钴基高温合金
UNS R30605钴基高温合金
UNS R30605钴基高温合金UNS R30605是以20Cr和15W固溶强化的钴基高温合金，在815℃以下具有中等的持久和蠕变强度，在1090℃以下具有优良的抗氧化性能，同时具有满意的成形、焊接等工艺性能。
适用于制造航空发动机燃烧室和导向叶片等要求中等强度和优良的高温抗氧化性能的热端高温零部件。
也可在航天发动机和航天飞机上使用。
可生产供应各种变形产品，如薄板、中板、带材、棒材、锻件、丝材以及精密铸件。
UNS R30605材料牌号 UNS R30605UNS R30605相近牌号UNSR30605材料的技术标准WS9 7053-1996 《UNSR30605合金热轧板材、冷轧薄板和带材》Q/5B 4021-1992 《UNSR30605合金环形锻件技术条件》Q/5B 4031-1992 《UNSR30605合金棒材》Q/5B 4032-1992 《UNS R30605合金带材》Q/5B 4033-1992 《UNS R30605合金带材（硬态）》Q/5B 4059-1992 《UNS R30605高温合金冷拉焊丝》UNS R30605化学成分UNS R30605热处理制度板材、带材：1175～1230℃,快速冷却；环形件：1175～1230℃，保温不少于15min,水冷或快速空冷；棒材（机加工用）：1175～1230℃,快速冷却。
UNS R30605品种规格与供应状态可以供应δ≤14mm的热轧中板、δ≤4mm的冷轧板材、δ0.05～0.80mm的冷轧带材、δ0.20～0.80mm 的冷硬带材、d0.2～10.0mm的焊丝、d≤300mm的棒材和各种直径及壁厚的环形件。
中板和薄板经固溶、碱酸洗、切边后供应；带材经固溶、碱酸洗、切边后成卷供应；冷硬带材经固溶、冷轧、退火、抛光和切边后供应；焊丝以硬态、半硬态、固溶加酸洗、光亮固溶处理状态成盘交货，也可以直条交货；环形件经固溶处理粗加工或除氧化皮后供应；机加工用棒材经退火后酸洗或磨光后供应，热加工用棒材可经退火并磨光后交货。
钴基合金和镍基合金的对比
钴基合金和镍基合金的对比一、热稳定性钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。
钴基高温合金与镍基高温合金相比，具有更好的热稳定性。
下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据：由数据可见，钴基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。
在热稳定性上具有优势。
二、强度在常温下，GH605（钴基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下表：由此可见，在常温下GH605强度略低，但延伸率较大。
GH4169的高强度带来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。
在高温下，两种材料强度如下：从高温强度来看650℃时，GH4169强度较高，但脆性也大，在有冲击的场合下使用容易发生断裂。
当温度上升到900℃（某些发动机的工作温度）时，镍基高温合金已无法使用，而钴基高温合金仍然具有一定的强度。
三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。
通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。
从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金，且温度高于700℃，镍基合金已无法使用。
四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径为6.35~12.7mm）在高温下的抗氧化性能指标。
可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000℃左右的环境中连续使用。
五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、NO.2号燃油（含0.3%~0.45%硫），空气-油比例为30:1，试验中试样旋转，每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置中循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见下图：单面金属损失成受损伤的金属/mm其中，金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。
