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Stellite 20钴基司太立合金百科解析

发布:sonhooalloy 浏览:8725661次

Stellite 20钴基司太立合金百科解析

概述

Stellite 20是一种钴基司太立合金(Cobalt-Based Superalloy),由美国Deloro Stellite公司(现属肯纳金属集团)研发,专为极端高温、腐蚀和磨损环境设计。该类合金以钴为基体,通过添加铬、钨、钼等元素实现优异的综合性能,广泛应用于航空、能源、化工等领域。Stellite 20因其平衡的耐腐蚀性、高温强度和耐磨性,成为司太立合金系列中的经典牌号。

化学成分与功能

Stellite 20的典型化学成分(重量百分比)如下:

  • 钴(Co):基体元素,提供高温稳定性和韧性,保持强度在高温下不显著下降。

  • 铬(Cr):约25-30%,形成致密氧化铬(Cr₂O₃)钝化膜,赋予卓越的抗氧化和耐腐蚀能力。

  • 钨(W):约4-6%,通过固溶强化增强硬度和高温强度。

  • 钼(Mo):约1-3%,改善耐点蚀和缝隙腐蚀性能,尤其适用于酸性环境。

  • 碳(C):约0.2-0.5%,与铬、钨形成硬质碳化物(如Cr₇C₃、WC),提升耐磨性。

  • 镍(Ni):少量添加,提高耐还原性介质腐蚀的能力。

  • 铁(Fe)、硅(Si)、锰(Mn):微量杂质或调控元素,影响加工性能。

物理与机械性能

  • 密度:约8.3-8.5 g/cm³,属于高密度合金。

  • 熔点:约1300-1350℃,适合高温应用。

  • 硬度:室温硬度约HRC 30-40,可通过热处理或冷作硬化进一步提升。

  • 抗拉强度:室温下≥700 MPa,高温下(如800℃)仍保持≥400 MPa。

  • 热膨胀系数:较低(约14×10⁻⁶/℃),减少热应力导致的变形。

  • 热导率:较低,适用于需要隔热性的场景。

特性优势

  1. 耐高温与热硬性
    在800℃以下能保持高强度和硬度,不易软化或蠕变,适合高温摩擦环境。

  2. 卓越耐腐蚀性
    抵抗氧化、硫化环境及多种酸(如硫酸、盐酸)、碱和海水腐蚀,优于多数不锈钢。

  3. 耐磨性与抗粘着
    硬质碳化物相分散于钴基体中,减少摩擦系数,抗磨粒磨损、粘着磨损和微动磨损。

  4. 韧性抗冲击
    钴基体提供良好韧性,耐受机械冲击和热冲击,避免脆性断裂。

应用领域

  • 航空航天:涡轮发动机叶片、密封环、燃烧室部件。

  • 能源工业:核电站阀门座、燃气轮机耐腐蚀衬套。

  • 化工设备:泵轴、阀芯、喷嘴、搅拌器,用于强腐蚀介质环境。

  • 医疗器械:手术工具、植入物关节表面(利用生物相容性)。

  • 工业制造:模具、切割工具、耐磨衬板。

加工与注意事项

  • 成型工艺:通常采用铸造(熔模精密铸造)或粉末冶金制备,也可通过热喷涂(如等离子喷涂)涂层形式应用。

  • 机加工:由于高硬度且易加工硬化,需使用硬质合金或CBN刀具,低速大进给切削。

  • 焊接:可用TIG、MIG焊,但需预加热(200-300℃)并控制冷却速度,避免裂纹。

  • 热处理:固溶处理(1150℃淬火)可优化韧性,时效处理(600-800℃)提升硬度。

总结

Stellite 20凭借其钴基合金的独特性能,在高温、腐蚀和磨损共存的苛刻条件下展现出不可替代性。尽管成本高于铁基或镍基合金,但其长寿命和可靠性在关键工业领域中具有显著经济价值。随着材料工艺发展,其改性版本(如添加稀土元素)进一步拓展了应用潜力。

