кобальта сплавы
КОБАЛЬТА СПЛАВЫ
сплавы на основе кобальта. Основные легирующие элементы — Fe, Ni, Cr, Mo, Cu, V, Al, Ti (см. табл.). Различают: магнитные К. с., сплавы с определенными коэф. линейного расширения, высокопрочные, жаропрочные и др. сплавы.
Магнитные К.с. подразделяют на магнитомягкие и магнитотвердые сплавы. Среди первых наиб. распространение получили сплавы Со с Fe и Ni (см. магнитные материалы). Все три элемента являются прир. ферромагнетиками с незаполненной 3d-оболочкой и характеризуются высокой взаимной растворимостью. Из магнитомягких сплавов наиб. индукцией магн. насыщения отличаются сплавы Со с Fe, содержащие 49% Со и 1 или 2% V, соотв. пермендюры и супермендюры. Для сплавов с составом, близким к эквиатомному, значение индукции магн. насыщения достигает 2,4 Тл. Кроме того, эти сплавы характеризуются близкой к нулю магн. анизотропией и высокой постоянной магн. проницаемостью в слабых полях. Применяют их для изготовления сердечников и полюсных наконечников в электромагнитах и трансформаторах, роторов и статоров электродвигателей и генераторов, телефонных мембран. Использование этих сплавов вместо динамной и трансформаторной стали позволяет повысить уд. мощность и, тем самым, сократить вес и габариты оборудования. Сплавы Со с Fe, содержащие 50–65% Со, имеют высокие значения магнитострикции насыщения (относит. изменение линейных размеров при намагничивании до насыщения) — до 1∙10−4. Применяют их для создания магнитопроводов в ультразвуковой аппаратуре высоких энергий, датчиков давления и т. д. К. с., содержащие ок. 92% Со (остальное Fe), имеют точку Кюри 1050 °C, что позволяет создавать на их основе электромагн. аппаратуру, работающую при температурах до 1000 °C. Кроме того, эти сплавы характеризуются малыми значениями магнитострикции, небольшими уд. потерями на перемагничивание, обладают высокими пластич. свойствами при низких температурах, что позволяет использовать их в качестве магнитопроводов в криогенных электромагн. устройствах. Сплавы Fe-Co-Ni, содержащие 23–25% Со и 46–48% Ni, отличаются низкой остаточной индукцией, постоянством магн. проницаемости в слабых магн. полях, стабильностью магн. свойств. Применяют их для изготовления сердечников трансформаторов, катушек постоянной индуктивности. В промышленности применяют также магнитомягкие аморфные сплавы, содержащие 81–85% Со. Получают их в виде лент резким охлаждением струи жидкого металла, направляемой с определенной скоростью на поверхность быстровращающегося цилиндра; затем подвергают термич. или термомагн. обработке. Обладают высокой магн. проницаемостью в слабых полях, высоким электрич. сопротивлением, прочностью и твердостью; применяют для изготовления головок магн. записи, сердечников магн. усилителей и миниатюрных трансформаторов, работающих при повыш. частотах. К магнитотвердым относят сплавы Fe-Ni-A1-Co, Fe-Со-Mo, Fe-Со-V, содержащие 5–50% Со. Они характеризуются высокой коэрцитивной силой, а также высокой магн. энергией (до 12∙104 Тл∙А/м). Применяют их для изготовления роторов электродвигателей, магн. зеркал, магн. систем с постоянным намагничивающим полем. К. с. с некоторыми РЗЭ, напр. с SmCo5, PrCo5, NdCo5, обладают большей магн. энергией (до 30∙104 Тл∙А/м), чем др. сплавы; применяют в приборостроении. Для изготовления постоянных магнитов используют также сплавы типа викаллоя, содержащие 52% Со, 5–14% V или Cr. Изготовляют в виде проволоки, ленты или полосы, из которых делают роторы гистерезисных двигателей, магн. стрелки и др. Широко применяют сплавы Со с Ni и Fe, имеющие заданный коэф. термич. расширения. Например, сплав на основе Fe, содержащий 29% Ni и 17–18% Со (известен под назв. "ковар"), имеет коэф. термич. расширения 5∙10−6, что соответствует коэф. термич. расширения тугоплавкого стекла. Это свойство сплава используется при сваривании или спайке металла со стеклом при создании электровакуумных приборов. Высокопрочные К.с. содержат обычно 20–40% Со, 20% Ni, 20% Cr, добавки Mo, W и Ti. Они обладают высоким сопротивлением малым пластич. деформациям и релаксац. стойкостью в условиях статич. и циклич. нагружения; применяют их для изготовления разл. упругих элементов, пружин, растяжек, мембран, а также в медицине — скобки для сшивания кровеносных сосудов, протезы в ортопедии, электроды для кратковременной стимуляции сердца. Сплав, содержащий 40% Со, а также Ni, Cr и Mo, обладает высокой коррозионной стойкостью в организме человека; его применяют для изготовления протезов при лечении костных переломов; из К. с. с добавкой Та изготовляют электроды для длительной и постоянной стимуляции тканей и органов человека. К. с. с температурной стабильностью модуля упругости (элинвары), содержащие ок. 12% Со, получили широкое применение для изготовления упругих чувствительных элементов точнейшей контрольно-измерит. аппаратуры. Кобальт входит в состав мн. жаропрочных сплавов (см. жаропрочные сплавы). Типичный представитель — витал-лиум, содержащий 62–65% Со, 28% Cr, 3% Ni и 4% Mo. Этот сплав сохраняет высокую прочность и не подвергается газовой коррозии до 800–850 °C; используется в литом состоянии. Ктвердым К.с. относят сплавы типа стеллита — 50% Со, 13% Ni, 25% Cr, 6% Mo, 8% W, 0,4% С. Их используют в качестве наплавок для режущих инструментов. Кобальт входит в состав некоторых марок быстрорежущей и др. инструментальных сталей, а также спеченных (металлокерамич.) твердых сплавов, среди которых наиб. распространение получили сплавы на основе WC-Co. Такие твердые сплавы используют для изготовления режущих и горнобуровых инструментов, инструментов для бесстружковой обработки металла, резания чугуна и керамики, наплавки на быстроизнашивающиеся детали машин.
Лит.: Гудремон Э., Специальные стали, пер. с нем., т. 2, М., 1960; Прецизионные сплавы. Справочник, под ред. Б В. Молотилова, 2 изд., М., 1983.
Г. В. Пшеченкова
