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钴元素对耐磨热电偶的耐磨性能起到关键作用

来源:作者:上海自动化仪表三厂发表时间:2018-05-15

    长期以来,钴与耐磨热电偶的耐磨材料相关,无论是合金元素还是硬质合金中的粘合剂。钴可以通过应用在铸件和锻件中或作为低成本基材的涂层来提供耐磨性。

    选择合适的耐磨材料时,重要的是要开发具有足够阻力的材料。如果耐磨性太强,制造该部件的经济成本将太大。


    磨损的条件

    磨损有三种情况:磨损,滑动和侵蚀。


磨损

    磨损是指当硬质颗粒或凸起相对于表面被强迫并移动时。取决于表面是柔韧的还是易碎的,通过犁削或碎裂作用使材料从表面损失。磨料磨损可以采用高应力或低应力条件的形式,其涉及与表面相互作用后的研磨介质的状态。在高应力磨损中,硬质颗粒或凸起被压碎; 在低应力磨损期间,它们保持完好。


滑动

    在滑动过程中,磨损损伤或局限于氧化膜(自然出现在金属表面上)或下面的基底。对于在低接触应力和高表面温度下工作的系统,滑动磨损过程的氧化物控制是常见的。被称为磨损的底层金属基体的损坏可以由氧化物击穿导致,导致两种配合材料中较弱的焊接和剪切,或者由于表面下的疲劳。


侵蚀

    侵蚀与流体流中的气泡形成和塌陷有关。气泡会变形,然后通过气流中的压力变化而被破坏,从而导致在气泡坍塌过程中形成的液体射流造成的表面损坏。据信连续的冲击波和精细尺度的高周期疲劳是造成在空蚀过程中被去除的材料的原因。


钴基耐磨合金

    耐磨合金中有三种主要的钴基家族:Stellite,Tristelle和Tribaloy。


    Elwood P. Haynes的肖像Elwood Haynes最初设计用于当时汽车新发明的Stellite合金


司太立合金

    埃尔伍德海恩斯于20世纪初开发出Stellite合金,最初设计用于当时的汽车新发明。司太立合金通常含有约50%的钴(Co)和30%的铬(Cr)。Cr为合金基体提供强度和耐腐蚀性。Cr在合金凝固过程中也在结构内形成碳化物。钼(Mo)和钨(W)为基体提供了强化性能。


Tristelle合金

    1985年推出了一系列新型不锈钢合金,其特性为滑动磨损和空化侵蚀提供了卓越的保护。Tristelle合金含有铁(Fe),钴和镍(Ni)。添加Co和硅(Si)以增加抗磨损和空化侵蚀的能力,同时降低堆垛层错能。在该系统中,Co还为硅提供额外的溶解度而不会损害不锈钢的原子结构。Cr和碳(C)也被引入硬相以增加耐磨性。


Tribaloy合金

    Tribaloy系列高性能合金由含有Co和Mo,Cr和Si夹杂物的稳定的非活性金属组成。这种组合物提供了出色的抗磨损和耐磨性,良好的耐腐蚀性,并且适用于润滑是问题的应用。应用主要是用于硬质表面的粉末以及作为用于制造烧结部件的粉末的添加剂。


    通常,钴基合金可以通过以下方式沉积:

    焊接成棒状和条状

    使用粉末或棒料的等离子/火焰喷涂

    铸造并用作完整零件或用作插入件,例如带Co / Cr球的钛髋关节

    用于等离子喷涂或火焰喷涂的喷涂合金为粉末形式并含有硅和硼,形成低熔点共晶,其允许与基材以最小变形融合。


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