Stellite 21（通常读作“司太立21”）是一种非常著名的钴基高温合金。它属于“司太立”合金家族，这个家族以其卓越的耐磨性、耐腐蚀性和在高温下保持性能的能力而闻名。

下面为您详细介绍一下这种材料。

什么是Stellite 21？

Stellite 21是一种钴-铬-钼-镍系的铸造合金。它最初由Elwood Haynes发明，后来由肯纳公司 的商品“Stellite”而闻名，现在“司太立”已经成为这类钴基合金的通用名称。

它的典型化学成分包括：

• 钴：作为基体，提供固溶强化和在高温下保持强度的能力。

• 铬：提供优异的抗氧化性和耐腐蚀性。

• 钼：提供固溶强化，并增强耐点蚀和缝隙腐蚀的能力。

• 镍：部分替代钴，改善韧性和加工性。

• 碳：与铬形成坚硬的碳化物颗粒，是耐磨性的主要来源。

主要特性

Stellite 21的特性可以概括为以下几个方面：

1.卓越的耐腐蚀性

• 它对多种腐蚀介质都具有出色的抵抗力，包括：

• 无机酸：如热的磷酸、硫酸（中低浓度）。

• 有机酸：如醋酸、草酸。

• 盐溶液和碱性介质。

• 出色的耐气蚀和耐冲蚀能力，特别适合在含有固体颗粒的液体环境中使用。

2.优异的耐磨性

• 其耐磨性主要来自于分布在较韧钴基体中的坚硬碳化物（如铬的碳化物）。这种硬质相与软基体的组合，使其既能抵抗磨料磨损，又能承受一定的冲击载荷。

• 它在金属对金属磨损和磨料磨损工况下表现都非常出色。

3.优秀的高温性能

• 这是钴基合金的典型特点。Stellite 21在540°C至650°C的高温下，仍能保持很高的硬度和强度，而碳钢和许多不锈钢在此温度下会严重软化。

• 具有良好的抗热疲劳和抗氧化能力。

4.良好的抗咬合和抗划伤性

• 与许多其他金属配对时，它具有低摩擦系数和不易发生咬合（冷焊）的特性，使其成为理想的阀座、密封面材料。

5.相对较好的韧性

• 与完全硬质的陶瓷材料或铸造碳化钨相比，Stellite 21具有一定的韧性和抗冲击能力，不容易发生脆性断裂。

应用领域

基于以上特性，Stellite 21被广泛应用于苛刻的工况中：

1. 阀门行业：

2. 核心应用领域。用于制造高性能的球阀、闸阀、截止阀和旋塞阀的阀芯、阀座、阀杆等关键密封和运动部件。确保阀门在高温、高压、腐蚀和磨损介质中能够可靠密封和长期工作。

3. 泵和压缩机：

4. 用于制造泵的叶轮、密封环、轴套，以及压缩机的活塞环、导向环等，以抵抗浆料冲刷和腐蚀。

5. 航空航天：

6. 用于发动机的某些部件，如密封环、垫片和耐磨衬套。

7. 医疗行业：

8. 由于其生物相容性和优异的耐磨耐腐蚀性，被用于制造人工关节（如髋关节、膝关节）的金属部件。

9. 其他工业领域：

10. 如化工设备的内衬、搅拌器桨叶、热作模具、刀具等。

加工与制造形式

Stellite 21通常通过以下方式提供和使用：

• 铸造件：可以铸造成各种形状的零件。

• 焊材：以焊条、焊丝的形式存在，用于在普通钢材表面进行堆焊，以制造出具有耐磨耐腐蚀表面的“双金属”零件，这是一种非常经济高效的方法。

• 粉末：用于等离子转移弧堆焊或激光熔覆。

总结

总而言之，Stellite 21是一种综合性能极佳的钴基合金，它在耐腐蚀、耐磨和高温性能之间取得了完美的平衡。虽然它的初始成本较高，但由于其能显著延长设备在极端工况下的使用寿命，因此在许多关键工业领域中被视为不可或缺的战略材料。