Co-Cr-W vs κράματα Co-Cr-Mo: Πρέπει ένα κράμα κοβαλτίου-χρωμίου να χρησιμοποιεί βολφράμιο ή μολυβδαίνιο;

Τα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου χρησιμοποιούνται όπου οι συνηθισμένοι χάλυβες αντιμετωπίζουν φθορά κόλλας, διάβρωση, αυξημένη θερμοκρασία ή συνδυασμούς αυτών των μηχανισμών. Τυπικές βιομηχανικές εφαρμογές περιλαμβάνουν σφαίρες και έδρες βαλβίδων, δακτυλίους, εξαρτήματα θερμής επεξεργασίας, εξαρτήματα εξώθησης, εναποθέσεις σκληρής επιφάνειας και επιφάνειες τοπικής φθοράς.

Ωστόσο, το "κράμα κοβαλτίου-χρωμίου" δεν είναι μια πλήρης προδιαγραφή υλικού.

Η προσθήκη βολφραμίου, μολυβδαινίου, άνθρακα, νικελίου, πυριτίου και σιδήρου μπορεί να αλλάξει ουσιαστικά τη μικροδομή και τη συμπεριφορά του κράματος. Η διαδρομή παραγωγής είναι εξίσου σημαντική. Ένα χυτό συστατικό Co-Cr-W, ένα εξάρτημα μεταλλουργίας σκόνης Co-Cr-Mo και ένα συγκολλημένο απόθεμα σκληρής επιφάνειας κοβαλτίου δεν πρέπει να αναμένεται να συμπεριφέρονται πανομοιότυπα ακόμη και όταν οι χημικές αναλύσεις τους φαίνονται παρόμοιες.

Ένα από τα πιο σημαντικά ερωτήματα επιλογής υλικού είναι εάν το βολφράμιο ή το μολυβδαίνιο θα πρέπει να παρέχουν το κύριο συμπληρωματικό αποτέλεσμα ενίσχυσης.

Και τα δύο στοιχεία μπορούν να ενισχύσουν μια μήτρα πλούσια σε κοβάλτιο και να συμμετάσχουν στο σχηματισμό καρβιδίου. Ωστόσο, τα αποτελέσματά τους δεν είναι εναλλάξιμα.

Αυτό το άρθρο εξηγεί:

• Οι ρόλοι του κοβαλτίου και του χρωμίου
• Πώς το βολφράμιο αλλάζει τα κράματα Co-Cr
• Πώς το μολυβδαίνιο αλλάζει τα κράματα Co-Cr
• Γιατί η περιεκτικότητα σε άνθρακα επηρεάζει και τα δύο συστήματα
• Πώς αλλάζουν το αποτέλεσμα οι διαδρομές χύτευσης, σκόνης και συγκόλλησης
• Ποια δεδομένα υπηρεσίας θα πρέπει να καθοδηγούν την επιλογή κράματος
• Πώς να καθορίσετε τις απαιτήσεις χημείας και επιθεώρησης
• Τι πληροφορίες να στείλετε με ένα RFQ

Η βασική αρχιτεκτονική ενός κράματος κοβαλτίου-χρωμίου

Τα βιομηχανικά ανθεκτικά στη φθορά κράματα κοβαλτίου περιέχουν συνήθως μια μήτρα πλούσια σε κοβάλτιο και διασκορπισμένες σκληρές φάσεις.

Το κοβάλτιο παρέχει τη βασική μήτρα. Το χρώμιο υποστηρίζει την αντίσταση στη διάβρωση και την οξείδωση και επίσης συμμετέχει στον σχηματισμό καρβιδίων. Ο άνθρακας ελέγχει την ποσότητα και τον τύπο του καρβιδίου που μπορεί να σχηματιστεί. Το βολφράμιο ή το μολυβδαίνιο μπορεί να ενισχύσουν τη μήτρα, να αλλάξουν τη χημεία των καρβιδίων και να επηρεάσουν τη συμπεριφορά σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η μικροδομή μπορεί να περιλαμβάνει:

• Πλούσιες σε κοβάλτιο κυβικές ή εξαγωνικές κλειστές φάσεις μήτρας με επίκεντρο το πρόσωπο
• Καρβίδια πλούσια σε χρώμιο
• Καρβίδια που περιέχουν βολφράμιο ή μολυβδαίνιο
• Ευτηκτικά συστατικά σε μεσοδενδριτικές περιοχές
• Διαμεταλλικές φάσεις κάτω από ορισμένες συνθέσεις ή θερμικές ιστορίες
• Διαχωρισμένες περιοχές που δημιουργούνται κατά τη στερεοποίηση
• Οξείδια ή εγκλείσματα που εισάγονται μέσω της επεξεργασίας

Η ASM International τονίζει ότι η δομή, οι ιδιότητες και η συμπεριφορά του κράματος κοβαλτίου εξαρτώνται τόσο από τη χημική σύνθεση όσο και από τον τρόπο κατασκευής. Τα κράματα κοβαλτίου μπορούν να χυτευθούν, να σφυρηλατηθούν, να συγκολληθούν ως σκληρές επιφάνειες ή να ενοποιηθούν μέσω διεργασιών μεταλλουργίας σκόνης.
Πηγή: ASM—Friction and Wear of Cobalt-Base Alloys.