图中GH3536、GH3625均为镍基合金，而GH605为钴基合金，由图可以看出，GH605的金属损失部分明显小于其他两种镍基合金。
钴基铸造高温合金K6509的研究
钴基铸造⾼温合⾦K6509的研究钴基铸造⾼温合⾦K6509的研究Study on Co bas ed Superalloy K6509张强,张宏炜,贾新云,谭永宁,黄朝晖(北京航空材料研究院先进⾼温结构材料国防重点试验室,北京100095) ZH ANG Qiang,ZH AN G H ong wei,JIA Xin yun,TAN Yong ning,H U ANG Zhao hui(National Key Laboratory of Advanced H igh T emperature StructuralMaterials,Beijing Institute of Aeronautical Materials,Beijing100095,China)摘要:K6509合⾦是本院新研制的钴基⾼温合⾦,将主要⽤于涡轮发动机的导向叶⽚材料,具有较⾼的持久性能,适⽤于铸造复杂型腔的薄壁空⼼叶⽚。
本⽂主要介绍了合⾦的成分特点,主要的物理和⼒学性能,并与K640,DZ40M合⾦的⼒学性能做了对⽐。
关键词:钴基⾼温合⾦;⼒学性能;微观组织中图分类号:TG1461⽂献标识码:A⽂章编号:10014381(2009)Suppl1014204Abstr act:K6509alloy is a newly developed Co based superalloy,mainly designed for turbine vane ap plications.The alloy has excellent stress r upture properties,which is suitable for complex cored thin wall airfoils.The composition and physical and mechanical properties are introduced.The mechanical properties of this alloy are compared with K640and DZ40M.Key words:cobalt base super alloy;mechanical property;microstr ucture⾼温合⾦被⼴泛应⽤于飞机、船舶、车辆的燃⽓涡轮机和⽤作宇宙飞⾏器、⽕箭发动机、核反应堆、蒸汽动⼒发电⼚装置、⽯油化⼯设备以及其它⽤途中的耐⾼温材料。
钴基合金和镍基合金的对比分析
钴基合金和镍基合金的对比一、热稳定性钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。
钴基高温合金与镍基高温合金相比，具有更好的热稳定性。
下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据：由数据可见，钴基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。
在热稳定性上具有优势。
二、强度在常温下， GH605（钴基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下表：由此可见，在常温下GH605强度略低，但延伸率较大。
GH4169的高强度带来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。
在高温下，两种材料强度如下：从高温强度来看650℃时，GH4169强度较高，但脆性也大，在有冲击的场合下使用容易发生断裂。
当温度上升到900℃（某些发动机的工作温度）时，镍基高温合金已无法使用，而钴基高温合金仍然具有一定的强度。
三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。
通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。
从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金，且温度高于700℃，镍基合金已无法使用。
四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径为6.35~12.7mm）在高温下的抗氧化性能指标。
可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000℃左右的环境中连续使用。
