SMM商机 > 期货直播圈 > 陈飞 > Stellite 1研磨棒百科解析

Stellite 1研磨棒百科解析

材料分类：钴基高温合金（非严格镍基，属钴铬钨硬质合金家族）
核心特性：以耐磨性和高温性能为核心，适用于极端工况下的工具与部件制造。

一、关键化学成分解析

钴（Co）：基体元素（占比约50%），赋予材料高温稳定性及耐蚀框架。

铬（Cr）：高含量（28-32%）提供抗氧化性及耐腐蚀屏障，形成Cr₂O₃保护膜。

钨（W）：核心强化元素（11-13%），与碳结合生成硬质碳化物，直接提升耐磨性。

碳（C）：关键成碳元素（2.0-2.8%），形成WC、Cr₇C₃等碳化物网络，构成耐磨骨架。

微量元素：

镍（Ni）：少量添加（≤3%）改善热加工性，非主导元素。

铁（Fe）：杂质控制（≤3%），避免降低耐蚀性。

▶ 成分设计逻辑：通过高碳+高钨生成硬质相，嵌入韧性钴基体，实现"刚柔并济"结构。

二、核心性能优势

物理与机械性能

硬度：常温硬度HRC 55-60，高温（800℃）仍保持HRC 45+，抗软化能力卓越。

耐磨性：碳化物体积分数＞25%，抗磨粒磨损能力达工具钢的5-10倍。

抗压强度：≥1500 MPa，耐高负荷冲击。

热稳定性：持续工作温度可达980℃，抗氧化限值870℃。

化学与环境耐受性

耐腐蚀：

抗硫酸、硝酸（中浓度）、有机酸侵蚀；

耐海水、碱性溶液腐蚀；

弱点：不适用盐酸、氢氟酸环境。

抗氧化：在高温含硫/氯气氛中表面稳定性优于多数不锈钢。

三、制造工艺要点

熔炼：真空感应熔炼（VIM）或电弧熔炼，控制杂质氧含量＜100ppm。

成型：

热挤压/锻造：开坯制备棒材胚料；

精密磨削：最终尺寸公差控制±0.02mm，Ra＜0.4μm。

热处理：

固溶处理（1180-1230℃）优化碳化物分布；

时效处理（600-800℃）提升次级硬化效应。

▶ 加工难点：高硬度导致切削需用金刚石/CBN刀具，推荐磨削加工。

四、典型应用场景

工业工具：

阀门堆焊棒材（耐气蚀/冲蚀）；

切割刀具刃口强化；

石油钻具轴承套。

耐损部件：

热轧辊导卫板；

泵密封环（对抗含颗粒介质）；

锅炉刮板输送机耐磨条。

特殊领域：

核电阀门密封面；

航空发动机磨损环。

五、采购技术关注点

认证标准：需符合AMS 5387（航空）或 ASTM B639（工业）规范。

质控指标：

碳化物分布均匀性（金相检测）；

无损探伤（超声波检测内部缺陷）；

硬度梯度（截面测试验证热处理效果）。

替代方案对比：

较Stellite 6：碳含量更高（2.8% vs 1.2%），耐磨性↑但韧性↓；

较碳化钨：高温性能↑，可焊接性↑。

结语

Stellite 1研磨棒凭借钴-铬-钨-碳四元协同体系，在高温磨损、腐蚀磨损并存的严苛环境中不可替代。采购中需重点关注碳化物形态控制及高温硬度验证，确保其在刀具强化、能源重工等领域发挥长效保护价值。

高温合金种类繁多，牌号体系也因国家、标准组织和制造商而异。以下是一些常见的高温合金牌号，按主要基体元素分类：

1. 镍基高温合金 (应用最广泛)