Τι κάνει το βολφράμιο σε ένα κράμα Co-Cr-W

Το βολφράμιο είναι ένα βαρύ πυρίμαχο στοιχείο με υψηλό σημείο τήξης. Στα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου, μπορεί να συμβάλει μέσω της ενίσχυσης του στερεού διαλύματος και της συμμετοχής στον σχηματισμό σκληρού καρβιδίου ή σύνθετης φάσης.

Ενίσχυση Στερεού Διαλύματος

Τα άτομα βολφραμίου είναι πολύ μεγαλύτερα και βαρύτερα από τα άτομα κοβαλτίου. Όταν το βολφράμιο διαλύεται στην πλούσια σε κοβάλτιο μήτρα, η διαφορά στο ατομικό μέγεθος δημιουργεί τάση πλέγματος που καθιστά την κίνηση της εξάρθρωσης πιο δύσκολη.

Αυτό μπορεί να υποστηρίξει:

• Δύναμη μήτρας
• Αντοχή στην πλαστική παραμόρφωση
• Θερμή σκληρότητα
• Ανθεκτικότητα στη φθορά της κόλλας και στη φθορά
• Στήριγμα φορτίου κάτω από φάσεις σκληρού καρβιδίου

Το χρήσιμο αποτέλεσμα εξαρτάται από το πόσο βολφράμιο παραμένει σε διάλυμα αντί να συγκεντρώνεται σε καρβίδια ή διαχωρισμένες περιοχές.

Καρβίδια που περιέχουν βολφράμιο

Όταν υπάρχει επαρκής άνθρακας, το βολφράμιο μπορεί να συμμετάσχει στον σχηματισμό καρβιδίου. Ανάλογα με την πλήρη χημεία και τις συνθήκες στερεοποίησης, το κράμα μπορεί να περιέχει καρβίδια πλούσια σε χρώμιο, καρβίδια πλούσια σε βολφράμιο ή σύνθετα καρβίδια μικτών μετάλλων.

Τα σκληρά καρβίδια μπορούν να βελτιώσουν την αντοχή στη φθορά αντιστέκοντας:

• Μικροκοπή
• Επιφανειακό όργωμα
• Παραμόρφωση κολλητικής σύνδεσης
• Τοπική εσοχή
• Διείσδυση λειαντικών σωματιδίων

Ωστόσο, τα καρβίδια πρέπει να υποστηρίζονται επαρκώς από τη μήτρα. Ένα κλάσμα υψηλού καρβιδίου σε μια αδύναμη ή εξαιρετικά διαχωρισμένη μήτρα μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές και απομάκρυνση καρβιδίου.

Αντοχή σε αυξημένη θερμοκρασία

Το βολφράμιο έχει χαμηλή διάχυση και μπορεί να συμβάλει στην αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες και στη δομική σταθερότητα. Αυτό καθιστά τα κράματα Co-Cr-W ελκυστικά για θερμή φθορά, θερμή κοπή και εφαρμογές βαλβίδας ή στεγανοποίησης υψηλής θερμοκρασίας.

Το αποτέλεσμα πρέπει να επικυρωθεί στην πραγματική θερμοκρασία. Η οξείδωση, ο θερμικός κύκλος, ο ερπυσμός, η θερμική διαστολή και το άγχος επαφής μπορούν να κυριαρχήσουν στην απόδοση ακόμα και όταν η σκληρότητα σε θερμοκρασία δωματίου είναι υψηλή.

Πυκνότητα και Επεξεργαστικές Συνέπειες

Το βολφράμιο είναι πολύ πιο πυκνό από το μολυβδαίνιο. Οι υψηλές προσθήκες βολφραμίου μπορούν επομένως να αυξήσουν την πυκνότητα του συστατικού ή της εναποτιθέμενης στρώσης.

