Stellite 12司太立12号钴基合金精密铸造件

一、合金成分与显微组织特征

Stellite 12（UNS R30012，AWS A5.21 ERCoCr-B）属钴基耐磨硬质合金，俗称司太立12号，位于Stellite 6与Stellite 1之间的中高碳高钨牌号。 典型化学成分（质量分数）：Co余量，Cr 27.0–32.0%，W 7.5–9.5%，C 1.4–2.0%（堆焊态常取1.4–1.7%，铸态可取1.7–2.0%），Ni≤3.0%，Fe≤3.0%，Si≤2.0%，Mn≤1.0%。 密度约8.53 g/cm³，熔点1225–1365℃，室温硬度HRC 45–51（对应HV 435–590）。

其显微组织为钴铬钨固溶体基体上弥散分布富Cr的M₇C₃型碳化物与少量富W的MC型碳化物。碳化物体积分数明显高于Stellite 6，这是其耐磨性提升但塑性下降的根本原因。较高的W含量强化基体并抑制高温软化，使合金在700℃仍保持HRC 28–33的红硬性，优于多数工具钢与奥氏体不锈钢。

二、力学性能与工程行为

Stellite 12本质为脆性耐磨材料，设计上应避免承受高拉应力与剧烈冲击，而以压缩承载、表面堆焊或镶嵌件形式使用。铸态/堆焊态室温典型性能：抗拉强度Rm约740 MPa，屈服强度Rp0.2约580 MPa，断后延伸率A＜1%，弹性模量约208–226 GPa，抗压强度约1770 MPa。 经热等静压（HIP）处理后，孔隙率降低、碳化物分布细化，UTS可升至约1200 MPa，Rp0.2约900 MPa，延伸率约2%。

耐磨方面，其抗磨粒磨损能力（ASTM G65）约为316L的5–8倍，较Stellite 6提高30%–50%；低角度冲蚀与严重滑动磨损抗性突出，抗气蚀与中等冲击性尚可。耐腐蚀以点蚀机制为主，海水室温电极电位约-0.3 V（SCE），耐高温氧化可达800℃。 切削加工性极差，需用硬质合金/陶瓷刀具低转速大进给，精加工依赖磨削、EDM或线切割。

三、制备工艺与典型应用

工业供货形态包括精密铸件、离心铸件、HIP坯、粉末冶金件、棒材、板材、焊丝、焊条及PTA/激光熔覆粉末。 表面工程为其主流用法：氧乙炔、TIG、MIG、埋弧、PTA、HVOF喷涂等将Stellite 12覆盖于碳钢或不锈钢基体，兼顾韧性与表层耐磨。堆焊前常预热350–500℃，层温≤350℃，焊后缓冷防裂。

典型服役场景：工业裁切刀（地毯、塑料、纸张、合成纤维）、木工锯片齿尖、饮料行业控制板、泵叶轮、轴承衬套、窄口玻璃模具冲头、内燃机排气阀座与阀面、金属加工夹送辊、转子叶缘、高温螺旋推杆、石油石化阀件。在≤700℃且伴生磨粒/冲蚀/热循环的工位中，其寿命通常数倍于Stellite 6或工具钢。

Stellite 12是以Co-Cr-W-C为骨架的中高碳钴基合金，用碳化物网络换得高硬度与优异高温耐磨，代价是延伸率不足1%与低冲击韧性；工程中应以抗压强度1770 MPa、屈服强度580 MPa（铸态）为承载设计基准，优先采用堆焊或铸造镶嵌而非整体受力件。正确选型时，它是700℃级严重磨损工况的高性价比解决方案。

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