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。
一、钴基合金总共有以下特性。
特性一:耐磨损。
耐磨损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,这种特征与基体具有较低的层错能及基体组织在应力作用或温度影响下由面心立方转变为六方密排晶体结构有关,具有六方密排晶体结构的金属材料,耐磨性是较优的。此外,合金的第二相如碳化物的含量、形态和分布对耐磨性也有影响。
特性二:热处理
钴基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,为使铸造钴基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。钴基合金需进行热处理,主要是控制碳化物的析出。
特性三:堆焊
钴基堆焊合金含铬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。被铬和钨合金化的钴基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。钴基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。
二、钴基合金的的特性和牌号
钴基耐高温合金的典型牌号有:Hayness188,Haynes25(L-605),Alloy S-816,UMCo-50,MP-159,FSX-414,X-40,Stellite6B等,中国牌号有:GH5188(GH188),GH159,GH605,K640,DZ40M等。
与其它高温合金不同,钴基高温合金不是由与基体牢固结合的有序沉淀相来强化,而是由已被固溶强化的奥氏体fcc基体和基体中分布少量碳化物组成。铸造钴基高温合金却是在很大程度上依靠碳化物强化。纯钴晶体在417℃以下是密排六方(hcp)晶体结构,在更高温度下转变为fcc。为了避免钴基高温合金在使用时发生这种转变,实际上所有钴基合金由镍合金化,以便在室温到熔点温度范围内使组织稳定化。
钴基合金具有平坦的断裂应力-温度关系,但在1000℃以上却显示出比其他高温下具有优异的抗热腐蚀性能,这可能是因为该合金含铬量较高,这是这类合金的一个特征。