Το βολφράμιο μπορεί επίσης να αυξήσει:

• Δυσκολία χειρισμού τήξης
• Κίνδυνος διαχωρισμού σύνθεσης
• Ευαισθησία σε ατελή διάλυση
• Δυσκολία μηχανικής κατεργασίας
• Κόστος πρώτων υλών
• Ανάγκη για προσεκτικό έλεγχο της διαδικασίας

Ένα ονομαστικό ποσοστό βολφραμίου δεν είναι επαρκής απόδειξη ότι το στοιχείο κατανέμεται ομοιόμορφα μέσω μιας μεγάλης χύτευσης.

Τι κάνει το μολυβδαίνιο σε ένα κράμα Co-Cr-Mo

Το μολυβδαίνιο είναι επίσης ένα πυρίμαχο κράμα στοιχείο. Μπορεί να ενισχύσει τη μήτρα του κοβαλτίου, να συμμετάσχει στο σχηματισμό καρβιδίου και να επηρεάσει τη συμπεριφορά διάβρωσης.

Ενίσχυση μήτρας

Το μολυβδαίνιο διαλυμένο στην πλούσια σε κοβάλτιο μήτρα μπορεί να εμποδίσει την κίνηση της εξάρθρωσης και να βελτιώσει την αντοχή της μήτρας.

Έρευνα που συνέκρινε κράματα σκόνης-μεταλλουργίας CoCrNi, CoCrW και CoCrMo διαπίστωσε ότι το νικέλιο, το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο παρήγαγαν διαφορετικές ισορροπίες φάσης, τιμές σκληρότητας και αποκρίσεις φθοράς σε υψηλή θερμοκρασία. Η μελέτη διαπίστωσε επίσης ότι ο συντελεστής τριβής δεν προέβλεπε άμεσα τον ρυθμό φθοράς.

Επειδή τα δείγματα παρήχθησαν με μεταλλουργία σκόνης κάτω από συγκεκριμένες συνθέσεις και συνθήκες δοκιμής, η κατάταξη δεν πρέπει να μεταφερθεί απευθείας σε χύτευση άμμου ή συγκολλημένες εναποθέσεις.
Πηγή: Επίδραση Ni, W και Mo σε κράματα μήτρας CoCr.

Σχηματισμός Καρβιδίου

Το μολυβδαίνιο μπορεί να εισέλθει σε σύνθετα καρβίδια και να τροποποιήσει την κατανομή, τη μορφολογία και τη σταθερότητά τους. Όπως και με το βολφράμιο, το αποτέλεσμα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον άνθρακα και το χρώμιο.

Το μολυβδαίνιο δεν δημιουργεί ανεξάρτητα αντοχή στη φθορά. Το όφελός του εξαρτάται από το αν η θερμική επεξεργασία ή η διαδρομή στερεοποίησης δημιουργεί:

• Μια επαρκώς ενισχυμένη μήτρα
• Ένας χρήσιμος πληθυσμός καρβιδίου
• Αποδεκτή μορφολογία καρβιδίου
• Περιορισμένος σχηματισμός εύθραυστης φάσης
• Κατάλληλη σύνδεση μήτρας-καρβιδίου

Διάβρωση και Παθητικότητα

Το χρώμιο είναι συνήθως το κύριο παθητικοποιητικό στοιχείο στα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου. Το μολυβδαίνιο μπορεί να τροποποιήσει τη συμπεριφορά της παθητικής μεμβράνης και μπορεί να βελτιώσει την αντίσταση σε ορισμένα περιβάλλοντα που περιέχουν χλώριο ή αναγωγικά.

Μια μελέτη του Co-30Cr-6Mo σε διάλυμα που περιέχει χλωριούχο και διττανθρακικό άλας διαπίστωσε ότι το χρώμιο και το μολυβδαίνιο καταστέλλουν τη διάλυση του κοβαλτίου και παρήγαγαν παθητική συμπεριφορά που μοιάζει με χρώμιο.

Η μελέτη χρησιμοποίησε ένα προσομοιωμένο φυσιολογικό διάλυμα, όχι μια βιομηχανική ιλύ ή διεργασία οξέος. Τα αποτελέσματά του καταδεικνύουν έναν μηχανισμό, αλλά δεν πληρούν τις προϋποθέσεις για ένα κράμα για εξόρυξη, χημικά ή πετρελαιοπηγές. Η πραγματική δοκιμή υγρού διεργασίας μπορεί να είναι ακόμα απαραίτητη.
Πηγή: Παθητικοποίηση και Διάβρωση Συμπεριφορές Κοβαλτίου και Κράματος Co-Cr-Mo.

