich wie Hartmetall-gestärkt-Legierungen erzeugt. Kohle tendenziell Überdosierung über ca. 1400 º F (760 º C); jedoch stabilisieren feuerfesten Element Ergänzungen von Wolfram, AR215 und Tantal-S-57-Legierung den Niederschlag auf eine höhere Nutzung-Temperatur.

Titan-Ergänzungen haben in CM-7 und Jetalloy 1650 zum Generieren einer einheitliches kohärenten von bestellt-FCC (Co, Ni) 3Ti analog zu y Ausfällung Knetlegierungen genutzt wurde ' in Nickellegierungen. Hohe Bruchfestigkeit stärken werden bis zur Temperatur Stabilität Grenze dieser Phase, d. h. etwa 1300 ° F (704 ° C) erreicht. Titan-Ebenen über etwa 5 Gew.-% produzieren jedoch Phase Instabilitäten, die die HCP-Co3Ti oder C0ZTi-Laves Phasen zu generieren.

Die Einbeziehung von Stickstoff in einigen Luft geschmolzen hat Gusslegierungen, entweder als Ergänzung absichtlichen oder unbeabsichtigten, auch eine Positive obwohl weniger potente Stärkung Effekt ähnlich wie Kohlenstoff durch die Bildung von Nitride und Carbonitrides. Im Allgemeinen diese sind als die Karbide thermodynamisch weniger stabil und Leiden Degeneration Reaktionen während Service.

BOR wird hinzugefügt, um Kobaltlegierungen zur Verbesserung der Bruch Festigkeit und Duktilität umgewandelt: jedoch seine genaue Funktion in der Mikrostruktur ist in der Regel verdeckt durch die Carbides_ In Nickellegierungen Bor in Korngrenzen als einen Molybdän-reiche Boriden Präzipitate; eine ähnliche Boriden wurde in Kobaltlegierungen nicht erkannt. Bor-Ebenen der in der Regel 0,015 Gew.-% verwendet werden; jedoch sind Zugänge von bis zu 0,1 Gew.-% eingesetzt worden, um zusätzliche Stärkung bereitzustellen.

Signifikante Verbesserungen in der Oxidationsbeständigkeit von Cobalt-Legierungen haben in den vergangenen zwei Jahrzehnten durch den Zusatz von Rare – Erde Elemente-Yttrium erreicht worden und Lanthan in Legierungen wie FSX-418 umgewandelt und HS-188, bzw. Schmiedeeisen. Überraschend, Ergänzungen von nur 0.08-Säulen mit 0.15 Gew.-% oxid-Skala haftvermittelnd und verringerte Oxidation Kinetik, besonders unter Radfahren Thermik und sind besonders wirksam bei der Stabilisierung des Cr203-Oxid und minimieren die Bildung von CoCr204 Spinell und COO.

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