Stellite21合金成分、抗拉、屈服、密度、硬度全览

Stellite 21合金百科解析

Stellite 21是一种卓越的钴基高温合金，以其在极端环境下的出色表现而闻名。它不属于依靠镍基γ‘相强化的超合金，而是凭借其坚固的钴-铬基质和固溶强化效应，在高温、磨损和腐蚀并存的苛刻条件下展现出不可替代的价值。下面，我们将对其关键指标进行全方位解析。

一、 核心化学成分

Stellite 21的化学成分设计是其卓越性能的基石。它是一种钴-铬-钼合金，其关键元素构成如下：

钴：作为基体元素，钴提供了合金固有的高温强度、韧性和抗热疲劳性能。即使在红热状态下，钴基合金也能保持其硬度，这是其区别于许多钢和镍基合金的关键优势。

铬：含量通常在26%至30%之间。铬的主要作用是在合金表面形成一层致密、稳定且自修复的氧化铬保护膜，这赋予了Stellite 21优异的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。同时，铬也通过固溶强化作用提升基体强度。

钼：含量约5%至7%。钼是一种非常有效的固溶强化元素。它溶解在钴基体中，能显著提高合金的常温及高温强度，特别是屈服强度。此外，钼也进一步增强了合金的抗点蚀和缝隙腐蚀能力。

镍：含有少量镍（约2%至3%），主要作用是稳定奥氏体基体结构，并改善合金的韧性与热加工性能。

碳：碳含量控制在较低水平（通常低于0.25%），与铬和钼形成少量的硬质碳化物，为合金提供一定的耐磨性，但又不会像高碳Stellite合金（如Stellite 6）那样导致脆性显著增加，从而在耐磨性和韧性之间取得了良好平衡。

二、 关键力学与物理性能指标

1. 硬度
Stellite 21在常温下的硬度通常落在HRC 28至38的范围内。这个硬度值表明它并非极端的耐磨材料，而是一种“强韧兼备”的材料。其真正的优势在于热硬性，即在高温下保持硬度的能力。即使在650°C至800°C的高温下，它仍能保持大部分硬度，而普通工具钢在此温度下早已软化失效。

2. 抗拉强度与屈服强度
Stellite 21具有中等到良好的强度水平，其具体数值与产品的形态（如铸态、锻态、粉末冶金）密切相关。

抗拉强度：通常在795 MPa至930 MPa 的范围内。

屈服强度：其屈服强度（通常以0.2%偏移屈服强度表示）大约在480 MPa至620 MPa 之间。

这些强度指标，特别是其高温屈服强度，对于在高温承压环境下的应用至关重要，确保了零件在负载下不会发生塑性变形。

3. 密度
Stellite 21的密度较高，约为8.4 g/cm³。这与镍基高温合金相近，但显著高于钢（约7.85 g/cm³）。较高的密度是其含有大量重元素（钴、铬、钼）的直接反映，也是其具有高强度和良好热稳定性的一个侧面体现。

