अल्ट्रा-कम तापमान वातावरण में कोबाल्ट मिश्र धातु का अनुप्रयोग
2025-07-04 09:00अल्ट्रा-लो तापमान इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, उपकरण सहायक सामग्री की सामग्री में अत्यधिक तापमान पर यांत्रिक स्थिरता, भंगुरता प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध होना चाहिए। कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं में उनकी अनूठी संरचना और सूक्ष्म संरचना के कारण अल्ट्रा-लो तापमान वातावरण में उत्कृष्ट व्यापक प्रदर्शन होता है। वे एयरोस्पेस, एलएनजी, सुपरकंडक्टिंग तकनीक और अन्य क्षेत्रों में स्पेयर पार्ट्स के लिए महत्वपूर्ण सामग्री बन गए हैं।
कोबाल्ट मिश्र धातु
कोबाल्ट मिश्र धातु कोबाल्ट पर आधारित होते हैं, जिनमें मुख्य रूप से क्रोमियम, टंगस्टन, कार्बन और अन्य तत्व मिलाए जाते हैं। कोबाल्ट की घनी-पैक हेक्सागोनल क्रिस्टल संरचना में कम तापमान पर उत्कृष्ट कठोरता होती है, और सघन क्रोमियम2हे3ऑक्साइड फिल्म प्रभावी रूप से जंग का प्रतिरोध कर सकती है। टंगस्टन ठोस घोल को मजबूत करके मैट्रिक्स की ताकत में सुधार करता है, जबकि कार्बन क्रोमियम और टंगस्टन के साथ उच्च कठोरता वाले कार्बाइड बनाता है, जो कोबाल्ट-आधारित ठोस घोल में समान रूप से वितरित होते हैं और एक कठोर कंकाल संरचना बनाते हैं, जो पहनने के प्रतिरोध और कठोरता दोनों प्रदान करता है। यह जटिल चरण संरचना इसे अल्ट्रा-कम तापमान पर भंगुरता के लिए कम प्रवण बनाती है और इसमें एक उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध होता है।
अत्यंत कम तापमान वाले वातावरण में कोबाल्ट मिश्रधातुओं का मुख्य लाभ
कोबाल्ट मिश्र धातु -196 डिग्री सेल्सियस पर भी उच्च शक्ति और प्लास्टिसिटी बनाए रख सकते हैं, और उनके कोबाल्ट-आधारित ठोस समाधान की कम तापमान की कठोरता दरार प्रसार को प्रभावी ढंग से रोकती है। इसके विपरीत, साधारण स्टेनलेस स्टील अल्ट्रा-कम तापमान पर मार्टेंसिटिक परिवर्तन के कारण भंगुर होने का खतरा है। साथ ही, कोबाल्ट मिश्र धातु संरचना अनुकूलन के माध्यम से क्रिस्टल संरचना चरण परिवर्तन से बचती है और संगठनात्मक स्थिरता सुनिश्चित करती है।
एलएनजी जैसे अल्ट्रा-लो तापमान मीडिया में, कोबाल्ट मिश्र धातु की सतह क्लैडिंग परत क्लोरीन⁻ युक्त संक्षारक वातावरण का प्रतिरोध कर सकती है। उदाहरण के लिए, एक विशेष एलएनजी बटरफ्लाई वाल्व एक कोबाल्ट मिश्र धातु क्लैडिंग वाल्व बॉडी का उपयोग करता है, जिसे क्रायोजेनिक उपचार प्रक्रिया के साथ जोड़ा जाता है, ताकि सीलिंग रिंग की दो-तरफ़ा फ़्लोटिंग संरचना रेडियल डायनेमिक बैलेंस सीलिंग प्राप्त कर सके, जिससे पहनने में काफी कमी आए और सेवा जीवन का विस्तार हो।
कोबाल्ट मिश्र धातु की उच्च कठोरता वाली कार्बाइड अल्ट्रा-कम तापमान पर घर्षण और क्षरण के कारण होने वाले नुकसान का प्रभावी ढंग से प्रतिरोध कर सकती है। उदाहरण के लिए, एलएनजी पंप स्लीव्स और सीलिंग रिंग्स में, कोबाल्ट मिश्र धातु का पहनने का प्रतिरोध इसके जीवन को सामान्य सामग्रियों की तुलना में 3-5 गुना लंबा बनाता है। इसके अलावा, इसका थकान प्रतिरोध लगातार तापमान चक्रों का सामना कर सकता है।
अल्ट्रा-लो तापमान क्षेत्र में कोबाल्ट मिश्र धातु का अनुप्रयोग
तरलीकृत प्राकृतिक गैस (एलएनजी) उपकरण
