鈷基變形高溫合金

鈷基變形高溫合金 (wrought cobalt-base superalloy)

含鈷量40％～65％的變形高溫合金。它在600～1150℃下具有一定的高溫強度，良好的抗熱腐蝕和抗氧化性能，可以通過冷、熱加工成棒、板、絲、帶、管等型材。最早的鈷基變形高溫合金是1943年由美國阿•路德拉姆鋼公司研製的S-816，在1953年以前被廣泛用作渦輪葉片。使用較多的鈷基變形高溫合金為板材如L一605，以及在該合金的基礎上，提高鎳含量和加入鑭而發展成功的HS-188合金。中國已在WZ8A發動機上套用中國產的L-605和HS-188合金製作導向葉片、火焰環等多種零件。鈷基變形高溫合金一般含20％～30％鎳、20％～30％鉻，以及鎢、鉬、鈮、鉭等固溶強化和碳化物形成元素。此外，還有晶界強化元素硼、鋯和改善抗氧化性能的鑭和銥等微量元素。

組織特點

鈷基變形高溫合金主要是通過固溶強化和碳化物強化(見高溫合金強化)。碳化物主要類型有MC、M6C、M23C6、M7C3等(見高溫合金材料的間隙相)。大塊MC碳化物強化效果不明顯。位於晶界上的碳化物(主要是M23C6相)可以阻止晶界遷移，因而有利於持久強度。在有些合金中出現拓撲密排相μ、Laves等(見高溫合金材料的金屬問化合物相)，使合金的塑性降低。數據表明，鈷基變形高溫合金在較低和中等溫度範圍內持久強度比鎳基變形高溫合金低，但在高於980℃時顯示出較高的持久強度。

套用

按用途，鈷基變形高溫合金可分為低應力高溫長期使用合金、抗高溫腐蝕合金、抗高溫磨蝕合金和緊固件用合金。低應力高溫長期使用合金適用於制334作航空發動機、工業燃氣輪機、艦船燃氣輪機的導向葉片、燃燒室材料，火箭發動機的燃氣導管，高壓鍋爐導管等。抗高溫腐蝕合金主要用作熱軋板材步進式加熱爐墊塊，熱處理爐用的退火箱、淬火筐等。抗高溫磨蝕合金用作防磨蝕保護層和其他耐磨零件。緊固件用合金主要用作高溫螺栓。鈷基變形高溫合金與鑽基鑄造高溫合金相比，含碳量較低，一般為0.05％～0.4％；含鎳量較高，一般為20％～30％。此外，與鎳基變形高溫合金相比，其加工硬化速率較大，零件成形後的表面質量較好，但在成形過程中，一般需要較多的熱加工加熱火次或冷變形中間退火次數，其加工成形設備的噸位也要求較大