概述
Stellite 12是一种钴基耐磨合金,属于著名的“司太立”合金家族中的一员。司太立合金通常以钴为主要成分,通过加入铬、钨、碳等元素来获得卓越的耐磨性、耐腐蚀性和高温性能。
Stellite 12在司太立合金系列中定位为一种耐强冲击磨损和磨料磨损的材料,尤其适用于同时存在冲击和中等程度磨料磨损的工况。
主要特性
Stellite 12的特性可以归纳为以下几个核心点:
卓越的耐磨性
抗磨料磨损:其硬度较高,能够有效抵抗由硬质颗粒(如沙子、矿石、灰尘)引起的磨料磨损。
抗粘着磨损:在与其他金属发生滑动或摩擦时,不易产生材料转移和“咬合”,非常适合用于密封面、阀门座等。
抗冲击磨损:与更硬但更脆的司太立合金(如Stellite 6)相比,Stellite 12在成分上做了调整,具有更好的韧性,能够承受较强的冲击载荷而不碎裂或剥落。
良好的耐腐蚀性
合金中含有大量的铬,使其在氧化性和中性介质中具有良好的耐腐蚀性,能够抵抗大气、水蒸气、海水以及多种酸碱溶液的腐蚀。其耐腐蚀性优于大多数工具钢和不锈钢。
优秀的高温性能
这是钴基合金的典型优势。Stellite 12在高温下(通常可达500°C以上)仍能保持较高的硬度和强度,不会像钢一样发生明显的软化。它还具有优异的热硬度,即在被加热到红热状态时仍能保持切削能力。
抗空蚀和侵蚀
由于其高韧性和加工硬化能力,它能很好地抵抗由液体空泡破裂产生的冲击(空蚀)以及含有固体颗粒的流体冲刷(侵蚀)。
化学成分(典型值)
钴:余量
铬:~29-33% - 提供耐腐蚀性和固溶强化。
钨:~7-9.5% - 主要的固溶强化元素,提高高温强度和硬度。
碳:~1.2-1.7% - 与铬和钨形成坚硬的碳化物,是耐磨性的关键。
其他:可能含有少量的硅、锰、铁、镍等。
物理与机械性能(参考)
密度:约 8.6 g/cm³
硬度:
铸态硬度:约 HRC 40-47
焊态硬度:约 HRC 38-45
(硬度会因制造工艺和冷却速度略有不同)
熔点:约 1280-1390°C
主要应用领域
基于其强韧且耐磨的特性,Stellite 12常用于制造以下产品和部件:
阀门部件:阀门密封面、阀座、阀瓣,特别是在有颗粒介质、高温高压的工况下。
泵类部件:离心泵的密封环、衬套、叶轮,用于输送含有磨料颗粒的浆液。
挖掘和钻探工具:钻头、挖掘齿、破碎机锤头、螺旋输送机等易受冲击和磨损的部件。
农业机械:犁铧、铲刃、收割机刀片等。
航空航天:发动机的一些耐磨衬套和零件。
热加工工具:如热剪刀片,利用其热硬性。
加工与制造形式
Stellite 12通常通过以下方式提供和应用:
铸造件:直接铸造成所需形状的耐磨零件。
焊材:
焊条:用于手工电弧堆焊。
焊丝:用于TIG、MIG、等离子弧堆焊和喷涂。
粉末:用于等离子转移弧堆焊或激光熔覆。
加工注意事项:
由于Stellite 12硬度高、韧性好,其机加工性较差,属于难加工材料。通常需要采用:
硬质合金或陶瓷刀具。
较低的切削速度、较小的进给量。
充足的冷却液。
总结
Stellite 12是一种以耐冲击磨损和中等磨料磨损为核心优势的钴基合金。它在耐磨性、韧性和耐腐蚀性之间取得了良好的平衡,特别适合那些既有冲击又有磨损的恶劣工况。如果您遇到的工况是既要耐磨又不能太脆,那么Stellite 12是一个非常经典且可靠的选择。
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