钴基合金,是一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金。即通常所说的钴铬钨(钼)合金或司太立合金。钴基合金是以钴作为主要成分,含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧等合金元素,偶尔也还含有铁的一类合金。根据合金中成分不同,它们可以制成焊丝,粉末用于硬面堆焊,热喷涂、喷焊等工艺,也可以制成铸锻件和粉末冶金件。按使用用途分类,钻基合金可以分为钻基耐磨损合金,钻基耐高温合金及钻基耐磨损和水溶液腐蚀合金。司太立合金可以分为司太立耐高温合金。贵州实验用司太立合金圆棒
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。也可以制成铸锻件和粉末冶金件。贵州钴铬钨司太立合金焊材大多数司太立合金含铬量比镍基合金高。
司太立合金元素分析: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。碳化物强化相钴基高温合金中较主要的碳化物是MC,M23C6和M6C在铸造司太立合金中,M23C6是缓慢冷却时在晶界和枝晶间析出的。在有些合金中,细小的M23C6能与基体γ形成共晶体。MC碳化物颗粒过大,不能对位错直接产生显着的影响,因而对合金的强化效果不明显,而细小弥散的碳化物则有良好的强化作用。
司太立合金发展至今可分为∶系列I Co-Cr-W-C系列该系列是经典的司太立合金,其特点是所含合金元索少,含碳量除司太立-7以外都比较高,一般在1%以上,甚至大于2%,因此合金的硬度较高,如司太立-100可达HRC65,具有极好的耐磨粒磨损性能,抗高温耐腐蚀、耐气蚀的性能亦佳,本系列的合金韧性相对都要差些,但各牌号合金之间,W、C含量相差很大,性能亦不尽相同。代表性的合金有司太立1、6、12、20。系列Ⅱ∶Co-Cr-W/Mo-Ni/Fe-C系列与前系列I相比,降低了含碳量(<0.5%),而增添了Mo、Ni、Fe、Nb等合金元素。该系的特点是适当降低了合金的硬度,提高了韧性,综合机械性能较好,机加工也比较方便,因此普遍用作各种工程材料堆焊上,代表性的合金有司太立21、31(X-40)。司太立合金含有少量的钛。
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,才能发挥材料的至大潜力。国外还有用铬,钼合金化的含Laves相的司太立堆焊合金,如Co-28Mo-17Cr-3Si和Co-28Mo-8Cr-2Si。由于Laves相比碳化物硬度低,在金属摩擦副中与之配对的材料磨损较小。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。贵州钴铬钨司太立合金焊材
司太立合金的典型牌号有Stellite20。贵州实验用司太立合金圆棒
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