五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、NO.2号燃油（含0.3%~0.45%硫），空气-油比例为30:1，试验中试样旋转，每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置中循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见下图：单面金属损失成受损伤的金属/mm其中，金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。
图中GH3536、GH3625均为镍基合金，而GH605为钴基合金，由图可以看出，GH605的金属损失部分明显小于其他两种镍基合金。
钴基高温合金牌号
钴基高温合金牌号钴基高温合金是一种具有优异高温性能和耐腐蚀性能的合金材料，广泛应用于航空航天、能源、化工等领域。
钴基高温合金的牌号是根据合金中所含元素的种类和含量来命名的，下面将介绍几种常见的钴基高温合金牌号。
1. GH4169：GH4169是一种常用的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金具有优异的高温强度和耐腐蚀性能，在航空发动机、燃气轮机等高温环境中得到广泛应用。
2. GH3536：GH3536是一种具有优异高温强度和耐腐蚀性能的钴基高温合金。
其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴，适用于高温环境下的零件制造，如燃气轮机叶片、燃烧室等。
3. GH4161：GH4161是一种常用的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金具有良好的高温强度和抗氧化性能，适用于航空发动机等高温环境下的零件制造。
4. GH3044：GH3044是一种具有优异耐腐蚀性能的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金在高温酸性环境中具有良好的耐腐蚀性能，适用于化工设备等领域。
5. GH2132：GH2132是一种具有良好高温强度和耐腐蚀性能的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金适用于高温环境下的零件制造，如航空发动机叶片、燃气轮机叶片等。
6. GH4169LC：GH4169LC是一种具有优异高温强度和耐腐蚀性能的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金适用于航空发动机等高温环境下的零件制造。
7. GH3535：GH3535是一种具有良好高温强度和耐腐蚀性能的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金适用于高温环境下的零件制造，如燃气轮机叶片等。
8. GH4033：GH4033是一种具有优异耐腐蚀性能的钴基高温合金，其主要成分为镍、铬、钼、铝和钴。
该合金在高温酸性环境中具有良好的耐腐蚀性能，适用于化工设备等领域。
以上是几种常见的钴基高温合金牌号，它们在不同领域具有广泛的应用。
co50合金成分
co50合金成分
摘要：
1.CO50 合金的概述
2.CO50 合金的成分及其特性
3.CO50 合金的应用领域
正文：
一、CO50 合金的概述
CO50 合金，即钴基高温合金，是一种以钴为主要元素，含有较高铬、钨、铼等元素的合金。
它的命名来源于其主要成分钴的含量，即钴的含量约为50%。
这种合金具有优良的抗热、抗磨、抗腐蚀和抗氧化性能，因此在高温、高压、高转速等极端环境下具有广泛的应用。
二、CO50 合金的成分及其特性
1.成分
CO50 合金的主要成分包括钴、铬、钨、铼等元素，它们的含量分别为：钴约50%，铬约15%，钨约30%，铼约3%。
此外，CO50 合金还含有少量的钼、铌、钽等元素。
2.特性
（1）高温强度：CO50 合金在高温下具有良好的强度和蠕变性能，可以承受高温高压下的工作环境。
（2）抗腐蚀性：CO50 合金具有较高的铬含量，可以形成致密的氧化膜，有效抵抗腐蚀。
（3）抗氧化性：CO50 合金中含有适量的钨、铼等元素，可以提高合金的抗氧化性能。
（4）耐磨性：CO50 合金具有较高的硬度，可以提高合金的耐磨性能。
三、CO50 合金的应用领域
CO50 合金广泛应用于航空、航天、能源等领域的高温、高压、高转速设备。
例如，它可用于制造涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、航空发动机的叶片、导向叶片等部件。
钴基合金和镍基合金的对比分析
钴基合金和镍基合金的对比分析本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March钴基合金和镍基合金的对比一、热稳定性钴基高温合金被选择为航空材料的重要原因之一是其具有优良的热稳定性。