Υποστήριξη ολκιμότητας και μήτρας

Ορισμένα συστήματα Co-Cr-Mo μπορούν να παρέχουν μια ευνοϊκή ισορροπία μεταξύ της αντοχής της μήτρας, της ολκιμότητας και της υποστήριξης καρβιδίου. Αυτό μπορεί να μειώσει την τάση των σκληρών σωματιδίων να αποσπώνται κάτω από την επαφή ολίσθησης.

Ωστόσο, το Co-Cr-Mo δεν είναι αυτόματα πιο σκληρό από κάθε κράμα Co-Cr-W. Ο άνθρακας, τα ελαττώματα χύτευσης, η θερμική επεξεργασία, το πάχος τομής και η θερμοκρασία δοκιμής μπορούν να αντιστρέψουν μια φαινομενική κατάταξη.

Τάσεις επιλογής Co-Cr-W και Co-Cr-Mo

Αυτές είναι τάσεις μηχανικής, όχι εγγυημένες κατατάξεις.

Μια μελέτη του 2020 βρήκε διαφορετική συμπεριφορά τριβής και φθοράς μεταξύ των κραμάτων CoCrW και CoCrMo που παράγονται σε σκόνη από θερμοκρασία δωματίου έως 1000°C. Μια ξεχωριστή μελέτη συγκεκριμένων οδοντικών κραμάτων Co-Cr-Mo και Co-Cr-W-Mo διαπίστωσε ότι το δοκιμασμένο υλικό Co-Cr-Mo είχε καλύτερη αντοχή στη φθορά υπό τις ιδιαίτερες συνθήκες του.

Αντίθετα, η έρευνα για τις εναποθέσεις σύρματος συγκόλλησης CoCrMo και CoCrW σε ένα υπόστρωμα υπερκράματος ανέφερε διαφορές εξαρτώμενες από την κατάσταση στην κόπωση και τη φθορά σε υψηλή θερμοκρασία.

Αυτά τα αποτελέσματα ενισχύουν μια κεντρική αρχή: οι βαθμολογίες απόδοσης εξαρτώνται από την ακριβή σύνθεση, την οδό κατασκευής, τη μικροδομή και τη μέθοδο δοκιμής.
Πηγές: CoCr Matrix Alloy Study, Co-Cr-Mo and Co-Cr-W-Mo Precipitation Study και CoCrMo vs CoCrW Welding Deposits.

Ο άνθρακας μπορεί να έχει μεγαλύτερη σημασία από την ετικέτα W-or-Mo

Το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο δεν μπορούν να αξιολογηθούν χωρίς άνθρακα.

Ο άνθρακας ελέγχει την πιθανή ποσότητα σχηματισμού καρβιδίου. Ένα κράμα χαμηλότερης περιεκτικότητας σε άνθρακα μπορεί να βασίζεται περισσότερο στην ενίσχυση του στερεού διαλύματος και στη συμπεριφορά της μήτρας. Ένα κράμα υψηλότερου άνθρακα μπορεί να περιέχει μεγαλύτερο κλάσμα καρβιδίου και υψηλότερη σκληρότητα αλλά μειωμένη ολκιμότητα.

Η σωστή περιεκτικότητα σε άνθρακα εξαρτάται από το εξάρτημα και τον μηχανισμό αστοχίας.

Μια έδρα βαλβίδας που εκτίθεται σε φθορά κόλλας, διάβρωση και επαφή στεγανοποίησης δεν απαιτεί την ίδια ισορροπία μήτρας-καρβιδίου με ένα στρώμα σκληρής επιφάνειας που εκτίθεται σε τριβή ορυκτών.

Το Co-Cr-W δεν είναι το ίδιο με το τσιμεντοκαρβίδιο WC-Co

Ο όρος "κράμα κοβαλτίου βολφραμίου" μπορεί να δημιουργήσει σύγχυση.

Ένα χυτό ή εναποτιθέμενο κράμα Co-Cr-W περιέχει κοβάλτιο ως κύρια μήτρα με χρώμιο, βολφράμιο, άνθρακα και άλλες προσθήκες.

Το καρβίδιο με τσιμέντο WC-Co είναι ένα διαφορετικό σύστημα υλικών. Αποτελείται κυρίως από σωματίδια καρβιδίου βολφραμίου που συνδέονται με μικρότερη ποσότητα κοβαλτίου. Παράγεται γενικά με διαδικασίες μεταλλουργίας σκόνης και πυροσυσσωμάτωσης.

Τα υλικά διαφέρουν ως προς τη σύνθεση, το κλάσμα φάσης, την επεξεργασία, τη σκληρότητα, τη δυνατότητα επισκευής και το κόστος. Δεν πρέπει ποτέ να αντιμετωπίζονται ως εναλλάξιμα γιατί και τα δύο περιέχουν κοβάλτιο και βολφράμιο.