Inconel系列 (美国SMC/特种金属公司)：

Inconel 600：早期牌号，耐腐蚀、耐热，用于热交换器管等。

Inconel 601：高温强度、抗氧化性优良，用于热处理设备、化工。

Inconel 617：优良的高温强度和抗氧化性，用于燃气轮机燃烧室、核电。

Inconel 625：卓越的耐腐蚀性（尤其抗点蚀、缝隙腐蚀）、高强度、易焊接，广泛用于海洋、化工、航空航天。

Inconel 718：应用最广的高温合金之一，高强度、良好的可焊性和成形性，广泛用于航空发动机涡轮盘、压气机盘、机匣、紧固件等。

Inconel X-750：时效强化合金，用于弹簧、紧固件、涡轮叶片等。

Inconel 713C：铸造合金，用于涡轮叶片和导向叶片。

Inconel 738LC：铸造合金，用于高性能涡轮叶片。

Inconel 939：铸造合金，用于先进涡轮叶片。

Hastelloy系列 (美国Haynes International)：

Hastelloy X：固溶强化板材合金，优异的高温强度、抗氧化和抗渗碳性，用于燃烧室部件、工业炉。

Hastelloy C-276：以耐腐蚀性著称（尤其还原性介质），也用于高温腐蚀环境。

Hastelloy C-22：更优的耐腐蚀性。

Hastelloy S：用于高硫环境。

Nimonic系列 (英国)：

Nimonic 75：早期固溶强化合金。

Nimonic 80A：时效强化合金，用于涡轮叶片。

Nimonic 90：更高强度的叶片合金。

Nimonic 105/115：更高性能的叶片合金。

Nimonic 263：板材合金，用于燃烧室。

Nimonic PE16：沉淀强化板材/管材合金。

Waspaloy：美国牌号，高强度涡轮盘和叶片材料，类似Nimonic 105。

Udimet系列 (美国SMC/特种金属公司)：

Udimet 500/520/700/720：高强度铸造或锻造合金，用于涡轮叶片、涡轮盘。

Rene系列 (美国GE等)：

Rene 41：高强度板材/锻件，用于后燃烧室、涡轮盘。

Rene 80：高性能铸造涡轮叶片合金。

Rene N5/N6：先进的单晶合金。

Rene 220C：等轴铸造合金。

Mar-M系列 (美国Martin Marietta)：

Mar-M 200/247/421：著名的铸造涡轮叶片合金。

Mar-M 002 (X-40)：钴基铸造合金。

Haynes系列 (美国Haynes International)：

Haynes 230：固溶强化板材合金，极高的抗氧化性（高Cr含量），用于燃烧室、换热器。

Haynes 282：新型时效强化合金，兼顾高温强度、热稳定性、可焊性，用于涡轮盘、机匣、燃烧室。

Haynes 214：以极致抗氧化性著称（高Al含量）。

中国牌号 (GB, HB标准)：

变形合金：

GH系列： GH3030, GH3039, GH3044, GH3128, GH3600 (类似Inconel 600), GH3625 (类似Inconel 625), GH4169 (类似Inconel 718), GH4099 (类似Nimonic 80A), GH4133, GH4141, GH4145 (类似Inconel X-750), GH4738 (类似Waspaloy), GH5188 (类似Haynes 188), GH5605 (类似L605)。

铸造合金：

K系列： K403, K405, K417, K417G, K418, K419, K423, K424, K438, K465, K640 (钴基)。

DZ系列 (定向凝固)： DZ4, DZ22, DZ125, DZ408。

DD系列 (单晶)： DD3, DD4, DD6, DD8, DD9, DD10, DD11, DD32, DD33, DD90, DD91, DD92, DD93, DD99, DD406 (DD6), DD407 (DD9), DD408 (DD10), DD409 (DD32), DD410 (DD33)。

粉末冶金合金： FGH4095, FGH4096, FGH4097, FGH4098, FGH4101, FGH4102 (类似Rene 95, Rene 88DT等)。

2. 铁镍基高温合金 (在较低温度下成本效益高)

Incoloy系列 (美国SMC/特种金属公司)：

Incoloy 800/800H/800HT：耐热、耐腐蚀，用于热交换器、炉管。

Incoloy 825：以耐腐蚀性为主（尤其硫酸、磷酸）。

Incoloy 901：高强度合金，用于涡轮盘、紧固件。

Incoloy 925：高强度、耐腐蚀。

A-286 (美国)：应用广泛的时效强化合金，用于涡轮盘、紧固件、机匣等。

Discaloy (美国)：类似A-286。

Pyromet系列：

Pyromet 860：高强度。

中国牌号 (GB, HB标准)：

变形合金：

GH系列： GH1015, GH1016, GH1035, GH1131, GH1140, GH2132 (类似A-286), GH2135, GH2136, GH2150, GH2302, GH2706, GH2901 (类似Incoloy 901), GH2903, GH2907, GH2909, GH2984, GH3128 (虽为镍基但有时也归入此类讨论), GH3333。

铸造合金：

K系列： K213, K214。

3. 钴基高温合金 (以耐磨、抗热疲劳、耐熔融金属腐蚀著称)

Haynes系列：

Haynes 25 (L605)：固溶强化板材/锻件合金，用于燃烧室、导向叶片、生物植入。

Haynes 188：固溶强化合金，比L605有更好的高温强度和抗氧化性，用于燃烧室、导向叶片、航天飞机部件。

Stellite系列 (Kennametal Stellite)：

Stellite 6B, 21：耐磨堆焊常用，也有铸造部件。

UMCo-50 (美国)：高铬铸造合金。

FSX-414 (美国)：铸造导向叶片合金。

Mar-M 302/509/918：铸造合金。

WI-52, X-40 (Mar-M 509)：铸造合金。