性能

鈷在417℃發(fā)生同素異構(gòu)變形，形成具有面心立方結(jié)構(gòu)的固溶體，抗熱震性好，蠕變速率低，斷裂韌性高，具有滿(mǎn)意的高溫性能。加入鉻，使鈷基體獲得良好的抗氧化性能。大多數(shù)鈷基合金都是在鈷鉻合金的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。在鈷鉻合金基體中，熔入適量的鎢，可使鈷基體進(jìn)一步固溶強(qiáng)化。碳在鈷中的溶解度很小，加入的碳和過(guò)量的鎢化合，形成WC、W2C、M6C（CO3W3C、CO2W4C）等碳化物，這些硬質(zhì)相彌散分布在鈷鉻合金基體中，產(chǎn)生析出強(qiáng)化作用，使此類(lèi)合金在800℃高溫下，仍能保持優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和高溫硬度，因而合金具有優(yōu)異的耐高溫磨損、抗高溫氧化和熱疲勞等綜合性能。鈷在417℃溫度以下為密排六方結(jié)構(gòu)，具有低的摩擦系數(shù)，具有很好的耐磨性。在417℃發(fā)生由密排六方晶體向面心立方晶體的晶形轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生體積應(yīng)力。

此系列合金中，StelliteNo.6合金最有代表性。這種合金在相當(dāng)寬的溫度圍內(nèi)，具有耐磨、耐蝕、耐熱的綜合性能，尤其是具有極好的自嚙合抗粘著磨損性能。這種合金的碳和鎢含量較低，硬質(zhì)碳化物相在結(jié)構(gòu)中占的比例不高（10%～20%)，硬度與沖擊韌性有較好的匹配，亦用作切削刀具材料。

Stellite No.1合金含碳達(dá)2.4%，相組織中碳化物含量在30％以上，因而有優(yōu)異的耐磨粒磨損，耐沖蝕磨損性能。

Stellite No.12合金的含鎢量更高，故其基體硬度較高，紅硬更好，耐磨粒磨損性能也較強(qiáng)。

常用鈷基合金粉末化學(xué)成分、物理性能分別如表1和表2所示。金屬間粘著磨損性能及耐磨料磨損性能和不同的腐蝕介質(zhì)中耐蝕性能分別如表3和表4所示。

表1 常用鈷基合金粉末牌號(hào)及化學(xué)成分

表2 常用鈷基合金粉末牌號(hào)及物理性能

表3 鈷基合金耐金屬間粘著磨損及耐磨料磨損性能

① 粘著磨損試驗(yàn)條件為：將司太合金的氧-乙炔氣焊試樣與低合金鑄鋼（SAE46202鋼，63Rc）磨輪對(duì)磨，磨輪轉(zhuǎn)速為80r/min，對(duì)式樣施加不同的載荷，測(cè)定式樣的平均體積損失（mm3）；

② 磨粒磨損試驗(yàn)設(shè)備為橡膠輪磨損試驗(yàn)機(jī)。磨粒：石英砂，粒度Φ229mm。橡膠輪轉(zhuǎn)速：200r/min，壓力載荷：13.0kg；

③ 施加在磨損式樣上的壓力載荷，單位kg。

表4 不同腐蝕介質(zhì)中耐蝕性能

應(yīng)用

可選用的噴涂工藝方法有超音速等離子噴涂、普通等離子噴涂、火焰噴涂、等離子噴焊等。采用等離子噴焊時(shí)一般均需將基體材料預(yù)熱到500℃以上，以防止鈷基焊層開(kāi)裂。

鈷鉻鎢碳合金涂層可作為耐高溫金屬間粘著磨損、耐磨粒磨損、耐腐蝕、抗微動(dòng)磨損、耐高溫沖蝕磨損涂層或噴焊層。