Η οδός παραγωγής αλλάζει το κράμα

Επένδυση ή Χύτευση άμμου

Η χύτευση δημιουργεί μια δενδριτική δομή στερεοποίησης. Το βολφράμιο, το μολυβδαίνιο, το χρώμιο και ο άνθρακας μπορεί να διαχωρίζονται μεταξύ πυρήνων δενδρίτη και μεσοδενδριτικών περιοχών.

Σημαντικοί έλεγχοι χύτευσης περιλαμβάνουν:

• Ταυτότητα χρέωσης-υλικής
• Χημεία τήξης
• Πρακτική αποξείδωσης
• Θερμοκρασία έκχυσης
• Υλικό καλουπιού
• Ρυθμός στερεοποίησης
• Έλεγχος τροφοδοσίας και συρρίκνωσης
• Μεταβάσεις πάχους τομής
• Κατεργασία με θερμοκρασία
• Επίδομα μηχανικής κατεργασίας

Οι αλλαγές μεγάλων διατομών μπορούν να δημιουργήσουν διαφορετικούς ρυθμούς ψύξης και μορφολογίες καρβιδίου σε ένα εξάρτημα.

Μεταλλουργία Σκόνης

Οι διαδρομές πούδρας μπορούν να παρέχουν:

• Λεπτότερα σωματίδια εκκίνησης
• Διαφορετική συμπεριφορά διαχωρισμού
• Μεγαλύτερος έλεγχος της γεωμετρίας σχεδόν του δικτύου
• Δυνητικά ομοιόμορφη κατανομή
• Διαφορετικοί κίνδυνοι υπολειπόμενου πορώδους
• Διαφορετική έκθεση σε οξείδια

Ένα αποτέλεσμα που λαμβάνεται από ένα δείγμα έρευνας μεταλλουργίας σκόνης δεν θα πρέπει να θεωρείται για συμβατική χύτευση.

Συγκόλληση και σκληρή όψη

Το Hardfacing εισάγει πρόσθετες μεταβλητές:

• Αραίωση βασικών μετάλλων
• Ρυθμός ψύξης
• Πάχος κατάθεσης
• Αριθμός στρωμάτων
• Θερμοκρασία προθέρμανσης και ενδιάμεσης διέλευσης
• Υπολειμματική καταπόνηση
• Ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα
• Αέριο θωράκισης
• Ανοχή σε ρωγμές
• Επεξεργασία μετά τη συγκόλληση

Το AWS A5.21/A5.21M καλύπτει την ταξινόμηση των γυμνών ηλεκτροδίων και των ράβδων για επιφάνειες. Η τρέχουσα έκδοση του 2024 περιλαμβάνει ταξινομήσεις με βάση το κοβάλτιο. Η ταξινόμηση πληρωτικού μετάλλου περιγράφει την αναλώσιμη ή μη αραιωμένη εναποτιθέμενη χημεία. δεν εγγυάται από μόνο του τη χημεία της τελικής αραιωμένης επικάλυψης.
Πηγή: AWS A5.21/A5.21M:2024.

Θερμική επένδυση, HVOF, PTA και Laser

Μια σκόνη κράματος κοβαλτίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαφορετικές διαδικασίες εναπόθεσης, αλλά το μέγεθος των σωματιδίων, η μορφολογία και η χημεία πρέπει να ταιριάζουν με τον εξοπλισμό.

Η τελική επίστρωση εξαρτάται από:

• Κατανομή μεγέθους σκόνης
• Σφαιρικότητα και ροή
• Περιεκτικότητα σε οξυγόνο
• Εισαγωγή θερμότητας
• Ταχύτητα σωματιδίων
• Διάλυση
• Αραιότητα της ύλης
• Περιεκτικότητα σε οξείδιο
• Δύναμη δεσμού
• Μέθοδος φινιρίσματος

Μια σκόνη κατάλληλη για μια διαδικασία δεν πρέπει να χρησιμοποιείται αυτόματα σε μια άλλη.

Αντιστοίχιση του κράματος με τον μηχανισμό αστοχίας

Συγκολλητική Φθορά και Θωράκιση

Για ολίσθηση από μέταλλο σε μέταλλο, ρωτήστε:

• Τι είναι το υλικό αντίθετης επιφάνειας;
• Υπάρχει διαθέσιμη λίπανση;
• Ποια είναι η πίεση επαφής;
• Η ολίσθηση είναι συνεχής ή ταλαντούμενη;
• Είναι η κατάσχεση η πρωταρχική αποτυχία;
• Χρειάζεται η επιφάνεια να διατηρεί σφράγιση;

Ένα κράμα Co-Cr-W μπορεί να είναι ελκυστικό για τη θερμή σκληρότητα και την αντίσταση στη θραύση, αλλά η τελική επιλογή πρέπει να περιλαμβάνει το φινίρισμα της επιφάνειας και τη συμβατότητα της αντίθετης επιφάνειας.