作为一家金属材料生产和流通企业,上海商虎有色金属有限公司通常生产镍合金,而是作为供应商,其提供的牌号种类非常广泛,几乎涵盖了市场上主流的各类镍基合金。

以下是一些他们极有可能供应的常见和重要的镍合金牌号,并按类别进行了划分:

一、 高温合金/耐热合金 (主要用于高温环境,如航空航天、燃气轮机)

这类合金以卓越的高温强度、抗蠕变和抗氧化性著称。

Inconel 系列 (来自 Special Metals Corporation/VDM)

Inconel 600: 经典的镍铬合金,具有良好的耐高温腐蚀和抗氧化能力。

Inconel 601: 比600具有更高的高温强度和更好的抗氧化性。

Inconel 625: 应用极其广泛的镍铬钼铌合金,兼具优良的耐腐蚀和高温性能。

Inconel 718: 含铌和钼的沉淀硬化合金,是航空航天领域用量最大的高温合金之一,具有优异的高温强度和良好的加工性。

Inconel X-750: 时效强化型镍铬合金,用于需要高强度和抗松弛的场合。

Hastelloy 系列 (来自 Haynes International)

Hastelloy C-276: 万能的耐腐蚀镍钼铬合金,尤其能抵抗苛刻的还原性介质。

Hastelloy X: 一种镍铬铁钼合金,具有优异的高温强度和抗氧化性。

GH系列 (中国牌号)

GH3030, GH3039, GH3128, GH4169 (对应Inconel 718): 这些都是国内标准的高温合金牌号,广泛应用于国内航空航天和能源领域。

二、 耐腐蚀合金 (主要用于苛刻的腐蚀环境,如化工、海洋、环保)

这类合金在酸、碱、海水等腐蚀介质中表现优异。

Hastelloy 系列

Hastelloy C-276 (如上所述)

Hastelloy B-2/B-3: 镍钼合金,对还原性酸(如盐酸、硫酸)有极佳的耐蚀性。

Hastelloy C-22: 比C-276具有更全面的耐腐蚀性,特别是在氧化性和还原性混合介质中。

Monel 系列 (镍铜合金)

Monel 400: 经典的镍铜合金,耐海水、稀硫酸、氢氟酸和碱液腐蚀。

Monel K-500: 在400的基础上加入了铝和钛,通过时效硬化获得更高强度。

Incoloy 系列 (镍铁铬合金)

Incoloy 800/800H/800HT: 耐高温腐蚀和抗氧化,常用于热交换器和炉管。

Incoloy 825: 镍铁铬合金,添加了钼和铜,对硫酸和磷酸有良好的耐蚀性。


纯镍和镍铜合金

Nickel 200 / 201 (低碳): 高纯度镍,耐苛性碱和高温卤素腐蚀。

Alloy 20 (CN7M/20Cb-3): 一种镍铬铁不锈钢,加入了铜和钼,耐硫酸腐蚀。

三、 其他特殊功能合金

精密合金:

Ni42 (42Ni-Fe), Ni50 (50Ni-Fe): 因瓦合金、玻封合金等,具有特定的热膨胀特性,用于电子和玻璃封装。

电热合金:

Cr20Ni80 (镍铬80/20): 常用的电热丝材料。

如何获取最准确的信息?

由于贸易公司的库存和代理品牌会动态变化,要获取上海商虎当前具体可供应的牌号、规格(板、棒、管、丝、带等)和状态(板材、棒材等),最直接有效的方法是直接联系他们。

建议您:

访问其官方网站:通常会有“产品中心”或“产品目录”栏目,列出主要经营的材料。

直接致电或通过在线客服咨询:提供您的具体需求(如:需要什么性能、用在什么环境、需要什么形态的材料),他们的销售工程师会为您推荐最合适的牌号并提供最新的库存和价格信息。

总结:

上海商虎作为大型供应商,能够提供的镍合金牌号覆盖Inconel、Hastelloy、Monel、Incoloy等主流国际品牌以及国标(GB)、国军标(GJB)中的GH、NS等系列牌号。具体库存情况需以他们的实时反馈为准。

希望以上信息能对您有所帮助!



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