鈷基高溫合金課件

1、 鈷基高溫合金小組成員：潘永健 劉陽 董劉洋1 項目研究背景 鈷基高溫合金是高溫合金中的一種，它是以鈷作為主要成分，含有相當數量的鎳、鉻、鎢和少量的鉬、鈮、鉭、鈦、鑭等合金元素，偶而也還含有鐵的一類合金。鈷基合金是以鈷為基體，鈷含量一般在35%-70%，并加入5%-25%鎳穩(wěn)定奧氏體，加入20%-25%Cr以改善抗氧化和抗腐蝕性能的高溫合金。一般以固溶強化和碳化物強化做為鈷基高溫合金的主要強化手段。根據合金中成分不同，它們可以制成焊絲，粉末用于硬面堆焊，熱噴涂、噴焊等工藝，也可以制成鑄鍛件和粉末冶金件。鈷基高溫合金的抗氧化性能較差，但其抗熱腐蝕能力比鎳好；鈷基高溫合金的高溫強度、抗熱腐蝕性能、

2、熱疲勞性能和抗蠕變性能也比鎳基高溫合金要好。鈷基高溫合金汽車增壓器噴嘴環(huán)葉片 燃氣輪機渦輪零件鈷基高溫合金的發(fā)展始于20世紀40年代。1943年美國首次在渦輪噴氣發(fā)動機J-33上選用鑄造鈷基合金HS-21制作工作葉片。與此同時，以鎢代替鉬，增加鎳含量，在HS-21的基礎上發(fā)展處X-40（HS-31)合金。HS-21和X-40就是最早出現(xiàn)的鈷基高溫合金。而后者一直是美國長期使用的導向葉片材料，從20世界50年代，鑄造鈷基高溫合金的研究得到了普遍重視，相繼研制出具有不同性能特點的合金系列。1957年美國鎢金屬研究所研制出WI-52合金，它是在X-40合金的碳含量，發(fā)展了X-45合金，改善了合金的焊

3、接性能。Martin Marietta公司于1964年發(fā)明了著名的現(xiàn)代高強鈷基高溫合金Mar-M509,它具有高強度和一定的抗氧化、耐腐蝕性能。1968年通過電器公司增加了X-45合金的鉻含量，研制出具有優(yōu)異抗高溫氧化和腐蝕性能的FSX-414合金。幾十年來，鈷基高溫合金得到了長足的發(fā)展，相繼有數十種牌號問世，在航天，航空，能源及化工等工業(yè)部門發(fā)揮了重要作用。研究意義通過調整鈷基高溫耐蝕合金stellite 6的成分，以提高其高溫耐腐蝕以及耐磨性能，以更好適應實際應用的性能要求，提高其使用壽命。與本項目有關的研究積累：stellite 6合金的顯微組織分析，熱處理工藝已取得的成績:、利用光鏡，

4、掃描電鏡觀察鈷基高溫耐蝕合金stellite 6的組織形貌，并對該合金做XRD，分析其元素分布狀況，以確認其碳化物的類型。、將stellite 6熔煉，添加適量鎢元素，鉻元素，以改變其高溫耐蝕性能。2 項目研究目標及主要內容目標：通過融入元素以增強stellite 6合金的高溫耐腐蝕以及耐磨性能主要內容：、對樣品進行線切割，切成適當大小，鑲嵌，打磨試樣，磨好后用王水進行金相腐蝕，先后用光鏡和掃描電鏡拍攝樣品的組織形貌照片，并作XRD，分析其元素分布狀況，以確認其碳化物的類型。、融入合金元素準備stellite 6合金樣品四份、樣品1加入10%鎢，用于提高合金的硬度和耐磨性能、樣品2加入5%鉻，

5、用于提高合金的高溫耐腐蝕性能（鉻元素含量應低于37%，過高會促進生成-Co和相，出現(xiàn)雙相區(qū)，使高溫強度下降）、樣品3同時加入10%鎢，5%鉻元素、將四份樣品進行固溶處理，樣品1-4的固溶溫度依次為1100、1030、1070、1050，使所有的一次碳化物，包括部分MC型碳化物溶入固溶體；然后再在870-980進行時效處理，使碳化物(最常見的為M23C6)重新析出。、對處理后的樣品進行光鏡，掃描電鏡，XRD觀察，并與處理前其組織形貌進行對比。3 項目創(chuàng)新特色概述 該項目采用融入適量鉻，鎢元素的方法，控制變量，以提高鈷基高溫耐蝕合金stellite 6的高溫耐蝕及耐磨性能；而國內對于提高該合金高溫耐蝕性能方面主要采用激光融覆的方法。鈷基高溫合金（GH132、GH145、GH169）GH3039等鈷基高溫合金系列 4 項目研究技術路線樣品預處理光鏡、掃描電鏡拍攝樣品組織形貌；XRD分析其成分分布熔煉，融入元素固溶處理光鏡、掃描電鏡拍攝樣品組織形貌；XRD分析其成分分布洛氏硬度機測硬度磨損試驗腐蝕試驗6 項