Λειαντική Φθορά

Για τριβή ορυκτών ή σωματιδίων, καταγράψτε:

• Λειαντική σκληρότητα
• Μέγεθος και σχήμα σωματιδίων
• Ταχύτητα ολίσθησης
• Πίεση επαφής
• Ενέργεια κρούσης
• Υγρή ή ξηρή κατάσταση

Ένα κράμα κοβαλτίου υψηλής περιεκτικότητας σε καρβίδια μπορεί να ανθίσταται στην τριβή, αλλά μπορεί να γίνει ευάλωτο εάν ο πληθυσμός καρβιδίου είναι πολύ χονδροειδής ή ανεπαρκώς στηριζόμενος.

Διάβρωση-Φθορά

Η φθορά της διάβρωσης δεν μπορεί να προβλεφθεί με δοκιμή ξηρής σκληρότητας.

Προμηθεύω:

• Ρευστή χημεία
• pH
• Συγκέντρωση χλωρίου
• Είδη που περιέχουν θείο
• Θερμοκρασία
• Συγκέντρωση στερεών
• Ταχύτητα ροής
• Συνθήκες διακοπής λειτουργίας και καθαρισμού

Το μολυβδαίνιο μπορεί να είναι χρήσιμο σε ορισμένα διαβρωτικά περιβάλλοντα, αλλά οι εργαστηριακές δοκιμές θα πρέπει να αναπαράγουν το πραγματικό ρευστό όπου οι συνέπειες αστοχίας είναι σημαντικές.

Φθορά σε υψηλή θερμοκρασία

Για ζεστή εξυπηρέτηση, περιλαμβάνουν:

• Κανονική και μέγιστη θερμοκρασία μετάλλου
• Ποσοστό θέρμανσης και ψύξης
• Ατμόσφαιρα
• Οξειδωτική ή αναγωγική κατάσταση
• Έκθεση σε θείο, άνθρακα ή αλογόνο
• Στρες επαφής
• Συχνότητα θερμικού κύκλου

Η υψηλή περιεκτικότητα σε βολφράμιο δεν εξαλείφει την οξείδωση, τη θερμική κόπωση ή τον ερπυσμό.

Απαιτήσεις επιθεώρησης για κράματα κοβαλτίου

Το σχέδιο επιθεώρησης θα πρέπει να ορίζει τις τοποθεσίες δοκιμής και τα κριτήρια αποδοχής πριν από την παραγωγή.

Ερωτήσεις που πρέπει να συμπεριληφθούν σε ένα RFQ Co-Cr-W ή Co-Cr-Mo

Προμηθεύω:

• Όνομα εξαρτήματος και αριθμός εξαρτήματος
• Μοντέλο εξοπλισμού
• Σχέδιο με διαστάσεις
• Απαιτούμενη οδός κατασκευής
• Ονομασία τρέχοντος κράματος
• Τρέχουσα αναφορά χημικής σύνθεσης
• Επιθυμητό γενικό πρότυπο ή προδιαγραφή πελάτη
• Κανονική και μέγιστη θερμοκρασία
• Μηχανισμός φθοράς
• Πίεση επαφής και ταχύτητα ολίσθησης
• Επίπεδο κρούσης
• Διαβρωτικό μέσο και συγκέντρωση
• Υλικό πρόσοψης
• Κατάσταση λίπανσης
• Απαιτούμενο εύρος σκληρότητας
• Επεξεργασμένο φινίρισμα επιφάνειας
• Διαστατικές και γεωμετρικές ανοχές
• Απαιτήσεις NDT
• Τοποθεσίες δειγματοληψίας χημείας
• Ποσότητα
• Προορισμός παράδοσης
• Φωτογραφίες του αποτυχημένου στοιχείου
• Τρέχοντα δεδομένα υπηρεσίας και λειτουργία αποτυχίας

Αποφύγετε να ζητάτε «το υψηλότερο κράμα βολφραμίου» ή «μέγιστη σκληρότητα» χωρίς δεδομένα λειτουργίας. Περισσότερο περιεχόμενο σε κράμα μπορεί να αυξήσει το κόστος και την ευθραυστότητα χωρίς να επιλύσει την πραγματική αστοχία.