钴基高温合金与镍基高温合金相比，具有更好的热稳定性。
下面为一组典型的钴基高温合金与镍基高温合金在热稳定性能上的对比数据：由数据可见，钴基合金具有更高的熔点和热导率，加热后热膨胀量较小。
在热稳定性上具有优势。
二、强度在常温下， GH605（钴基合金）与GH4169（镍基合金）力学性能见下表：由此可见，在常温下GH605强度略低，但延伸率较大。
GH4169的高强度带来了巨大的脆性，在有冲击的位置需谨慎使用。
在高温下，两种材料强度如下：从高温强度来看650℃时，GH4169强度较高，但脆性也大，在有冲击的场合下使用容易发生断裂。
当温度上升到900℃（某些发动机的工作温度）时，镍基高温合金已无法使用，而钴基高温合金仍然具有一定的强度。
三、刚度所谓刚度即为材料抵抗变形的能力。
通过一组数据来反映钴基高温合金与镍基高温合金的刚度上的差异。
从表格数据可看，镍基合金在各个温度区间刚度都低于钴基合金，且温度高于700℃，镍基合金已无法使用。
四、钴基高温合金具有良好的抗氧化性钴基高温合金拥有非常好的抗高温氧化能力，下表为GH605棒料（棒料直径为~）在高温下的抗氧化性能指标。
可见钴基高温合金抵抗高温氧化的能力卓越，可以在1000℃左右的环境中连续使用。
五、钴基高温合金具有优良的耐腐蚀能力GH605合金与GH3536等几种合金板材，在燃气速度为4m/s，燃烧空气中含5-6或5-5海盐、号燃油（含%~%硫），空气-油比例为30:1，试验中试样旋转，每隔1h试样从900℃用冷空气吹冷至260℃以下，如此在燃烧装置中循环试验200h后的动态热腐蚀试验结果见下图：单面金属损失成受损伤的金属/mm其中，金属损失=受损伤的金属+最大氧化深度。
L-605钴基高温合金
L-605钴基高温合金钴L-605（也称为合金25）是一种钴基高温合金，含有大量的铬和钨。
它的特点是出色的高温强度，最高可达1500°F（1093°C），在腐蚀性环境中的最高温度高达2000°F（1093°C）时具有出色的抗氧化性，并具有出色的抗硫化磨损性和抗磨损性。
钴L-605具有其他鲜为人知的品质，例如高延展性和生物相容性。
钴L-605是非磁性的。
就是说，与大多数其他高温合金一样，钴L-605在长时间暴露于中间温度时会失去延展性。
钴L-605的强度得益于第一相中钨的固溶强化和第二相中析出碳化物的固溶强化。
钴L-605具有很好的成型特性，可以容易地锻造，热加工或冷加工。
由于其所有特性，钴L-605可用于航空航天工业。
它主要用于制造燃气涡轮发动机部件，尤其是经常遭受高温的部件。
其中包括用于涡轮的环和叶片，以及燃烧室部件（燃烧室衬套）。
除航空航天业外，L-605还用于发电厂的陆基燃气轮机以及高温窑中马弗炉和炉衬的工业炉中。
钴L-605也可用于制造高温球轴承和轴承座圈。
这种高温合金还可用于腐蚀性环境中的零件，主要用于湿氯气，盐酸和硝酸。
由于其生物相容性，钴L-605还可以用于医疗行业，主要用于制造心脏瓣膜。
就是说，对于这些零件，必须采用特殊的重结晶工艺以控制强度和延展性的晶粒尺寸。
上海奔来金属提供三种AMS子类型规格，两个ASTM子类型规格以及多种和定制的形状/形式的L-605：•AMS 5537（箔，板，片和条）•AMS 5759（棒材，锻件，环件或定制管）•AMS 5796（线材）•ASTM F1091-12•ASTM F90-14上海奔来金属可提供：无缝管，焊管，圆棒，线材，板材，锻件，管件和法兰，特殊尺寸可定制。
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GH159、MP159钴基高温合金性能参数
上海商虎/张工：158 –0185 -9914一、GH159概述GH159合金是在国外多相钴基高温合金（MP合金）的基础上发展起来的一种新式高强度多相钴基高温合金。
它的首要特点是：利用冷变形首先在面心立方基体中诱发发生穿插网状分布的片状ε相来阻止位错的长程运动而发生强化，再经过时效处理析出弥散的Ni3X相补充强化。
该合多金具有超高强度、杰出的塑韧性和高的应力腐蚀抗力等综合功能，并且在650℃的高温下仍能保持其高强度的特性。
该合金不只可广泛用于航空发动机的高温紧固螺栓等零件，也可用于应力腐蚀环境下（如海洋大气环境）服役的飞机用超高强度紧固件。
供给的首要种类是冷拉棒材。
1.1 GH159资料牌号GH159。
1.2 GH159附近牌号1.3 GH159资料的技术标准1.4 GH159化学成分见表1-1。
表1-1 %1.5 GH159热处理制度固溶处理1040～1055℃,4～8h,水冷+在室温进行48%±1%的冷拔变形＋时效处理650～675℃，4～4.5h，空冷。
