什么是钴基(stellite)合金?
2022-11-07
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)合金或钴基合金,由美国人Elwood Hayness 于1907年发明。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,偶而也还含有铁的一类合金。
钴基合金根据成分性能不同可分为多种牌号,典型牌号有:钴基1、钴基3、钴基6、钴基12、钴基20等,不同牌号硬度以及机械性能都有不同的区别,生产工艺也会影响钴基的性能。在钴基众多牌号中,钴基6综合性能最优,兼顾耐磨性能与韧性,其次为钴基12,加工难易程度较低,多数产品都采用这两种材质;除此之外,钴基3,钴基4硬度略高,在腐蚀或高温环境下对耐磨性能有较高要求的领域中广泛应用;钴基20的硬度最高,但其加工难度也比较高,脆性较弱,易断裂。
钴基合金在高于980℃时具有较高的强度以及良好的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能,并有较好的焊接性。由于钴基合金中碳化物的热稳定性较好,故温度上升时,钴基合金的强度下降一般比较缓慢。钴基合金含铬量比较高,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)。
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。在应力作用下表面磨损随位错流动和接触表面的互相作用特征而定。对于钴基合金来说,这种特征使其具有较优的耐磨性能。且由于铬、钨和钼的合金碳化物分布于富钴的基体中以及部分铬、钨和钼原子固溶于基体,使合金得到强化,从而改善耐磨性。
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