Σχετικές σελίδες χύτευσης EB

Για εξαρτήματα χυτού κράματος κοβαλτίου, βλ.

• Μπάλες βαλβίδας από κράμα κοβαλτίου-χρωμίου και καθίσματα δακτυλίου
• Προσαρμοσμένα χυτά από κράμα κοβαλτίου

Για επιφάνειες φθοράς που έχουν αποτεθεί, δείτε:

• Σκόνη κράματος βάσης κοβαλτίου για επένδυση PTA, HVOF και Laser
• Σύρμα σκληρής επικάλυψης από κράμα κοβαλτίου

Για πρόσθετο υπόβαθρο, διαβάστε:

• Κράμα κοβαλτίου χρωμίου μολυβδαινίου
• Απόδοση και αντοχή στη φθορά των κραμάτων με βάση το κοβάλτιο

Αυτές οι σελίδες περιγράφουν διαφορετικά προϊόντα και διαδικασίες. Το κράμα και η διαδικασία πρέπει να επιβεβαιώνονται από το σχέδιο του πελάτη, την κατάσταση σέρβις και τις απαιτήσεις αποδοχής.

Όρια μηχανικής και ασφάλειας

Αυτό το άρθρο παρέχει γενικές οδηγίες για την επιλογή υλικού. Δεν αποδεικνύει ότι το Co-Cr-W ή το Co-Cr-Mo είναι καθολικά ανώτερο.

Η τελική επιλογή υλικού παραμένει ευθύνη του ιδιοκτήτη του εξοπλισμού, του υπεύθυνου μηχανικού, του αγοραστή και του κατασκευαστή σύμφωνα με μια συμφωνημένη προδιαγραφή.

Η χύτευση, η λείανση, η κατεργασία, ο θερμικός ψεκασμός και η συγκόλληση υλικών που περιέχουν κοβάλτιο μπορούν να δημιουργήσουν σκόνη ή αναθυμιάσεις που περιέχουν κοβάλτιο. Το NIOSH προσδιορίζει την εισπνοή, την κατάποση και την επαφή με το δέρμα ή τα μάτια ως οδούς έκθεσης για τη σκόνη και τον καπνό μετάλλου κοβαλτίου και απαριθμεί το αναπνευστικό σύστημα και το δέρμα μεταξύ των οργάνων-στόχων.

Χρησιμοποιήστε τεκμηριωμένη αξιολόγηση βιομηχανικής υγιεινής, περίβλημα διεργασιών ή τοπικό εξαερισμό, κατάλληλο καθαρισμό και ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό για κάθε εργασία. Η επιλογή του αναπνευστήρα πρέπει να βασίζεται στη μετρημένη έκθεση και σε ένα εφαρμοστέο πρόγραμμα αναπνευστικής προστασίας.
Πηγές: NIOSH Pocket Guide—Cobalt Metal Dust and Fume και NIOSH Local Exhaust Ventilation for Welding.

Συχνές Ερωτήσεις

Είναι το βολφράμιο πάντα καλύτερο για ένδυση σε υψηλές θερμοκρασίες;

Όχι. Το βολφράμιο μπορεί να υποστηρίξει τη θερμή σκληρότητα και την αντοχή της μήτρας, αλλά η οξείδωση, η μορφολογία καρβιδίου, η θερμική κόπωση και η οδός κατασκευής ελέγχουν επίσης την απόδοση.

Είναι το μολυβδαίνιο πάντα καλύτερο για τη διάβρωση;

Όχι. Το μολυβδαίνιο μπορεί να ωφελήσει την παθητικότητα σε ορισμένα περιβάλλοντα, αλλά η περιεκτικότητα σε χρώμιο, η χημεία των ρευστών, η θερμοκρασία και η μηχανική αφαίρεση μεμβράνης παραμένουν σημαντικά. Ελέγξτε το πραγματικό μέσο διεργασίας όταν ο κίνδυνος διάβρωσης είναι σημαντικός.

Μπορούν το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο να αντικατασταθούν από το βάρος;

Όχι. Έχουν διαφορετική ατομική μάζα, συμπεριφορά καρβιδίου, επιμερισμό και επεξεργασία. Η αντικατάσταση απαιτεί επανασχεδιασμό και πιστοποίηση κράματος.

Υψηλότερη σκληρότητα σημαίνει καλύτερη αντίσταση στη φθορά;

Όχι απαραίτητα. Η φθορά εξαρτάται επίσης από τη στήριξη καρβιδίου, τη σκληρότητα, τη λειτουργία τριβής, τη θερμοκρασία, τη διάβρωση και το υλικό της αντίθετης επιφάνειας.

