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钴基合金在航空发动机热端部件中的耐磨应用

作者:PA电子工业科技有限公司N10276 合金板 发布时间:2025-11-13 16:45:19

信息摘要:

航空发动机涡轮叶片榫槽需要材料具备优异的高温耐磨性和抗微动疲劳能力。司太立合金通过精密铸造实现碳化物强化与基体韧性的最佳平衡。

航空发动机涡轮叶片榫槽部位在高温、高应力和振动环境下工作,面临着严重的微动磨损和微动疲劳问题。钴基司太立合金(Stellite)凭借其独特的高温硬度、耐磨性和抗微动疲劳性能,成为榫槽耐磨涂层的理想选择。

钴基合金在航空发动机热端部件中的耐磨应用

我们采用的司太立合金采用真空熔模精密铸造工艺:在1480-1520℃下进行熔炼,通过控制冷却速率使材料获得理想的碳化物分布。铸态组织由钴基固溶体、M₇C₃型碳化物和少量M₂₃C₆碳化物组成,碳化物体积分数控制在25-30%,尺寸分布在5-15μm范围。经过1150℃/4小时固溶处理和800℃/16小时时效处理后,材料在800℃的高温硬度仍保持在HRC 45以上。

钴基合金在航空发动机热端部件中的耐磨应用

在模拟榫槽工作条件的微动磨损试验中(温度800℃,频率100Hz,位移幅值50μm),司太立合金涂层的磨损率仅为2.1×10⁻⁶ mm³/N·m,摩擦系数稳定在0.35-0.45。经过10⁷次微动循环后,涂层表面仅出现轻微磨损,未观察到剥落现象。通过扫描电镜分析发现,磨损机制以氧化磨损为主,表面形成的Cr₂O₃保护膜有效降低了摩擦系数。

我们采用显微硬度梯度测试评估涂层的力学性能分布,确保界面结合强度超过250MPa。通过热震试验验证涂层的抗热疲劳性能,在200-900℃温度循环1000次后,涂层无剥落、无裂纹。每批涂层材料都进行金相检查和成分分析,确保满足航空发动机热端部件的严苛要求。