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Stellite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,在我国翻译成司太立合金,即通常所说的钴基合金,Stellite合金由美国人ElwoodHayness于1907年发明。Stellite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。 钢的力学性能和回火性能的影响合金钢的回火稳定性比碳素钢好,这是由于合金元素在回火时阻碍了钢中原子的扩散,因而在同样温度下,起到延迟马氏体分解和抗回火软化的作用。碳化物形成元素,对回火软化的延迟作用特别显著。钴和硅虽属不形成碳化物元素,但它们对渗碳体晶核的形成和长大,有强烈的延迟作用,因此,也有延迟回火软化的作用。
Stellite6B
化学成分:
合金 | Cr | Ni | Co | Mo | W | Fe | C | Mn | |
Stellite6B | 30.0 | 1.0 | 61.5 | - | 4.5 | 1.0 | 1.0 | - | - |
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 钴基高温合金中主要的碳化物是 MC,M23C6和M6C在铸造Stellite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。位于晶界上的碳化物(主要是M23C6)能阻止晶界滑移,从而改善持久强度,钴基高温合金HA-31(X-40)的显微组织为弥散的强化相为 (CoCrW)6 C型碳化物。
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在某些Stellite合金中会出现的拓扑密排相如西格玛相和Laves等是有害的,会使合金变脆。Stellite合金较少使用金属间化合物进行强化,因为Co3 (Ti﹐Al)﹑Co3Ta等在高温下不够稳定,但近年来使用金属间化合物进行强化的Stellite合金也有所发展。
Stellite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(高可达1100℃),因此在温度上升时﹐Stellite合金的强度下降一般比较缓慢。
Stellite合金有很好的抗热腐蚀性能, 一般认为,Stellite合金在这方面优于镍基合金的原因,是钴的硫化物熔点(如Co-Co4S3共晶,877℃)比镍的硫化物熔点(如Ni-Ni3S2共晶645℃)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Stellite合金含铬量比镍基合金高,所以在合金表面能形成碱金属硫酸盐(如Na2SO4腐蚀的Cr2O3保护层)。但Stellite合金抗氧化能力通常比镍基合金低得多。
司太立合金对摩擦、气蚀、砂浆磨蚀和热磨损具有优良的能力。该合金还有很好的腐蚀性能。即使在480℃热红温度仍具有相当好的硬度、强度
和耐磨性。
司太立合金系列:Stellite3、Stellite4、Stellite6、Stellite12、Stellite19、Stellite21、Stellite23、Stellite25、Co400等等。
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