कोबाल्ट मिश्र धातु अपने कम तापमान और पहनने के प्रतिरोध के कारण एलएनजी भंडारण टैंक, परिवहन जहाजों और ट्रांसमिशन पाइपलाइनों के प्रमुख घटकों में वाल्व सीलिंग सतहों, पंप प्ररित करनेवाला और बीयरिंग के लिए एक आदर्श सामग्री बन गई है। क्रायोजेनिक उपचार के बाद, तैयार किए गए सीलिंग घटक कम तापमान वाले कामकाजी परिस्थितियों की कठोर आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं, उपकरणों के उद्घाटन और समापन टोक़ को काफी कम कर सकते हैं और सेवा जीवन का विस्तार कर सकते हैं, प्रभावी रूप से एलएनजी उद्योग श्रृंखला के सुरक्षित और स्थिर संचालन को सुनिश्चित कर सकते हैं।
अंतरिक्ष क्रायोजेनिक प्रणोदन प्रणाली
कोबाल्ट मिश्र धातु तरल हाइड्रोजन/तरल ऑक्सीजन रॉकेट इंजन के टरबाइन पंप, वाल्व और पाइपलाइन घटकों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। -253 डिग्री सेल्सियस के बेहद कम तापमान वाले वातावरण का सामना करते हुए, इसका उत्कृष्ट कैविटेशन और थर्मल शॉक प्रतिरोध यह सुनिश्चित कर सकता है कि टरबाइन ब्लेड और सील जैसे मुख्य घटक उच्च और निम्न तापमान वैकल्पिक भार के तहत विश्वसनीय प्रदर्शन बनाए रखें। इस प्रकार के मिश्र धातु में उच्च तापमान शक्ति और निम्न तापमान कठोरता दोनों होती है, और यह प्रणोदन प्रणाली में जटिल थर्मल-मैकेनिकल स्थितियों के अनुकूल हो सकता है।
सुपरकंडक्टिंग प्रौद्योगिकी और क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग
सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट और क्रायोजेनिक रेफ्रिजरेशन उपकरणों के संरचनात्मक डिजाइन में उनके कम थर्मल विस्तार गुणांक के कारण कोबाल्ट मिश्र धातु सहायक संरचनाओं और कनेक्टिंग घटकों के लिए पसंदीदा सामग्री बन गई है। यह विशेषता इसे सुपरकंडक्टिंग सामग्रियों के साथ एक अच्छा थर्मल मैच बनाती है, जो कम तापमान वाले वातावरण में थर्मल तनाव के प्रभाव को प्रभावी ढंग से कम करती है। -269 ℃ के बेहद कम तापमान की स्थिति में भी, इसके स्थिर यांत्रिक गुण अभी भी उपकरण संरचना की विश्वसनीयता और अखंडता सुनिश्चित कर सकते हैं।
सामग्री गुणों का तुलनात्मक विश्लेषण
प्रदर्शन तुलना से, कोबाल्ट मिश्र धातुओं में कठोरता, कम तापमान की कठोरता, संक्षारण प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध में उत्कृष्ट प्रदर्शन होता है। इसकी कमरे के तापमान की कठोरता 40-60HRC तक पहुँच सकती है, जो टाइटेनियम मिश्र धातुओं और स्टेनलेस स्टील की तुलना में काफी अधिक है।
कम तापमान की कठोरता के संबंध में, कोबाल्ट मिश्र धातुओं में -196 डिग्री सेल्सियस पर कोई भंगुरता घटना नहीं होती है, टाइटेनियम मिश्र धातु -253 डिग्री सेल्सियस पर एक निश्चित प्लास्टिसिटी बनाए रख सकते हैं, और साधारण स्टेनलेस स्टील -196 डिग्री सेल्सियस पर भंगुर फ्रैक्चर के लिए प्रवण होता है।
कोबाल्ट मिश्र धातुओं में क्लोराइड संक्षारण के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध होता है, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में ऑक्सीकरण माध्यम के प्रति अच्छा प्रतिरोध होता है, तथा संक्षारण प्रतिरोध में सुधार के लिए स्टेनलेस स्टील को निष्क्रिय करने की आवश्यकता होती है।
पहनने के प्रतिरोध के संबंध में, कोबाल्ट मिश्र धातुओं में कार्बाइड सुदृढ़ीकरण के कारण उत्कृष्ट प्रदर्शन होता है, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में मध्यम पहनने का प्रतिरोध होता है और वे सतह के उपचार पर निर्भर होते हैं, और स्टेनलेस स्टील में खराब पहनने का प्रतिरोध होता है और उपयोग के दौरान पहनने की समस्याएं होने का खतरा होता है।