司太立合金和其它高温合金不一样,司太立高温合金不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化,而是由已被固溶强化的奥氏体fcc基体和基体中分布少量碳化物组成。铸造司太立高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417℃以下是密排六方(hcp)晶体结构,在更高温度下转变为fcc。为了避免司太立高温合金在使用时发生这种转变,实际上所有司太立合金由镍合金化,以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。司太立合金具有平坦的断裂应力-温度关系,但在1000℃以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能,这可能是因为该合金含铬量较高,这是这类合金的一个特征。使用司太立合金的优点是效率高。广西镍基司太立合金堆焊工艺
司太立合金发展历程:20世纪30年代末期,由于活塞式航空发动机用涡轮增压器的需要,开始研制钴基高温合金。1942年﹐美国首先用牙科金属材料Vitallium(Co-27Cr-5Mo-0.5Ti)制作涡轮增压器叶片取得成功。在使用过程中这种合金不断析出碳化物相而变脆。因此﹐把合金的含碳量降至0.3%,同时添加2.6%的镍,以提高碳化物形成元素在基体中的溶解度,这样就发展成为HA-21合金。40年代末,X-40和HA-21制作航空喷气发动机和涡轮增压器铸造涡轮叶片和导向叶片,其工作温度可达850-870℃。陕西肯纳司太立合金司太立合金的典型牌号有Stellite100。
钴基堆焊合金含铬25-33%,含钨3-21%,含碳0.7-3.0%。,随着含碳量的增加,其金相组织从亚共晶的奥氏体+M7C3型共晶变成过共晶的M7C3型初生碳化物+M7C3型共晶。含碳越多,初生M7C3越多,宏观硬度加大,抗磨料磨损性能提高,但耐冲击能力,焊接性,机加工性能都会下降。被铬和钨合金化的钴基合金具有很好的抗氧化性,抗腐蚀性和耐热性。在650℃仍能保持较高的硬度和强度,这是该类合金区别于镍基和铁基合金的重要特点。钴基合金机加工后表面粗糙度低,具有高的抗擦伤能力和低的摩擦系数,也适用于粘着磨损,尤其在滑动和接触的阀门密封面上。
司太立合金制作过程:含碳越多,初生M7C3越多,宏观硬度加大,抗磨料磨损性能提高,但耐冲击能力,焊接性,机加工性能都会下降。被铬和钨合金化的司太立合金具有很好的抗氧化性,抗腐蚀性和耐热性。在650℃仍能保持较高的硬度和强度,这是该类合金区别于镍基和铁基合金的重要特点。司太立合金机加工后表面粗糙度低,具有高的抗擦伤能力和低的摩擦系数,也适用于粘着磨损,尤其在滑动和接触的阀门密封面上。但在高应力磨料磨损时,含碳低的钴铬钨合金耐磨性还不如低碳钢,因此,价格昂贵的司太立合金的选用,必须有专业人士的指导,才能发挥材料的较大潜力。司太立合金的性能特点是耐热。
司太立合金有很好的抗热腐蚀性能,一般认为,司太立合金在这方面优于镍基合金的原因,是钴的硫化物熔点比镍的硫化物熔点高,并且硫在钴中的扩散率比在镍中低得多。而且由于大多数司太立合金含铬量比镍基合金高,所以在合金表面能形成抵抗碱金属硫酸盐。但司太立合金抗氧化能力通常比镍基合金低得多。早期的司太立合金用非真空冶炼和铸造工艺生产。后来研制成的合金因含有较多的活性元素锆、硼等,使用真空冶炼和真空铸造生产。司太立合金工件的磨损在很大程度上受其表面的接触应力或冲击应力的影响。对于司太立合金来说,这种特征使其具有较优的耐磨性能。广西司太立合金零切
使用司太立合金的优点是重复性好。广西镍基司太立合金堆焊工艺
司太立合金:一般钴基高温合金缺少共格的强化相,虽然中温强度低(只有镍基合金的50-75%),但在高于980℃时具有较高的强度、良好的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能,且有较好的焊接性。适于制作航空喷气发动机、工业燃气轮机、舰船燃气轮机的导向叶片和喷嘴导叶以及柴油机喷嘴等。司太立合金中碳化物的热稳定性较好。温度上升时﹐碳化物集聚长大速度比镍基合金中的γ相长大速度要慢,重新回溶于基体的温度也较高(至高可达1100℃),因此在温度上升时﹐司太立合金的强度下降一般比较缓慢。广西镍基司太立合金堆焊工艺
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