1.6 GH159种类规格与供给状况能够供给d5～25mm的冷拉棒材，供给状况为冷拔态。
1.7GH159熔炼与铸造工艺选用真空感应加真空电弧重熔的双联生产工艺。
1.8GH159使用概况与特殊要求该合金首要用于航空发动机的紧固件，在600℃下功能稳定，可长期使用。
是目前综合功能杰出航空发动机紧固件资料。
合金首要是经过冷变形诱发发生很多网状分布的ε相进行强化。
因而，对冷拔变形的工艺参数要严格控制。
变形量过小，强度缺乏；变形量太大，强度升高，但塑性降低。
实践证明，当冷变形量控制鄙人限时合金具有较好的综合功能。
二、GH159物理及化学功能2.1 GH159热功能2.1.1 GH159熔化温度规模熔点1318℃[1]。
2.1.2 GH159热导率见表2-1。
表2-1[1]2.1.3 GH159线膨胀系数见表2-2(冷拔＋时效状况)。
表2-2[3]2.2 GH159密度ρ=8.33g/cm3[2]。
【研发】Haynes188(UNS R30188、W.Nr.2.4683)钴基高温合金特性
五、HAYNES188(HAYNES188)工艺性能与要求 5.1 HAYNES188(HAYNES188)成形性能 5.1.1 HAYNES188(HAYNES188)锻造加热温度 1180℃，终锻温度不低于 980℃。铸造组织 破碎后们可以采用大变形量，以减少再加热次数和细化晶粒。 5.1.2 HAYNES188(HAYNES188)板材再固溶处理后塑性良好，可以采用任何冷成形工艺成 形，但其最小变形量应大于 12%，以避免退火后产生粗大晶粒(临界变形组织)。 5.1.3 HAYNES188(HAYNES188)工艺塑性 5.1.3.1 HAYNES188(HAYNES188)高温扭转塑性图见图 5-1；高温拉伸塑性图见图 5-2。
2、时效强化型合金
使用温度为-253～950℃，一般用于制作航空、航天发动机的涡与叶片等结构件。 制作涡的合金工作温度为-253～700℃,要求具有良好的高低温强度和抗疲劳性能。例 如：GH4169 合金，在 650℃的高屈服强度达 1000MPa；制作叶片的合金温度可达 950℃， 例如：GH220 合金，950℃的拉伸强度为 490MPa，940℃、200MPa 的持久寿命大于 40 小 时。
2.4 HAYNES188(HAYNES188)磁性能 合金无磁性。 2.5 HAYNES188(HAYNES188)化学性能 2.5.1 HAYNES188(HAYNES188)抗氧化性能 2.5.1.1 HAYNES188(HAYNES188)在空气介质中试验 100h 的氧化速率见表 2-6。
变形高温合金主要为航天、航空、核能、石油民用工业提供结构锻件、饼材、环件、 棒材、板材、管材、带材和丝材。
上海商虎具备交货及时，按需轧制，按需切割加工的供货能力，确保准确快速 地为用户提供合格优质的高端产品。我们的特长是专业于高端进口材料的供应，无论是 板材，带材，棒材，管材（焊管、无缝管），还是管件，法兰，钢板切割件（厚 2-200mm）， 不论您是需要 1 公斤还是 10 吨，我们都有能力通过自有库存或空运，海运及时为您供 货。我们提供的材料已广泛用于高温、强腐蚀等复杂环境，代表行业主要为：热处理、 冶炼、环保、、造纸、压力容器、热交换、电炉、电力设备等。
l605钴基合金标准
- 美国标准：AMS 5537、AMS 5759、AMS 5796、AMS 5797、AMS 5798、AMS 5799
- 欧洲标准：EN 2.4964、EN 2.4967、EN 2.4966、EN 2.4968、EN 2.4969 - 国际标准：ISO 15156、ISO 5832-12
l605钴基合金标准
这些标准规定了L605钴基合金的化学成分、机械性能、热处理要求、检测方法等方面的 要求，以确保该合金在各种应用中具有一致的质量和性能。
请注意，以上只是一些常见的L605钴基合金标准，具体的标准要根据您所在的国家或地 区以及具体的应用需求来确定。建议您在选择和使用L605钴基合金时，参考当地的标准和规 范，并咨询专业人士的意见。
镍基(钴基)高温合金材料一览表
上海研发、生产与销售高温合金、耐蚀合金、精密合金等特殊合金材料的高新技术企业。
累积了丰富的冶炼、轧制、锻造、轧管的经验。
公司近几年来不断开发新产品、探索新技术、新工艺，并与国内多家科研院所合作研发，取得了丰厚的成果。
为多项国家级重点工程提供特种钢材料及配件。
公司从真空熔炼、电渣重熔、锻造加工、热处理到机加工全套生产线。
公司专业生产特殊合金材料，产品广泛应用于石油化工、电站脱硫、航空航天、舰船、机械、通讯电子等，为应用领域的高温、高压、腐蚀、磨损、疲劳、蠕变等使用环境，从材料角度提供科学的解决方案和优良的产品服务。
【研究】GH159(MP159)成分、性能、指标...
