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20的硬度至高,但其加工难度也比较高,脆性较弱,易断裂。天津耐腐蚀司太立合金
司太立合金有哪些应用呢?司太立合金铸件适用于核电、石化、电力、电池、玻璃、轻工、食品等诸多领域。具有耐磨、耐蚀、抗氧化和耐高温特性。常用的产品有阀芯、阀座、轴类、轴套、泵类部件,玻璃、电池模具、喷嘴及切割刀具等。合金类别有:Co基合金铸件、Ni基合金铸件、Fe基合金铸件。司太立粉末冶金制品采用钴基、镍基或铁基合金雾化粉末,经压制、烧结、精加工制成。主要产品有阀杆、阀芯(球)、阀座、阀圈、密封环、木材锯齿、轴承泵、轴承球等。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。实验用司太立合金报价司太立堆焊合金含钨成分为3-21%。
司太立合金发展至今可分为∶系列ICo-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,性能也不尽相同。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)。
司太立合金在气门行业的应用如下:汽车进排气门是发动机的关键部件,其质量的好坏直接影响发动机功率和油耗等主要性能指标,对发动机的可靠性影响极大,其中排气门的工作环境尤为恶劣,它不但承受高速冲击负荷,而且要在高温、腐蚀、气蚀的条件下稳定工作,特别是气门锥面的工况尤为恶劣,随着汽车涡轮增压技术的发展和普及,发动机运行的油耗降低了,排放也减少了,但是发动机的燃烧室表面温度提高,滞燃期缩短,这意味着排气门要承受巨大的爆发力和更高的温度。而钴基自熔性合金粉末因其良好的耐热、耐热震、抗磨损、抗腐蚀、抗蠕变、抗气蚀等性能,在汽车气门行业发挥着越来越重要的作用。司太立合金可以根据合金中成分不同,制成粉末。
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。1953年出现的用作锻造涡轮叶片的S-816,是用多种难熔元素固溶强化的合金。贵州司太立合金管丝
司太立堆焊合金含铬成分为25-33%。天津耐腐蚀司太立合金
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。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。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)6C型碳化物。在某些司太立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。司太立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司太立合金也有所发展。天津耐腐蚀司太立合金
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