司太立合金的性能及应用_刘玉珍

如卷第期机械工程材料年准。月总如自翔,司太立合金的性能及应用刘玉珍桂业炜上海司太立有限公司,摘要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。它们可用各种焊接工艺喷涂到易损部件的表面,也可制成铸件。本文对司太立合金的物理、化学、机械性能和金相结构以及它们的应用作了全面的介绍。关健词钻基合金司太立合金性能应用,,!∀,,·吕!∀,,司太立合金的发展和种类太立合金,其特点是所含合金元素少,含碳量除司太立司太立合金在本世记初。年为关国人一以外都比较高,一般在以上,甚至大于,〔所发明,这种以钻铬钨为主要元素的合金冷却因此合金的硬度较高,如司太立一可达’后是银白色,熠熠闪光,恰似星星。在拉丁语里星星为具有极好的耐磨粒磨损性能,抗高温耐腐蚀、耐气蚀,故名为,,以后把作为的性能亦极佳,本系列的合金韧性相对都要差些,但商标。我国则把它译成司太立,定义为钻铬钨合金。各牌号合金之间,、含量相差很大,性能亦不尽年司太立合金用于硬面涂层,以解决内燃机,相同。代表性的合金有司太立、、、随后是喷气发动机对材料的特殊需要。司太立合金的系列卜一系列与前系开发对航空、汽车、高温化工工业的发展是作出了重要列相比,降低了含碳量。,而增添了、贡献。目前全世界每年耗用司太立合金大约吨,、、等合金元素。该系的特点是适当降低了而其中是用于内燃机汽阀和其它阀门的堆焊上。合金的硬度,提高了韧性,综合机械性能较好,机加最初司太立合金是钻铬二元合金,以后发展为钻工也比较方便,因此广泛用作各种工程材料堆焊上,铬钨三元组成。其他元素如碳、硅、镍等,当初都看作杂代表性的合金有司太立、一。质元素而存在于合金中,今天这些元素都被严格控制。系列卜一一卜系列本系列合金与现在使用的司太立、、等合金,其成分和一一系列工相比,除部分牌号加有外,祈确定的基本相同。经不断的研究和开发,至今司太立都含有、元素加入、后,合金的熔点大为合金已不下余种牌号。司太立合金除做成铸件外,降低,这主要是为了改善合金的流动性以适应喷熔喷限于小型零件如小的模具、刀片、喷嘴、密封环等,焊的需要。由于硼的加入,合金中生成高硬度的、而大型零件都采用在工作面上做涂层,以节省昂贵的复合碳化物,制成的涂层硬度高,耐磨性极佳,涂司太立合金,因此司太立合金还制成铸造焊条、电焊层只能磨削,本系列产品全为合金粉末.条、管状焊丝、喷焊合金粉等产品。各系列各牌号司太立合金的化学成分见表1.表司太立合金发展至今可分为三个系列:1列出了合金的名义成分,微量合金元素没有列上.系列1cO--Cr一w一C系列该系列是经典的司2司太立合金的物理性能襄1周太立合金化学成分(叼)卜曰幽“一·一__甲_一一一.一一_~一_一一___一一一__~一一_一‘、二二二匆合金牌号伪CrWCNiMoFeNbSIB,叫2。52。4116召4351.0.1.1.冬21213145.5869171930303328352629313234余余余余余余余余余余22。810.‘点廿八U几“”..月‘.山,三65,.自Ž勺山弓:25113‘00认0.0.0.0.22122727262628幼25250卜Cr-W/Mo一Ni/F卜C系Stellitea余S抚11ite21余Stellite31(X一‘o)余从.】l盛te208余峨.IUt.250余日加川te251余St.lli招3。日余Stell泣teF余C卜Cr~W一C一S卜B系StelllteFz余SrolliteF6余StelliteF12余StelliteF20余StelliteF157余StelliteF158佘19131.31832.5197。50。714,52.51。41990。91332。519151。51333224。50。11。62。6265。50。81。20。72.1各种司太立合金的熔化沮度范.、比,、硬度列于裹2。2.2司太立合金的热嘴胀系傲司太立合金在各温区的平均膨胀系数见表3。试样为砂型铸造,并经消除应力处理。2.3热导性和电导性司太立合金的热导系数大约为0.035x4.1868)/cm一’·Cm一’·“一‘·℃一’与18/8不锈钢相等。其热导性能是较差的,司太立合金热加工时应充分注意。司太立合金在常温下的电导性是铜的1%一2%,属不良导电体。2。4盛性能司太立合金的导磁性能较差,在许多情况下不超过一个单位。Stellite一6和SF6的磁性较弱。一2·5电祖率Stellite10召“Q/emSteliite684闷/cmStellit己走288,‘0/emstellite20111林即em铜1.7“O/cm18/s不锈钢72po/em2.6应力松弛司太立合金在高温下有相当好的抗应力松弛性能。例如一只Stellite一6开口环的应力为25sN/mm.,基露在565℃下近100oh,仍可保持173N/mm:的应力.在800℃及以上的温度下应力就消除.当达到某一消除应力的温度后应力的消除也是迅速的。图1为stdlite4合金在800℃时应力一时间曲线。2.了支承性能司太立合金在常温下和高温下具有特别好的抗摩擦和抗咬合性能。它们能保持较高的光亮度。摩擦系数较低,在。.n至。.15之间,这要取决于司太立合金和与之相对康擦合金各自的表面光洁度。在与较软的黑色金属材料摩擦时,司太立合金可能会产生伤痕,但与某些有色金属能很好地相配合。司太亿合金特别好的抗擦伤们l如训交含的性能在用作阀门和气门的密封而”J·异常优越。衰2司太立合金的一些物理性能卜,熔化温度铸态硬度钻基合金比重(℃)HRCHVStellitelStellite3Stellite4Stellite6Stelllte306Stellite7StellitesStellite12Stellite12PStelliteFStellite20Stellite100Stellite31(X一40)Stellite208Stellite250Stellite251StelllteSFIStelliteSF6StelliteSF12StelliteSF201255~12901250~12801260ro13301285~13951224~13071260~14151186~13831280~13151263~13001259~13051260~12651150~11901260~14151225~13501380~13951328~13351069~11801085~11501062~11041010~12158。