Zdecydowana większość dostępnych na rynku stopów kobaltu jest stopiona powietrzem lub argonem, ponieważ nie zawierają one wysoce reaktywnych pierwiastków, takich jak aluminium i tytan, których obecność wymaga bardziej wyrafinowanych i kosztownych technik topienia próżniowego. Dodatki krzemu i manganu są stosowane w celu poprawy lejności pod względem płynności stopu, praktyki odtleniania stopu i kontroli siarki. Topienie próżniowe jest wymagane do kontrolowania stosunkowo niskiego poziomu stopów silnych reaktywnych pierwiastków tworzących monocarbide – cyrkonu, hafnu i tytanu w nowoczesnych stopach, takich jak MM-509. Ulepszenia w zakresie wytrzymałości na rozciąganie i pękanie bardziej konwencjonalnych stopów, takich jak X-40, wynikają również z topnienia próżniowego z powodu mniejszej zawartości śródmiąższowych materiałów i „czystszego” materiału.
Na przykład stopy stopione powietrzem zazwyczaj zawierają 400 ppm tlenu i 700 ppm azotu, podczas gdy stopy stopione próżniowo zawierają mniej niż 100 ppm tych pierwiastków. Niedawno zbadano przetapianie elektrożużlowe (ESR) i porównano go z próżniowym przetapianiem łukowym (VAR). W przypadku ESR MM-302, MM509 i X-45 stwierdzono niewielką poprawę właściwości pękania w porównaniu z VAR, szczególnie przy dużych obciążeniach. Nie stwierdzono istotnych zmian mikrostruktury stopu ani wtrąceń niemetalicznych, chociaż analiza chemiczna wykazała niewielki spadek zawartości siarki i fosforu w materiale ESR.
Aluminium dodano zarówno do stopów kutych, jak i kobaltowych, co reprezentuje stop S-57 i stop odlewniczy AR-213. Dodatki 5% wagowych aluminium w każdym z tych systemów są bardzo korzystne dla odporności na utlenianie i korozję na gorąco.
Stopy chromowo-kobaltowe są odporne na utlenianie i korozję.
Powłoki kobaltowo-chromowo-aluminiowo-itrowe charakteryzują stopy stosowane w handlu jako stopy odporne na korozję, które są również stosowane w przemyśle lotniczym do powlekania elementów silników turbinowych. Są one wzmacniane przez jednolity, niespójny osad CoAl, który wytwarza właściwości podobne do właściwości stopów wzmocnionych węglikiem. CoAl ma tendencję do przelewania się powyżej około 760 ° C (1400 ° F); Jednak dodatki do elementów ogniotrwałych od wolframu do stopu AR215 i tantalu do S-57 stabilizują wytrącanie do wyższej temperatury użytkowania.
Dodatki tytanu zastosowano w stopach kutych CM-7 i Jetalloy 1650 w celu uzyskania jednolitego spójnego złoża zamówionego FCC (Co, Ni) 3Ti analogicznie do y 'w stopach niklu. Wysoką wytrzymałość na rozciąganie osiąga się do granicy stabilności temperaturowej tej fazy, tj. Około 1300 ° F (704 ° C). Poziomy tytanu powyżej około 5% wagowych powodują niestabilność faz, które generują fazy HCP-Co3Ti lub C0ZTi-Laves.
Włączenie azotu do niektórych stopionych odlewów stopów, jako celowe lub przypadkowe dodanie, ma również dodatni, choć słabszy efekt wzmacniający podobny do działania węgla poprzez tworzenie azotków i węgloazotków. Zasadniczo są one termodynamicznie mniej stabilne niż węgliki i podlegają reakcjom zwyrodnienia podczas pracy.
Bor dodaje się do odlewanych stopów kobaltu, aby poprawić odporność na kruche pękanie i ciągliwość. Jednak jego dokładna funkcja w mikrostrukturze jest zwykle ukryta przez węgliki. W stopach niklu bor wytrąca się jako bogaty w molibden bor na granicach ziaren. Podobnego boru nie stwierdzono w stopach kobaltu. Stosuje się poziomy boru zwykle 0,015% wagowych; Dodatki do 0,1% wagowych zastosowano w celu zapewnienia dodatkowego wzmocnienia.
W ciągu ostatnich dwóch dekad dodanie pierwiastków ziem rzadkich itru i lantanu do stopów takich jak żeliwo FSX-418 i Knet-HS-188 spowodowało znaczną poprawę odporności stopów kobaltu na utlenianie. Nieoczekiwanie dodatki od 0,08 do 0,15% wagowych zwiększają przyczepność w skali tlenkowej i zmniejszają kinetykę utleniania, w szczególności w warunkach zmiany temperatury, i są szczególnie skuteczne w stabilizowaniu tlenku Cr203 i minimalizowaniu tworzenia CoCr204- Spinel i dyrektor operacyjny.
[ff id=”4″]