Cobalt

Hochschmelzendes, stahlgrau glänzendes Schwermetall, das sich in vieler Hinsicht ähnlich wie Nickel verhält.

Symbol Co
Ordnungszahl 27
Atomgewicht 58,94
spezifisches Gewicht bei 20 °C 8,7 g/cm3
Schmelzpunkt 1492 °C
Siedepunkt 2900 °C
Schmelzwärme 268 kJ/kg
spezifische Wärmekapazität bei 20 °C 0,43 kJ/(kg·K)
Wärmeleitfähigkeit 100 kJ/(m·K)
therm. Längenausdehnungskoeffizient 12·10-6/K


Werkstoffe für Dauermagnete, Schnellarbeits- und Warmarbeitsstähle werden mit Kobalt legiert. Außerdem ist Kobalt ein Legierungsbestandteil in Martensit-aushärtbaren Formstählen, Heizleiterwerkstoffen und kriechbeständige Hochtemperaturwerkstoffen. Kobalt gilt als Hauptkomponente für spezielle Kobaltlegierungen, die zum Teil auch als Feingusserzeugnisse verwendet werden.Kobalt im Stahl

Kobalt kommt in zwei Modifikationen vor, deren eine, die hexagonal-dichteste Kugelpackung, unterhalb 450 °C beständig ist. Die andere, die kubischflächenzentrierte Form, hat ihren Existenzbereich oberhalb dieser Temperatur. γ-Eisen und Kobalt sind in allen Verhältnissen ineinander löslich; die Löslichkeit von Kobalt in α-Eisen beträgt bis zu 75 %.

Durch Zugabe von Kobalt wird die Solidustemperatur von Stahl erhöht, der A3-Punkt erniedrigt und das Gebiet der γ-Phase erweitert. Kobalt erhöht die Beständigkeit des Austenits in hoch legierten Stählen beim Abschrecken von hohen Temperaturen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Legierungselementen verringert Kobalt die Einhärtungstiefe (s. Einhärtbarkeit) beim Abschrecken. Aus diesem Grunde enthalten schwach einhärtende Stähle bis zu 1 % Co.

Kobalt härtet den Ferrit und trägt wesentlich zur Warmhärte bei. Es verleiht dem Stahl Korrosions- und Verschleißbeständigkeit und führt zu einer Erhöhung der Zugfestigkeit und der Streckgrenze, allerdings auf Kosten der Zähigkeit.

Kobalt zeigt ähnliche Neigung zur Karbidbildung wie Eisen (s. Karbid, Karbidbildner) und liegt im Stahl hauptsächlich als das nichtbeständige Karbid Co3C vor. Kobalthaltige Stähle werden oft durch Zusatz von Chrom stabilisiert, welches komplexe Karbide bildet. Die Stabilisierung verhindert eine Entkohlung bei der Warmverformung und beseitigt auch Schwierigkeiten bei der spanabhebenden Bearbeitung von Stählen mit mehr als 5 % Co.

Kobalt ist ein wichtiger Bestandteil in wolframhaltigen Werkzeugstählen, da es jenen Stählen die nötige Warmhärte verleiht und damit die Schneidleistung bei hohen Temperaturen steigert. Zwei häufig eingesetzte wolframhaltige Schnellarbeitsstähle enthalten 5 und 10 %, mitunter auch 15 % Co. Diese Stähle werden für die Herstellung von Werkzeugen zur Bearbeitung harter Werkstoffe verwendet. Da Kobalt die Schmelztemperatur erhöht und daher die Anwendung höherer Lösungsglühtemperaturen ermöglicht, geht ein größerer Anteil von Karbiden beim Glühen in Lösung, die dann beim Anlassen wieder ausgeschieden werden.

Bei wolframhaltigen Werkzeugstählen fördert ein Kobaltzusatz auch die Martensitbildung.

Kobalt im Gusseisen


Kobalt wird dem Gusseisen in der Regel nicht zugesetzt. In kleinen Mengen hat es nur sehr geringen Einfluss. Wahrscheinlich wirkt Kobalt ähnlich wie Nickel schwach grafitisierend (s. Grafitisierung).

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