Stellite6合金 Stellite合金性能特点 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**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。 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抵抗碱金属硫酸盐(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。 Stellite合金的生产手段 早期的Stellite合金用非真空冶炼和铸造工艺生产。后来研制成的合金,如Mar-M509合金,因含有较多的活性元素锆、硼等,用真空冶炼和真空铸造生产。 Stellite合金中的碳化物颗粒的大小和分布以及晶粒尺寸对铸造工艺很敏感,为使铸造Stellite合金部件达到所要求的持久强度和热疲劳性能,必须控制铸造工艺参数。Stellite合金需进行热处理,主要是控制碳化物的析出。对铸造Stellite合金而言,首先进行高温固溶处理,温度通常为1150℃左右,使所有的一次碳化物,包括部分MC型碳化物溶入固溶体;然后再在870-980℃进行时效处理,使碳化物(常见的为M23C6)重新析出。 Stellite合金的堆焊 Stellite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Stellite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。Stellite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Stellite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。