Aleaciones de cobalto

Aleaciones resistentes al desgaste a base de cobalto

Las aleaciones resistentes al desgaste a base de cobalto presentan pocos cambios con respecto a las aleaciones anteriores de Elwood Haynes. La diferencia más importante reside en el control del carbono y el silicio (que eran defectos en las aleaciones anteriores). De hecho, la principal diferencia entre los grados actuales de aleaciones de cobalto reside en el contenido de carbono y tungsteno. El contenido de carbono afecta la dureza, la ductilidad y la resistencia al desgaste. El tungsteno también desempeña un papel importante en estas propiedades.. 

Existen varios tipos diferentes de desgaste, generalmente divididos en tres grandes categorías:

• Desgaste abrasivo

• desgaste por deslizamiento

• dodesgaste por corrosión
  

El tipo de desgaste que se produce en una aplicación particular es un factor importante en la selección de materiales resistentes al desgaste.

• El desgaste abrasivo se produce cuando partículas duras o protuberancias duras (en el lado opuesto) se fuerzan contra la superficie y se mueven con respecto a ella. El desgaste por alta y baja tensión se refiere al estado del medio abrasivo (ya sean partículas duras o protuberancias) tras interactuar con la superficie. Si un medio abrasivo se tritura, se dice que se encuentra en un estado de alta tensión. Si el medio de molienda permanece intacto, el proceso se denomina desgaste por baja tensión. Normalmente, el desgaste por alta tensión se produce cuando las partículas duras se encuentran atrapadas entre superficies metálicas (movimiento relativo), mientras que el desgaste por baja tensión se produce cuando las superficies en movimiento entran en contacto con abrasivos compactos, como tierra y arena.

• En aleaciones que contienen una fase dura, como las aleaciones resistentes al desgaste a base de cobalto, la resistencia al desgaste generalmente aumenta con la fracción volumétrica de la fase dura. Sin embargo, la resistencia al desgaste está fuertemente influenciada por el tamaño y la forma de los precipitados de la fase dura dentro de la microestructura de la estructura dura, así como por el tamaño y la forma de las especies corrosivas.

• El deslizamiento es probablemente el más complejo y no se trata de una cuestión conceptual, sino de cómo responden los diferentes materiales a las condiciones de deslizamiento. El desgaste por deslizamiento puede ocurrir cuando dos superficies se presionan entre sí y se mueven una respecto a la otra. Si ambas superficies son metálicas y tienen poca o ninguna lubricación, la probabilidad de daño aumenta considerablemente.

Aleaciones resistentes a altas temperaturas a base de cobalto

Durante muchos años, la industria de turbinas de gas ha sido el principal usuario de superaleaciones. En el caso de las turbinas de gas para aeronaves, los principales requisitos del material son la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la fatiga térmica y la resistencia a la oxidación. La resistencia al azufre es una preocupación importante para las turbinas de gas terrestres, que suelen quemar combustibles de baja calidad y operar a temperaturas más bajas.

Aleaciones resistentes a la corrosión a base de cobalto

Aunque las aleaciones de cobalto tienen cierta resistencia a la corrosión por agua, están limitadas por la precipitación de carburo en los límites de grano, la falta de elementos de aleación importantes en la matriz (después de la precipitación de carburo o Laves) y en las siguientes situaciones: fundición y material de superficie de soldadura.

Debido a su microestructura uniforme y menor contenido de carbono, las superaleaciones deformadas a base de cobalto (que normalmente contienen tungsteno en lugar de molibdeno) son más resistentes a la corrosión del agua, pero siguen siendo mucho menos corrosivas que las aleaciones de níquel-cromo-molibdeno.

Para satisfacer la demanda industrial de aleaciones con excelente resistencia a la corrosión del agua y que al mismo tiempo tengan las propiedades del cobalto como base de la aleación (resistencia a diversas formas de desgaste y alta resistencia en un amplio rango de temperatura), se forjan varias aleaciones con bajo contenido de carbono para producir aleaciones de cobalto, níquel, cromo y molibdeno.