Ligas de cobalto

Ligas resistentes ao desgaste à base de cobalto

As ligas resistentes ao desgaste à base de cobalto pouco mudaram em relação às ligas anteriores da Elwood Haynes. A diferença mais importante está relacionada ao controle de carbono e silício (que eram defeitos nas ligas anteriores). De fato, a principal diferença entre os graus atuais de ligas de cobalto é o teor de carbono e tungstênio. O teor de carbono afeta a dureza, a ductilidade e a resistência ao desgaste. O tungstênio também desempenha um papel importante nessas propriedades.. 

Existem vários tipos diferentes de desgaste, geralmente divididos em três grandes categorias:

• Desgaste abrasivo

• desgaste deslizante

• Cdesgaste por corrosão
  

O tipo de desgaste encontrado em uma aplicação específica é um fator importante na seleção de materiais resistentes ao desgaste.

• O desgaste abrasivo ocorre quando partículas duras ou saliências duras (no lado oposto) são forçadas contra a superfície e se movem em relação a ela. O desgaste de alta tensão e o desgaste de baixa tensão envolvem o estado do meio abrasivo (sejam partículas duras ou saliências) após a interação com a superfície. Se um meio abrasivo for triturado, diz-se que está em um estado de alta tensão. Se o meio abrasivo permanecer intacto, o processo é chamado de desgaste de baixa tensão. Normalmente, o desgaste de alta tensão é causado por partículas duras imprensadas entre superfícies metálicas (movimento relativo), enquanto o desgaste de baixa tensão ocorre quando superfícies móveis entram em contato com abrasivos compactados, como solo e areia.

• Em ligas que contêm uma fase dura, como ligas resistentes ao desgaste à base de cobalto, a resistência ao desgaste geralmente aumenta com a fração volumétrica da fase dura. No entanto, a resistência ao desgaste é fortemente influenciada pelo tamanho e formato dos precipitados da fase dura dentro da microestrutura da estrutura dura e pelo tamanho e formato das espécies de corrosão.

• O deslizamento é provavelmente a questão mais complexa e não é conceitual, mas sim a forma como diferentes materiais respondem às condições de deslizamento. O desgaste por deslizamento pode ocorrer sempre que duas superfícies são pressionadas uma contra a outra e se movem uma em relação à outra. Se ambas as superfícies forem metálicas e tiverem pouca ou nenhuma lubrificação, a chance de danos aumenta consideravelmente.

Ligas resistentes a altas temperaturas à base de cobalto

Por muitos anos, o principal usuário de superligas foi a indústria de turbinas a gás. Para turbinas a gás de aeronaves, os principais requisitos de material são resistência a altas temperaturas, resistência à fadiga térmica e resistência à oxidação. A resistência ao enxofre é uma grande preocupação para turbinas a gás terrestres, que normalmente queimam combustíveis de baixa qualidade e operam em temperaturas mais baixas.

Ligas resistentes à corrosão à base de cobalto

Embora as ligas de cobalto tenham alguma resistência à corrosão por água, elas são limitadas pela precipitação de carboneto nos contornos de grão, pela falta de elementos de liga importantes na matriz (após a precipitação de carboneto ou Laves) e nas seguintes situações: fundição e material de superfície de solda.

Devido à sua microestrutura uniforme e menor teor de carbono, as superligas deformadas à base de cobalto (que normalmente contêm tungstênio em vez de molibdênio) são mais resistentes à corrosão pela água, mas ainda são muito menos corrosivas do que as ligas de níquel-cromo-molibdênio.

Para atender à demanda industrial por ligas com excelente resistência à corrosão causada pela água e, ao mesmo tempo, tendo as propriedades do cobalto como base da liga (resistência a várias formas de desgaste e alta resistência em uma ampla faixa de temperatura), forjamos diversas ligas de baixo carbono para produzir ligas de cobalto-níquel-cromo-molibdênio.