R30001/2.4684铸造钴铬钨件 Stellite1铸锭Φ20-200mm

Stellite 1（美标UNS R30001，德标W.-Nr. 2.4684，国标GB/T 14992近G30240/铸造钴基旧称GH-Co-Cr-W-C系，商业名Deloro Stellite 1）是钴铬钨碳系铸造/堆焊硬质耐磨耐蚀合金，不是变形高温合金（不能轧棒冲片）、不是镍基（Co余量）、也不是WC金属陶瓷——靠Co-Cr-W-C四元在室温到800℃维持fccγ+碳化物(M₂₃C₆/M₆C)双相，拿"高硬度+高红硬性+耐磨损+耐气蚀+中等耐蚀"的复合分。它碳最高（2.4%—2.8%）、钨最高（12%—14%）、硬度最高（HRC 50—55），是Stellite族里最耐磨最脆的一档，长期服役−50℃至800℃（红硬可到1000℃但强度陡降），主战场是高温高压阀门密封面、牙科/刀具堆焊、泥沙磨损件。

一、成分体系与强化机理

Stellite 1化学成分（典型）：Co余量（约55—60%）、Cr 28.0—32.0%、W 12.0—14.0%、C 2.4—2.8%、Si≤2.0%、Mn≤1.0%、Fe≤3.0%、Ni≤3.0%、P≤0.03%、S≤0.03%。 强化逻辑双相：Co-Crγ固溶体提供fcc基体红硬性（层错能低、位错攀移慢，800℃仍保持HRC 40+）；Cr 30%级生成Cr₂O₃膜扛氧化与弱腐蚀；W 13%重原子固溶提红硬与抗粘着；C 2.6%析大量初生M₂₃C₆（(Cr,Co)₂₃C₆）与共晶碳化物网络，是室温硬度HRC 50—55的主力，碳化物体积分数约30%—35%；无γ′、无时效（铸造态即终态，可重熔堆焊但不可热处理强化）。密度8.3—8.6g/cm³，熔点约1270—1350℃，无磁，线胀系数20—800℃约17×10⁻⁶/K，热导率约12W/(m·K)，弹性模量200—230GPa。

二、力学与工艺性能边界

铸造/堆焊态室温力学：抗拉Rm 600—900 MPa（典型700 MPa，随碳化物量波动）、屈服Rp.2 550—800 MPa（典型620 MPa）、断后延伸A 0%—2%（极脆，铸造试棒常断在肩无颈缩）、硬度HRC 50—55（典型53）、抗压强度极高约 2400—2800 MPa（硬质合金特征，压缩不断只碎裂）。 高温段400℃硬度HRC 48—50、600℃HRC 42—45、800℃HRC 38—40、1000℃仍HRC 30+，红硬性远优工具钢；但抗拉800℃跌到150—200MPa，故设计只走压/剪/磨模式，禁拉弯冲击。 不可冷加工（A≈0），只磨削与电火花；可用TIG/MIG/等离子堆焊（焊丝AWS ERCoCr-A对应Stellite 6，Stellite 1无标准焊丝常改用6或自配）、氧乙炔喷焊；重熔后碳化物重分布硬度略降1—2HRC。边界：连续≤800℃耐磨、≤1000℃红硬短时；强氧化酸（硝酸）耐蚀一般、耐稀硫酸/有机酸中等；不耐氢氟酸与熔融碱；冲击载荷大件会崩角。

三、工程应用与选型定位

Stellite 1主场是"高温+高压+含硬粒泥浆+要密封不漏"的磨损死局：电站/石化高温高压闸阀球阀密封面（堆焊层）、蒸汽阀阀座、石油钻采钻头保径齿、螺杆泵定子衬、纸浆磨浆机刀、玻璃模具浇口、热剪切刀片、牙科/骨科耐磨件（早期）、砂泵叶轮口环、烟气脱硫喷淋喷嘴。 选型逻辑：它是Stellite 6（C 1.0%、HRC 38—43）的上阶替代——要更高耐磨更不惜脆选1，要可加工可冲击选6；又是WC-Co硬质合金的下位错开——WC-Co硬度更高但耐温<600℃氧化、Stellite 1红硬到800℃；还是GH5188（钴基固溶）的错峰——5188可冲压焊接承热、1号只堆焊耐磨不承强载。工程边界：只做表面堆焊层或小型铸造件、不作风力结构、装配禁冲击预紧超压碎、介质含强氧化酸需改6或镍基。

