沈陽稀有金屬研究所
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司太立
按使用用途分類,司太立合金可以分為司太立耐磨損合金,司太立耐高溫合金及司太立耐磨損和水溶液腐蝕合金。一般使用工況下,其實(shí)都是兼有耐磨損耐高溫或耐磨損耐腐蝕的情況,有的工況還可能要求同時耐高溫耐磨損耐腐蝕,而越是在這種復(fù)雜的工況下,才越能體現(xiàn)司太立合金的優(yōu)勢。
司太立合金的典型牌號有:Stellite1,Stellite4,Stellite6,Stellite12,Stellite20,Stellite31,Stellite100等。在我國,主要對司太立高溫合金研究比較深入和透徹。與其它高溫合金不同,司太立高溫合金不是由與基體牢固結(jié)合的有序沉淀相來強(qiáng)化,而是由已被固溶強(qiáng)化的奧氏體fcc基體和基體中分布少量碳化物組成。鑄造司太立高溫合金卻是在很大程度上依靠碳化物強(qiáng)化。純鈷晶體在417℃以下是密排六方(hcp)晶體結(jié)構(gòu),在更高溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)閒cc。為了避免司太立高溫合金在使用時發(fā)生這種轉(zhuǎn)變,實(shí)際上所有司太立合金由鎳合金化,以便在室溫到熔點(diǎn)溫度范圍內(nèi)使組織穩(wěn)定化。司太立合金具有平坦的斷裂應(yīng)力-溫度關(guān)系,但在1000℃以上卻顯示出比其他高溫下具有優(yōu)異的抗熱腐蝕性能,這可能是因?yàn)樵摵辖鸷t量較高,這是這類合金的一個特征。
20世紀(jì)30年代末期,由于活塞式航空發(fā)動機(jī)用渦輪增壓器的需要,開始研制鈷基高溫合金。1942年﹐美國首先用牙科金屬材料Vitallium (Co-27Cr-5Mo-0.5Ti)制作渦輪增壓器葉片取得成功。在使用過程中這種合金不斷析出碳化物相而變脆。因此﹐把合金的含碳量降至0.3%,同時添加2.6%的鎳,以提高碳化物形成元素在基體中的溶解度,這樣就發(fā)展成為HA-21合金。40年代末,X-40和HA-21制作航空噴氣發(fā)動機(jī)和渦輪增壓器鑄造渦輪葉片和導(dǎo)向葉片,其工作溫度可達(dá)850-870℃。1953年出現(xiàn)的用作鍛造渦輪葉片的S-816,是用多種難熔元素固溶強(qiáng)化的合金。從50年代后期到60年代末,美國曾廣泛使用過4種鑄造司太立合金:WI-52,X-45,Mar-M509和FSX-414。變形司太立合金多為板材,如L-605用于制作燃燒室和導(dǎo)管。1966年出現(xiàn)的HA-188,因其中含鑭而改善了抗氧化性能。蘇聯(lián)用于制作導(dǎo)向葉片的司太立合金∏K4﹐相當(dāng)于HA-21。司太立合金的發(fā)展應(yīng)考慮鈷的資源情況。鈷是一種重要戰(zhàn)略資源,世界上大多數(shù)國家缺鈷,以致司太立合金的發(fā)展受到限制。文章來源于網(wǎng)絡(luò)