上海钢研-张工：158–O185-9914GH159 合金是在国外多相钴基高温合金（MP合金）的基础上发展起来的一种新型高强度多相钴基高温合金。
它的主要特点是：利用冷变形首先在面心立方基体中诱发产生交叉网状分布的片关ε相来阻止位错的长程运动而产生强化，再经过时效处理析出弥散的Ni3X相补充强化。
该合多金具有超高强度、良好的塑韧性和高的应力腐蚀抗力等综合性能，并且在650℃的高温下仍能保持其高强度的特性。
该合金不仅可广泛用于航空发动机的高温紧固螺栓等零件，也可用于应力腐蚀环境下（如海洋大气环境）服役的飞机用超高强度紧固件。
供应的主要品种是冷拉棒材。
GH159钴基高温合金材料的技术标准Q/6S 992-1992《高温紧固件用GH159合金冷拉棒材》（北京航空材料研究所）C3S 284-1993《高温紧固件GH159合金合金冷拉棒材》协上五高28-1993《高温紧固件GH159合金合金冷拉棒材》化学成分热处理制度固溶处理1040～1055℃,4～8h,水冷+在室温进行48%±1%的冷拔变形+时效处理650～675℃，4～4.5h，空冷。
品种规格与供应状态可以生产d5～25mm的冷拉棒材，状态为冷拔态。
熔炼与铸造工艺合金采用真空感应加真空电弧重熔的双联生产工艺。
应用概况与特殊要求该合金主要用于航空发动机的紧固件，在600℃下性能稳定，可长期使用，是2018年综合性能最好的航空发动机紧固件材料。
合金主要是经过冷变形诱发产生大量网关分布的ε相进行强化。
因此，对冷拔变形的工艺参数要严格控制。
变形量过小，强度不足，变形量太大，强度升高，但塑性降低。
实践证明，当冷变形量控制在下限时合金具有较好的综合性能。
物理及化学性能物理性能化学性能该合金具有较好的抗缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的能力。
在典型的氯化铁实验中未发现缝隙腐蚀和点蚀。
在擦盐试验中未发生损坏。
交替浸渍证明该合金具有良好的抗氢脆和应力腐蚀开裂的能力。
组织结构相变温度γ+ε两相区温度范围为540~700℃，540℃以下的γ相为亚稳定合金组织结构合金在上临界温度（约为700℃）以上为稳定的面心立方γ相，在下临界温度仪下（约为540℃）为稳定的密排六方ε相；两温度之间为γ+ε的两相区。
钴基合金发展历史
钴基合金发展历史
钴基合金的发展历史可以追溯到20世纪初。
早期使用钴基合金的是英国的钴铁合金，用于制造高速切削工具。
随着机床技术的发展，对切削工具高温高硬度的需求也增加，这促使钴基合金的研究和开发。
在20世纪50年代和60年代，钴基合金得到了进一步的发展，并广泛应用于航空航天、核能、化工、电子、医疗等领域。
其中最著名的钴基合金就是钴基高温合金，可以在高温环境下保持较高的强度和抗氧化性能，适用于发动机等高温部件。
近年来，随着工业化进程的推进和科技的不断进步，钴基合金的应用领域越来越广泛。
特别是在新能源、节能环保和新材料等领域，钴基合金具有广阔的应用前景和市场需求。
此外，由于钴的稀缺性和国际市场价格的不稳定性，钴基合金的研发也面临着挑战。
一些研究者和企业正在探索替代钴的合金，以应对钴价格上涨和供应不稳定的风险。
总的来说，钴基合金经过多年的发展和应用，已成为重要的结构材料和功能材料，在航空航天、能源、医疗等领域发挥着重要作用，并具有广阔的市场前景。
高温合金化学成分标准
高温合金通常用于高温和腐蚀性环境下，如航空发动机、燃气轮机、化工设备等。
其化学成分标准因合金的种类而异。
以下是一些常见高温合金的主要成分和相应的标准：
尼克尔基高温合金：
Inconel系列：ASTM标准B163、B167、B407、B423、B444、B751、B775、B829等。
Hastelloy系列：ASTM标准B619、B622、B626、B366、B574等。
钴基高温合金：
Haynes系列：AMS（Aerospace Material Specifications）标准等。
Stellite系列：AMS标准、ASTM标准等。
铬基高温合金：
Incoloy系列：ASTM标准B163、B407、B514、B515、B751、B775、B829等。
Inconel系列：上述的Inconel系列也包含铬基高温合金。
铁基高温合金：
耐磨合金：ASTM标准A297、A532等。
高铬铁基合金：ASTM标准A560等。
这些合金的具体化学成分标准通常包括对元素的含量、热处理条件等方面的规定。
不同的国家和地区可能有各自的标准组织发布的标准，如美国的ASTM、欧洲的EN等。
此外，航空、能源、化工等行业也可能有自行发布的标准。
因此，具体合金的化学成分标准需要查阅相关的标准文献和规范。
高温钴合金
高温钴合金是一类具有优异高温性能的合金材料，主要由钴（Co）和其他合金元素组成。
这些合金通常具有良好的耐热、耐腐蚀和高强度等特性，使其在高温环境下有广泛的应用。
以下是一些常见的高温钴合金及其特点：
1. 钴基高温合金（Cobalt-based Superalloys）：钴基高温合金是一类以钴为基础元素的高温合金，通常合金中含有铬、镍、钼等元素。
它们具有出色的耐热性、耐氧化性和抗蠕变性能，在高温环境下保持较高的强度和韧性。
钴基高温合金广泛应用于航空航天、石油化工、能源等领域，例如用于制造涡轮发动机叶片、燃烧室部件等。
2. 镍基高温合金（Nickel-based Superalloys）：虽然不是纯钴合金，但镍基高温合金也可以包含一定比例的钴。
镍基高温合金具有出色的耐高温、耐腐蚀和抗氧化性能，广泛应用于航空航天、发电、化工等领域。
