コバルト合金

コバルト基耐摩耗合金

コバルト基耐摩耗合金は、エルウッド・ヘインズの初期の合金とほとんど変わっていません。最も重要な違いは、炭素とシリコン（初期の合金では欠陥であった）の制御にあります。実際、現在のコバルト合金グレードの主な違いは、炭素とタングステンの含有量です。炭素含有量は硬度、延性、耐摩耗性に影響を与えます。タングステンもこれらの特性において重要な役割を果たします。。 

摩耗にはいくつかの異なる種類があり、一般的に次の 3 つの広いカテゴリに分けられます。

• 摩耗

• 滑り摩耗

• C腐食摩耗
  

特定の用途で発生する摩耗の種類は、耐摩耗性材料の選択において重要な要素となります。

• アブレシブ摩耗は、硬い粒子または硬い突起（反対側）が表面に押し付けられ、表面に対して相対的に移動するときに発生します。高応力摩耗と低応力摩耗は、表面と相互作用した後の研磨媒体（硬い粒子または突起）の状態に依存します。研磨媒体が粉砕されている場合、高応力状態にあると言われます。研磨媒体が損傷を受けていない場合、このプロセスは低応力摩耗と呼ばれます。一般的に、高応力摩耗は硬い粒子が金属表面の間に挟まれること（相対運動）によって引き起こされ、低応力摩耗は移動する表面が土や砂などの詰まった研磨剤と接触するときに発生します。

• コバルト基耐摩耗合金などの硬質相を含む合金では、耐摩耗性は一般に硬質相の体積分率の増加に伴って増加します。しかし、耐摩耗性は、硬質組織内の微細組織における硬質相析出物のサイズと形状、および腐食種のサイズと形状に大きく影響されます。

• 滑りはおそらく最も複雑な現象であり、概念的な問題ではなく、異なる材料が滑り条件にどのように反応するかという問題です。滑り摩耗は、2つの表面が押し付けられ、互いに相対的に動く際に発生します。両方の表面が金属性で、潤滑剤がほとんどまたは全くない場合、損傷の可能性は大幅に高まります。

コバルト基耐熱合金

長年にわたり、超合金の主なユーザーはガスタービン産業でした。航空機用ガスタービンでは、高温強度、耐熱疲労性、耐酸化性が主な材料要件となります。陸上用ガスタービンでは、通常、低品位燃料を燃焼し、低温で運転するため、耐硫黄性は大きな懸念事項となります。

コバルト基耐食合金

コバルト合金はある程度の水腐食耐性がありますが、粒界炭化物析出、マトリックス内の重要な合金元素の欠如（炭化物またはラーベス析出後）、および鋳造および溶接表面仕上げ材などの状況によって制限されます。

均一な微細構造と低い炭素含有量のため、変形コバルト基超合金（通常はモリブデンの代わりにタングステンを含む）は水腐食に対してより耐性がありますが、それでもニッケル・クロム・モリブデン合金より腐食性ははるかに低くなります。

優れた耐水性と合金の基礎としてのコバルトの特性（さまざまな摩耗に対する耐性、広い温度範囲にわたる高い強度）を同時に備えた合金に対する産業界の需要を満たすために、いくつかの低炭素合金を鍛造してコバルト・ニッケル・クロム・モリブデン合金を製造しています。