初识司太立钴基

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（Stellite）合金（司太立合金由美国人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。一般使用情况下，其实都是兼有耐磨损耐高温或耐磨损耐腐蚀的情况，有的工况还可能要求工件同时耐高温耐磨损耐腐蚀，而越是在这种复杂的工况下，才越能体现钻基合金的优势。钴基合金一般分成钴铬钨与钴铬钼两大类。钴铬钨侧重于高温耐磨；钴铬钼侧重于高温耐蚀

司太立钴基牌号和应用

Shield 1Z硬度在48-53主要应用于阀座、轴承座;Shield 3Z硬度在48-53主要应用于没有热和机械冲击的场合,如泵轴套、旋转密封环、耐磨衬垫、轴承衬套、均质机部件、马口铁管轧辊、塑料挤压衬垫;Shield 4Z 硬度在43-47用于机械冲击的热压热挤压铜铝合金模镀锌设备，轴承电池模具;Shield 6Z硬度大于等于37用于蒸汽和化学阀座;Shield 12Z硬度在45-50用于热挤压模、  镀锌设备轴承等;Shield 20Z硬度在52-58用于没有热和机械冲击的场合,如泵轴套、旋转密封环、耐磨衬垫、轴承衬套、均质机部件、马口铁管轧辊、塑料挤压衬垫;Shield 21Z硬度小于等于34蒸汽涡轮叶片、黄铜锻造模、热挤压模;Shield 31Z硬度小于等于34用于蒸汽涡轮叶片、轴套、热挤压模等;Shield 33Z硬度大于等于52用于高温耐腐蚀零件和食品工业;Shield T800Z硬度大于等于50用于高温、强腐蚀的轴瓦、闸阀、闸板以及塑料挤压机衬垫;Shield T400Z硬度在52-55之间用于发动机气门座圈。

司太立钴基焊条特性

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。钴基高温合金中最主要的碳化物是 MC﹑MC和MC在铸造钴基合金中，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MC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MC)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)C型碳化物。

　　在某些钴基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。钴基合金较少使用金属间化合物进行强化，因为Co(Ti﹐Al)﹑CoTa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钴基合金也有所发展。

　　钴基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(最高可达1100℃)﹐因此在温度上升时﹐钴基合金的强度下降一般比较缓慢。

钴基合金有很好的抗热腐蚀性能，一般认为，钴基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-CoS共晶，877℃)比镍的硫化物熔点(如Ni-NiS共晶645℃)高，并且硫在钴中的扩散率比在镍中低得多。而且由于大多数钴基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NaSO腐蚀的CrO保护层)。但钴基合金抗氧化能力通常比镍基合金低得多。 早期的钴基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。