三、 核心性能特点综述

综合以上数据，我们可以总结出Stellite 21的几大核心特点：

卓越的高温性能：其强度和硬度在高温下衰减缓慢，抗蠕变和抗热疲劳性能出色。

优良的耐腐蚀性：对氧化、硫化以及多种酸、盐介质都具备良好的抵抗能力，尤其在热腐蚀环境下表现突出。

良好的韧性：相较于更高碳含量的Stellite系列合金，Stellite 21在保持足够硬度的同时，拥有更好的抗冲击和抗裂纹扩展能力。

中等的耐磨性：它不是最耐磨的Stellite合金，但其耐磨性足以应对许多高温下的磨蚀和微动磨损工况。

四、 主要执行标准

Stellite 21作为一种成熟的工业合金，其生产与验收遵循多项国际和行业标准，确保了材料质量的一致性。常见的标准包括：

AMS 5385：这是航空航天材料规范，对化学成分、力学性能和热处理有严格规定，是航空领域应用的权威标准。

ASTM F75：这是外科植入物用钴铬钼合金铸件的标准。Stellite 21因其优异的生物相容性和耐体液腐蚀性能，被广泛应用于制造人工关节等医疗植入物。

UNS R30021：这是统一编号系统，为这种合金提供了一个唯一的标识符，便于材料管理和采购。

五、 典型应用领域

基于其独特的性能组合，Stellite 21被广泛应用于以下关键领域：

航空航天：制造燃气涡轮机的导向叶片、燃烧室部件等高温静止件。

医疗植入：作为人工髋关节、膝关节的股骨头和关节臼的首选材料之一。

工业领域：用于泵阀部件（如阀座、阀芯）、高温炉辊、螺旋送料器等在高温、腐蚀和磨损联合作用下的关键零件。

总结而言，Stellite 21是一款以钴为基、通过铬和钼强化的高性能合金。它并非追求极致的硬度或强度，而是在高温强度、抗腐蚀性、耐磨性和韧性之间实现了完美的平衡。这使得它在那些对材料综合性能要求极为苛刻的领域，成为了不可替代的解决方案。

详细分析

1. 基本信息（源自公开工商信息）

成立时间：2003年07月08日（截至2024年，已运营超过21年，不属于新公司，有一定的行业积淀）。

经营范围：主要涵盖有色金属、金属材料、矿产品、化工产品等的销售，以及从事货物及技术的进出口业务。

2. 优势与积极方面

经验与存续时间：成立超过10年，表明公司在市场竞争中生存了下来，拥有一定的客户资源、供应链关系和行业经验。

地理位置：位于上海这一全国金融、贸易和物流中心，信息灵通，交通便利，便于开展国内及进出口业务。

资质齐全：拥有“货物进出口”资质，意味着可以开展国际贸易业务，这对于有色金属这类大宗商品贸易非常重要。

他们主营的镍基合金通常包括以下几大类和具体牌号：

高温合金：

GH3030、GH4169、GH3128、GH145、GH3039、GH3044、GH4099、GH605、GH5188等

软磁合金：

1J06、1J12、1J22、1J27、1J30、1J36、1J50、1J79、1J85等

弹性合金：

3J01、3J09、3J21、3J35等。蒙乃尔合金：Monel 400（N04400）、Monel K500（N05500）等

膨胀合金：

4J28、4J29（与玻璃烧结）、4J32、4J33、4J34、4J36、（与陶瓷烧结）4J38、4J42、4J50等

耐蚀合金：

Inconel 600、601、617、625、686、690、713C、718、Inconel X-750等

因科洛伊合金：

Incoloy 20、330、718、800、800H、800HT、825、925、Inconel 926【N08926/1.4529】等

哈氏合金：

Hastelloy C、C-4、C-22（N06022）、C-276、C-2000、Hastelloy B、B-2、B-3等

纯镍 / 钛合金：

N4、N5（N02201）N6、N7（N02200）TA1、TA2、TA9、TA10、TC4等

沉淀硬化钢/双相不锈钢

17-4PH（sus630）、17-7PH（sus631）、15-5PH/ 2205、2507、904L、254SMO、20#（N08020）

生产工艺：热轧、锻轧、精扎、机轧、挤压、连铸、冷拔、浇铸、冷拉等

供应规格：棒材 、板材、管材、带材、毛细管、丝材及块料。

重要提示：

具体库存和牌号可能变动： 以上列出的是镍基合金的常见牌号，但公司的具体库存和主营产品可能会根据市场需求和采购情况发生变化。

最佳确认方式： 要获取最准确、最及时的产品信息，强烈建议您直接联系上海商虎有色金属有限公司的销售或客服人员。他们可以提供最新的产品目录、技术参数、价格和现货情况。

官网查询： 您可以访问他们的官方网站（如果有的話）来查看详细的产品介绍。

希望以上信息能对您有所帮助！如果您有特定的应用场景或介质环境，也可以提出，这样可以更有针对性地推荐合适的合金牌号。