Stellite 1（R30001）是用"Co余量锁红硬fcc＋Cr30%成膜＋W13%固溶＋C2.6%析30%碳化物拿HRC53"堆出来的高碳钴铬钨铸造耐磨合金，技术本质不是变形合金、不是耐强酸材料、也不是承拉结构料，而是在800℃以内高温磨损/气蚀/粘着工况里，用最高碳钨换得Stellite族里的室温硬度与红硬性，牺牲全部塑性（A≈0）换耐磨寿命。它填补了Stellite 6不够硬、WC-Co不耐高温、工具钢不耐磨蚀的中间带——选它做高温阀密封面堆焊、钻头保径、热剪刃、砂泵口环时，认准Co余量、Cr28—32、W12—14、C2.4—2.8%、HRC50—55红线，铸造/堆焊态直接使用不热处理，受力只取压剪磨模式、工况锁800℃内，就能把崩角脆断、强氧化酸暴蚀、1000℃以上红硬衰减三条主要失效管住。理解它"高硬不塑、红硬不承拉、堆焊不变形、高温磨损专属"四条边界，是和Stellite 6、WC-Co、GH5188、Hastelloy C做正确取舍的前提。

UNS N06600、Inconel600、Alloy600、UNS N06601、Inconel601、Alloy601、UNS N06625、Inconel625、Alloy625、Inconel690、Inconel718、InconelX-750

二、英科：

UNS NO8800、Incoloy800、Alloy800UNS NO8810、Incoloy800H、Alloy800H/800HT、UNS NO8825、Incoloy825、Alloy825

三、Carpenter20合金：

Alloy20cb-3、UNS NO8020

四、蒙乃尔：

Monel400NO4400Alloy400MonelK500NO5500

五、哈氏合金：

Hastelloy C-276、C-22、C-4、Hastelloy B、B-2、B-3、Hastelloy X、G、G2、G3、Hastelloy G30

六、固溶强化性铁镍基合金：

NS111、NS112、NS113、NS131、NS141、NS142、NS143

七、固溶强化型镍基合金：

NS311、NS312、NS313、NS314、NS315、NS321、NS322、NS331、NS332、NS333、NS334、

NS335、NS336、NS341

八、时效强化型镍基合金：

NS411

九、固溶强化型铁基合金：

GH1015、GH1035、GH1040、GH1131、GH1140

十、时效硬化性铁基合金：

GH2018、GH2036、GH2038、GH2130、GH2132/SUH660、GH2135、GH2136、GH2302

十一、固溶强化型镍基合金：

GH3030、GH3039、GH3044、GH3028

十二、时效硬化型镍基合金：

GH4033、GH4037、GH4043、GH4049、GH4133、GH4133B、GH4169

十三、奥氏体不锈钢:

904L（UNS N08904）、Nitronic60(S21800）、nitronic50(XM-19)/S20910、304L、316Ti、316N、316LN、316Mod、317L、317LN、309S、310S、304N

十四、复合式不锈钢：

SAF2205（F51）、SAF2507（F53）、S32760、254SMo（F44、DIN1.4529）、329J1（0Cr26Ni5Mo2）、SAF2506、0Cr17Mn13Mo2N(A4钢)

十五、沉淀硬化不锈钢

17－4PH(SUS630、S17400、0Cr17NiCu4Nb)、17-7PH（SUS631、0Cr17Ni7Al)、15-7Mo（SUS632、0Cr15Ni7Mo2Al）、15-5PH VAR(S15500、0Cr15Ni5Cu3Nb)

十六、其它：

可伐合金4J29 Kovar，Invar合金4J36 Invar合金、4J34，4J46，4J32，4J42