钨铬钴合金

钴铬钨合金（CoCrW）是司太立（Stellite）合金中的一种，司太立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。即通常所说的钴基合金。最初司太立合金是钴铬二元合金，以后发展成钴铬钨三元组成。钴铬钨合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的铬、钨和少量的镍、钼、硅，碳、铌、钽等合金元素，偶而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。

基本信息

中文名
钨铬钴合金
外文名
Stellite
性质
一种钴合金
特点
非常好的抗磨损能力

基本内容

钨铬钴合金（Stellite）：更确切的名字是钨铬钴6K合金。一种钴合金，非常好的抗磨损能力，非磁性物质，也很昂贵，是比较有争议性的材料。

钨铬合金

特性

碳化物强化相钴铬钨合金中最主要的碳化物是 MC﹑M23C6和M6C，在铸造钴铬钨合金中，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M23C6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M23C6)能阻止晶界滑移，从而改善持久强度，钴铬钨高温合金HA-31(X-40)的显微组织为弥散的强化相为 (CoCrW)6 C型碳化物。

在某些钴铬钨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。钴铬钨合金较少使用金属间化合物进行强化，因为Co3 (Ti﹐Al)﹑Co3Ta等在高温下不够稳定，但使用金属间化合物进行强化的非钴铬钨合金也有所发展。

钴铬钨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，钴铬钨合金的强度下降一般比较缓慢。

钴铬钨合金有很好的抗热腐蚀性能，一般认为，钴铬钨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-Co4S3共晶，877℃)比镍的硫化物熔点(如Ni-Ni3S2共晶645℃)高，并且硫在钴中的扩散率比在镍中低得多。而且由于大多数钴铬钨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Na2SO4腐蚀的Cr2O3保护层。但钴铬钨合金抗氧化能力通常比镍基合金低得多。

用途

钴铬钨合金广泛应用于机车柴油机、核电站阀门、船舶柴油机及各种航空器上。

早期的钴铬钨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。

一般钴铬钨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。

成分

钴铬钨合金的基本成分是：Co:50%~58%,Cr:28%~30%,W:4%~6%,Ni:2%~4%等各种合金组成，熔点为1470℃。

由合金成分可以看出，该合金的含钴量和含钨量都十分高，使得该材料具有优良的高温性能，同时具有较差的导热性。正是这些特性，使钴铬钨合金在磨削加工时火花呈暗红色，火花数量极少，脱离工件表面的金属极易堵塞砂轮，使磨削条件迅速变差，同时产生大量磨削热不能迅速扩散，造成效率低下，工件表面烧伤。

生产工艺

热处理

钴铬钨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，为使铸造钴铬钨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。钴铬钨合金需进行热处理，主要是控制碳化物的析出。对铸造钴铬钨合金而言，首先进行高温固溶处理，温度通常为1150℃左右，使所有的一次碳化物，包括部分MC型碳化物溶入固溶体；然后再在870-980℃进行时效处理，使碳化物(最常见的为M23C6)重新析出。