Μπορεί ένας αναλυτής XRF να επιβεβαιώσει το πλήρες κράμα;

Το XRF μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό του κοβαλτίου, του χρωμίου, του βολφραμίου και του μολυβδαινίου, αλλά γενικά δεν μπορεί να παρέχει το αποτέλεσμα άνθρακα που απαιτείται για τον έλεγχο του καρβιδίου. Χρησιμοποιήστε μια κατάλληλη μέθοδο ανάλυσης άνθρακα.

Είναι ισοδύναμα τα χυτά εξαρτήματα και οι καταθέσεις με σκληρή επιφάνεια;

Όχι. Τα χυτά στερεοποιούνται ως πλήρη συστατικά. Οι εναποθέσεις σκληρής επιφάνειας επηρεάζονται από την αραίωση, το πάχος του στρώματος, την ψύξη και το βασικό μέταλλο.

Πρέπει να προσδιορίσουμε μια εμπορική ονομασία ή μια χημική σύνθεση;

Όποτε είναι δυνατόν, καθορίστε μια αναγνωρισμένη γενική ταξινόμηση ή ένα συμφωνημένο σχέδιο χημείας και αποδοχής. Οι εμπορικές ονομασίες μπορούν να καλύπτουν διαφορετικές μορφές ή ιστορικές παραλλαγές.

Μπορεί το EB Castings να προτείνει W ή Mo από ένα Drawing Alone;

Το σχέδιο ορίζει τη γεωμετρία, αλλά είναι επίσης απαραίτητα και τα δεδομένα υπηρεσίας. Παρέχετε πληροφορίες για τον μηχανισμό φθοράς, τη θερμοκρασία, το μέσο, ​​το φορτίο, την αντίθετη επιφάνεια και την αστοχία ρεύματος.

Σύναψη

Το βολφράμιο και το μολυβδαίνιο είναι και τα δύο πολύτιμες προσθήκες στα κράματα κοβαλτίου-χρωμίου, αλλά επιλύουν διαφορετικά μεταλλουργικά προβλήματα.

Το βολφράμιο μπορεί να συμβάλει στην ισχυρή ενίσχυση στερεού διαλύματος, στη θερμή σκληρότητα και στις σκληρές φάσεις που περιέχουν βολφράμιο. Μπορεί επίσης να αυξήσει την πυκνότητα, την ευαισθησία διαχωρισμού και τη δυσκολία κατεργασίας.

Το μολυβδαίνιο μπορεί να ενισχύσει την πλούσια σε κοβάλτιο μήτρα, να συμμετάσχει στο σχηματισμό καρβιδίων και να υποστηρίξει τη συμπεριφορά διάβρωσης σε ορισμένα περιβάλλοντα. Τα οφέλη του εξακολουθούν να εξαρτώνται από το χρώμιο, τον άνθρακα, τη θερμική επεξεργασία και τον τρόπο κατασκευής.

Η σωστή ερώτηση μηχανικής δεν είναι:

«Είναι καλύτερο το βολφράμιο από το μολυβδαίνιο;»

Είναι:

"Ποιος συνδυασμός χημείας μήτρας, δομής καρβιδίου και διαδικασίας κατασκευής αντιμετωπίζει καλύτερα τις τεκμηριωμένες συνθήκες φθοράς, διάβρωσης και θερμοκρασίας;"

Στείλτε σχέδια, τρέχουσα χημεία, φωτογραφίες αποτυχημένων εξαρτημάτων και δεδομένα λειτουργίας μέσω τουΣελίδα επικοινωνίας EB Castingsή emailcast@ebcastings.com.

Όλες οι απαιτήσεις κράματος, διαδικασίας και επιθεώρησης θα πρέπει να επιβεβαιώνονται πριν από την προσφορά και την κατασκευή.

Αναφορές

1. ASM International. Κοβάλτιο και κράματα κοβαλτίου.
2. ASM International. Τριβή και φθορά των κραμάτων με βάση το κοβάλτιο.
3. Li et al. Επίδραση Ni, W και Mo σε κράματα μήτρας CoCr.
4. Οι Jenko et al. Επίδραση της σκλήρυνσης καθίζησης στα κράματα Co-Cr-Mo και Co-Cr-W-Mo.
5. Li et al. Μικροδομή και Ιδιότητες Υψηλής Θερμοκρασίας Καταθέσεων Συγκόλλησης CoCrMo και CoCrW.
6. AWS. AWS A5.21/A5.21M:2024—Γυμνά ηλεκτρόδια και ράβδοι για επιφάνειες.
7. NIOSH. Σκόνη και καπνός μετάλλου κοβαλτίου.