钴基高温合金课件

1、 钴基高温合金小组成员：潘永健 刘阳 董刘洋1 项目研究背景 钴基高温合金是高温合金中的一种，它是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧等合金元素，偶而也还含有铁的一类合金。钴基合金是以钴为基体，钴含量一般在35%-70%，并加入5%-25%镍稳定奥氏体，加入20%-25%Cr以改善抗氧化和抗腐蚀性能的高温合金。一般以固溶强化和碳化物强化做为钴基高温合金的主要强化手段。根据合金中成分不同，它们可以制成焊丝，粉末用于硬面堆焊，热喷涂、喷焊等工艺，也可以制成铸锻件和粉末冶金件。钴基高温合金的抗氧化性能较差，但其抗热腐蚀能力比镍好；钴基高温合金的高温强度、抗热腐蚀性能、

2、热疲劳性能和抗蠕变性能也比镍基高温合金要好。钴基高温合金汽车增压器喷嘴环叶片 燃气轮机涡轮零件钴基高温合金的发展始于20世纪40年代。1943年美国首次在涡轮喷气发动机J-33上选用铸造钴基合金HS-21制作工作叶片。与此同时，以钨代替钼，增加镍含量，在HS-21的基础上发展处X-40（HS-31)合金。HS-21和X-40就是最早出现的钴基高温合金。而后者一直是美国长期使用的导向叶片材料，从20世界50年代，铸造钴基高温合金的研究得到了普遍重视，相继研制出具有不同性能特点的合金系列。1957年美国钨金属研究所研制出WI-52合金，它是在X-40合金的碳含量，发展了X-45合金，改善了合金的焊

3、接性能。Martin Marietta公司于1964年发明了著名的现代高强钴基高温合金Mar-M509,它具有高强度和一定的抗氧化、耐腐蚀性能。1968年通过电器公司增加了X-45合金的铬含量，研制出具有优异抗高温氧化和腐蚀性能的FSX-414合金。几十年来，钴基高温合金得到了长足的发展，相继有数十种牌号问世，在航天，航空，能源及化工等工业部门发挥了重要作用。研究意义通过调整钴基高温耐蚀合金stellite 6的成分，以提高其高温耐腐蚀以及耐磨性能，以更好适应实际应用的性能要求，提高其使用寿命。与本项目有关的研究积累：stellite 6合金的显微组织分析，热处理工艺已取得的成绩:、利用光镜，

4、扫描电镜观察钴基高温耐蚀合金stellite 6的组织形貌，并对该合金做XRD，分析其元素分布状况，以确认其碳化物的类型。、将stellite 6熔炼，添加适量钨元素，铬元素，以改变其高温耐蚀性能。2 项目研究目标及主要内容目标：通过融入元素以增强stellite 6合金的高温耐腐蚀以及耐磨性能主要内容：、对样品进行线切割，切成适当大小，镶嵌，打磨试样，磨好后用王水进行金相腐蚀，先后用光镜和扫描电镜拍摄样品的组织形貌照片，并作XRD，分析其元素分布状况，以确认其碳化物的类型。、融入合金元素准备stellite 6合金样品四份、样品1加入10%钨，用于提高合金的硬度和耐磨性能、样品2加入5%铬，

5、用于提高合金的高温耐腐蚀性能（铬元素含量应低于37%，过高会促进生成-Co和相，出现双相区，使高温强度下降）、样品3同时加入10%钨，5%铬元素、将四份样品进行固溶处理，样品1-4的固溶温度依次为1100、1030、1070、1050，使所有的一次碳化物，包括部分MC型碳化物溶入固溶体；然后再在870-980进行时效处理，使碳化物(最常见的为M23C6)重新析出。、对处理后的样品进行光镜，扫描电镜，XRD观察，并与处理前其组织形貌进行对比。3 项目创新特色概述 该项目采用融入适量铬，钨元素的方法，控制变量，以提高钴基高温耐蚀合金stellite 6的高温耐蚀及耐磨性能；而国内对于提高该合金高温耐蚀性能方面主要采用激光融覆的方法。钴基高温合金（GH132、GH145、GH169）GH3039等钴基高温合金系列 4 项目研究技术路线样品预处理光镜、扫描电镜拍摄样品组织形貌；XRD分析其成分分布熔炼，融入元素固溶处理光镜、扫描电镜拍摄样品组织形貌；XRD分析其成分分布洛氏硬度机测硬度磨损试验腐蚀试验6 项