热喷涂涂层材料之钴铬钨合金的性能与应用_检测资讯

热喷涂涂层材料之钴铬钨合金的性能与应用

嘉峪检测网 2020-01-06 14:39

性能

钴在417℃发生同素异构变形，形成具有面心立方结构的固溶体，抗热震性好，蠕变速率低，断裂韧性高，具有满意的高温性能。加入铬，使钴基体获得良好的抗氧化性能。大多数钴基合金都是在钴铬合金的基础上发展起来的。在钴铬合金基体中，熔入适量的钨，可使钴基体进一步固溶强化。碳在钴中的溶解度很小，加入的碳和过量的钨化合，形成WC、W2C、M6C（CO3W3C、CO2W4C）等碳化物，这些硬质相弥散分布在钴铬合金基体中，产生析出强化作用，使此类合金在800℃高温下，仍能保持优异的高温强度和高温硬度，因而合金具有优异的耐高温磨损、抗高温氧化和热疲劳等综合性能。钴在417℃温度以下为密排六方结构，具有低的摩擦系数，具有很好的耐磨性。在417℃发生由密排六方晶体向面心立方晶体的晶形转变，产生体积应力。

此系列合金中，StelliteNo.6合金最有代表性。这种合金在相当宽的温度围内，具有耐磨、耐蚀、耐热的综合性能，尤其是具有极好的自啮合抗粘着磨损性能。这种合金的碳和钨含量较低，硬质碳化物相在结构中占的比例不高（10%～20%)，硬度与冲击韧性有较好的匹配，亦用作切削刀具材料。

Stellite No.1合金含碳达2.4%，相组织中碳化物含量在30％以上，因而有优异的耐磨粒磨损，耐冲蚀磨损性能。

Stellite No.12合金的含钨量更高，故其基体硬度较高，红硬更好，耐磨粒磨损性能也较强。

常用钴基合金粉末化学成分、物理性能分别如表1和表2所示。金属间粘着磨损性能及耐磨料磨损性能和不同的腐蚀介质中耐蚀性能分别如表3和表4所示。

表1 常用钴基合金粉末牌号及化学成分

成分牌号	化学成分（质量分数，%）
成分牌号	Cr	W	C	Si	Co
Stellite No.6	29	4	1.15	1.1	余量
Stellite No.1	30.5	12.5	2.4	1.0	余量
Stellite No.12	29.5	8.25	1.4	1.45	余量
Stellite No.156	28	4	1.6	1.1	余量

表2 常用钴基合金粉末牌号及物理性能

成分牌号	熔点 /ºC	高温硬度（DPH）
成分牌号	熔点 /ºC	室温	427ºC	538ºC	649ºC	760ºC
Stellite No.6	—	390	300	275	260	185
Stellite No.1	1250～1300	620	475	440	380	260
Stellite No.12	—	435	345	325	285	245
Stellite No.156	—	—	330	315	295	175

表3 钴基合金耐金属间粘着磨损及耐磨料磨损性能

	耐粘着磨损性能①				耐磨料磨损性能②
	40.9③	68.2③	95.5③	136.3③	氧-乙炔气焊	粉末堆焊
Stellite No.1	0.61	0.61	0.66	0.82	8	46
Stellite No.6	1.03	2.57	9.54	18.8	29	66
Stellite No.12	0.90	2.39	—	18.4	12.1	53
Stellite No.156	—	—	—	—	—	37

① 粘着磨损试验条件为：将司太合金的氧-乙炔气焊试样与低合金铸钢（SAE46202钢，63Rc）磨轮对磨，磨轮转速为80r/min，对式样施加不同的载荷，测定式样的平均体积损失（mm3）；

② 磨粒磨损试验设备为橡胶轮磨损试验机。磨粒：石英砂，粒度Φ229mm。橡胶轮转速：200r/min，压力载荷：13.0kg；

③ 施加在磨损式样上的压力载荷，单位kg。

表4 不同腐蚀介质中耐蚀性能

介质合金	30%醋酸（沸腾）	80%甲酸（沸腾）	65%HNO3 （66ºC）	50%H3PO4 （66ºC）	5%H2SO4 （66ºC）
Stellite No.1	良	—	中	优	优
Stellite No.6	优	优	差	优	优
Stellite No.12	良	优	优	优	优

应用

可选用的喷涂工艺方法有超音速等离子喷涂、普通等离子喷涂、火焰喷涂、等离子喷焊等。采用等离子喷焊时一般均需将基体材料预热到500℃以上，以防止钴基焊层开裂。

钴铬钨碳合金涂层可作为耐高温金属间粘着磨损、耐磨粒磨损、耐腐蚀、抗微动磨损、耐高温冲蚀磨损涂层或喷焊层。

来源：Internet

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