例如，在航空发动机中使用镍基高温合金制造叶片、燃烧室部件等。
3. 钴铬钼合金（Cobalt-Chromium-Molybdenum Alloys）：钴铬钼合金通常被称为“钴合金”，是一种具有优异高温性能的材料。
它们具有出色的耐磨、耐腐蚀和抗热疲劳性能，常用于制造高温工作环境下的部件，如涡轮叶片、阀门、燃气涡轮等。
高温钴合金的应用范围广泛，不仅在航空航天领域有重要作用，还在能源、化工、医疗等领域有广泛应用。
它们的优异性能使其能够承受高温和恶劣环境条件，并保持材料的强度和稳定性，为各种工程和技术应用提供了可靠的解决方案。
钴基高温合金
钴基高温合金 汽车增压器喷嘴环叶片
燃气轮机涡轮零件
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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。
6 项目组成员分工
• 潘永健负责查阅文献，确定实验方案以及组织形貌与 成分分布的观察与分析 • 刘阳负责第三阶段样品的熔炼与固溶处理部分
• 董刘洋负责各样品硬度的测量，磨损实验以及腐蚀实 验
谢谢观赏
准备stellite6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将四份样品进行固溶处理样品14的固溶温度依次为1100103010701050使所有的一次碳化物包括部分mc型碳化物溶入固溶体
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钴基高温合金 汽车增压器喷嘴环叶片
燃气轮机涡轮零件
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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。
光镜下的钴基高温合金
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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： • ⑴、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。
• ⑵、融入合金元素 • 准备stellite 6合金样品四份 • ①、样品1加入10%钨，用于提高合金的硬度和耐磨 性能 • ②、样品2加入5%铬，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ε-Co和 σ相，出现双相区，使高温强度下降） • ③、样品3同时加入10%钨，5%铬元素 • ⑶、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。 • ⑷、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。
• 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
5 研究进度安排
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第一阶段： 查阅相关资料，文献，确定实验方案 第二阶段： 观察分析样品的组织形貌与成分分布 第三阶段：2013.4.20-2013.5.20 将样品进行重熔，融入元素，并进行固溶处理；观察分析固溶后 的样品的组织形貌与成分分布 第四阶段：2013.5.21-2013.6.21 测量固溶后各样品的硬度并进行磨损试验以及腐蚀试验 第五阶段：2013.6.22-2013.9.22 总结分析实验结果，完成项目论文
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: • ⑴、利用光镜，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。 • ⑵、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。
• ⑸、用洛氏硬度机测量各样品的硬度，每个样品各取 5点测量，取平均值。 • ⑹、磨损试验 • 在MM200磨损试验机上对4份试样进行环－块磨 损试验，对磨试样为Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ，硬度为６０～ ６２ＨＲＣ．试验条件为：主轴转速２００ｒ／ｍｉ ｎ，载荷１９６Ｎ，干摩擦２ｈ．耐磨性比较采用失 重测量法，测重之前，用丙酮、甲醇清洗，烘干，然 后在ＦＡ２１０４型万分之一电子天平上进行失重测 量。酮、甲醇清洗， 烘干。配制一定浓度的硝酸，将处理前以及处理后的 样品置于硝酸溶液中，每2小时测一次样品质量，比 较质量变化。
6 项目组成员分工
• 潘永健负责查阅文献，确定实验方案以及组织形貌与 成分分布的观察与分析 • 刘阳负责第三阶段样品的熔炼与固溶处理部分
• 董刘洋负责各样品硬度的测量，磨损实验以及腐蚀实 验
谢谢观赏
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γ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、 热疲劳性能和抗蠕变性能也比镍基高温合金要好。
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