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    鈷元素在高溫合金中的作用
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    作為鈷基合金基體元素的鈷在周期表中是27號元素,與Ni同屬VIIIA族,具有密排六方晶體結構(HCP)。從室溫到高溫,要發生同素異構轉變,由密排六方(HCP)結構轉變為γ面心立方結構(FCC),而且這種轉變具有非熱特性,并在溫度循環過程中具有可逆性。鈷基合金中加入Ni可以擴大FCC區,穩定奧氏體。所以鈷基合金通常都含有10%~30%左右的Ni。鈷基高溫合金熔點高,持久斷裂曲線比較平緩。即拉遜米勒曲線中應力隨L-M參數降低較慢,因而在較高溫度下承載能力高于鎳基和鐵基高溫合金。同時鈷基合金具有優異的抗熱腐蝕性能和冷熱疲勞性能以及良好的焊接性能,所以鈷基合金在航空發動機和工業燃氣輪機中仍有較多應用,渦輪導向葉片就是其主要用途之一,如K640S和DZ640M等。
        鈷作為合金元素加入到鎳基合金中,可以降低基體的堆垛層錯能。層錯能低,形成層錯就容易,層錯出現的幾率也高,層錯的寬度加寬,這種擴展了的位錯動運十分困難,必須收縮為一個全位錯才行,也就是層錯能的降低使交滑移更加困難,這樣就需要更大的外力,表現為強度的提高,引起固溶強化。層錯能的降低,使蠕變速率降低,蠕變抗力增加。不同Co含量對Refractoloy26合金組織和性能影響的研究結果表明,隨著Co含量的增加,基體層錯能降低,合金穩態蠕變速率降低,相應蠕變斷裂壽命增加。
        Co含量增加,使Ni-20Cr的層錯能不斷降低,相應穩態蠕變速率不斷降低。固溶強化元素鈷加入到Ni基固溶體中,還降低Ti和Al在基體中的溶解度,從而增加γ'沉淀強化相的數量。同時,γ'相成分變為(Ni,Co)3(Al,Ti),提高γ'相的溶解溫度。例如Nimonic80合金γ'相的溶解溫度為840~880℃,而加入19.5%鈷后,發展成Nimonic90,其γ'相的溶解溫度提高到900~940℃。正是由于Co元素的固溶強化作用,很多鎳基高溫合金加入有10%~20%的金屬鈷。如DZ417G合金中含有10%的鈷,K417含有15%的鈷。鈷在鐵基高溫合金中很少用Co合金化。我國研制的鐵基合金都不含有鈷,美國也只有少數幾個鐵基高溫合金,如N-155及低膨脹高溫合金中含有15%~20%的鈷。

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