75口..51~5851~5845~4939~43.34~3930~3530~3547~5143~48☆40~4555~5961~6630ro35.19~2119~2923~35▲54~58▲43~46▲48~50▲60~65550~685550~685455~520380~425.345~380300~350300~350480ee550430~510395~455625~710750~950300ro350.210~245225~300250~350▲600ee685▲425ro460▲490~540▲740ee900696973464061345667608085550055585氏,自01勺内0nOO自.勺O甘几O,工n留O甘内JOJ丹J09..……UQ兑Uno,‘OU几UOU。O.多层埋弧涂层;★氧乙炔涂层;·多层手工电弧涂层;▲喷熔涂层衰3周太立合金的热璐胶系.(℃一皿·10‘)R一11八DJ怡巴Jlb,叨月‘n‘”Ž,曰j咭n.,‘,‘......……月怡,Jl合.Ž”Ž”Ž.ŽJ任O口,口”勺丹‘,工喃1..孟,几1孟11..1‘.1,111‘.1”1口勺内J,自0.QUŽUgt才OU,曰O公O口”Ž只”,口nU.甘........……nOO曰Ž勺J马‘兮月q工b内Jg”心乙月任,.n舀丹Q.土1二,1..二.二,二,占,五,1‘.11.1电1..二11温度(℃)20~10020~20020~30020~40020~50020~60020~700Stellite110.511。311。812.112。512。813.5Stellite49.510.010一611.011.612.012.4~Stemte611.3512.9513.613。914.214.514.7Stelllte711.011.612.413.1213.613.9914.4Stellite811.011.212.012.6513.1113.6414.26Stellite1211.512。112.612。913.313.814.3Stell下teiZP21.012.522.923.425.51‘.1一4.‘StelliteF10.4811.3911.9112.2912.5812.9323。45Stellite2010。010。4510.811.2311。6512。0512。53Stellite10010.010.2310.611.011。411.812.21Stellite3110。511。7512。513。0513。4513.914。35Stellito20813.514.615.515.716。016.416.7StetliteSF19。159.7510.711.211.412.1512.65StelliteSF69.5010.6511.712.112.613.213.6StelliteSF129。2010。511.311。8212。4512。9213。4StelliteSF2012.2513.3514.2514.9515.415.7516.4518/8不锈钢18.020~80020~90020~100014。815。615。814。7717。913。717。15.“口卜2.8司太立合金的附热冲击性能许多热加工工具,如热冲锻模、热剪刀等,由于温度冷热交变会引起爆裂,在这种场合下,热冲击性能就显得很重要。实验方法,直径12.7mmx50.smm的样品端面,用经精确调正的氧乙炔火焰加热至试验温度,样品达到了试验温度后,从火焰上取下,放入水池中冷却。这样加热和冷却循环多次,直至在试验面上产生爆裂。根据样品加热和冷却循环次数,作为样州落.之.’、-‘、‘J、、、LI咖咖200侣城艇t滚写麟级嗽易.生翻-l‘...砚,吸..JJŽ.血U口02二.B、z。[x长创书翻宜力润片时闷(‘)图1司太立4在800℃时应力一时间曲线面56的O肠O品耐热冲击的能力。在65。、8。。、950℃时几种司太立合金抗热冲击的能力见图2。2.9周太立合金的附,性司太立合金堆焊层金属间粘着磨损性能见表4。表中2.9.1数据的测定方法是对磨材料为SAE462。铸钢(低镍结构钢)HRC~30,做成圆轮,试样贴在外圆上对磨,转速80r/min。每个试样总的对磨行翩为22om。悴火祖度(心图2司太立合金与热锻模钢的热淬周期一温度曲线1.Stellite72.Stelli七e31(只40)3.热锻模钢810℃油淬、500℃回火、4.热锻模钢810℃、淬油350℃回火、5.Stellite86.DeloroAlloyC7Stellite6对磨时试样加以不同的载荷。表中所列数字为试样乎一均体积损失(mm,)。衰4司太立合全附全月间钻,.摄性能一~一__一__一________一一~--~一--~目...沪~侧...曰..州...~..~.~-压力载荷(xloN)合金牌号堆焊方法名0。968。295。51刁6。3一_________一__~-~-~-.一~一一一-~~~~~~~,~~一-一-一一一一一一--一一一注八。‘.,O凡_弓136。30。8212。098。3毛18。80六匕月了二马J马8几OC”月才亡曰.舀..…0.口自OQ甘门.,二八USJ,山勺18。4014。500。52O甘凡UO自,J八甘8n工J月马OJJ性..…口勺八UJ崎nŽ六””,孟,工,二.上月了,臼月才O曰自00时Ž日ŽOOQ口n„J.2.5.5一:3J.2…8,自民一51勺OŽnn”弓五‘工,自丹O内00甘on”丹05